煉油產(chǎn)業(yè)集中度進一步提高
經(jīng)濟增長的長期低迷和石油需求的增速放緩，導致近年來全球煉油能力緩慢增長。2016年全球煉油能力達到45.79億噸/年，比2015年的44.74億噸/年增長2.34%，是自2010年以來的最高年增速。近年來新增煉油能力絕大部分位于亞洲和中東。亞太地區(qū)煉油能力繼續(xù)擴張，美國煉油業(yè)受益“頁巖革命”出現(xiàn)明顯增長態(tài)勢，歐洲煉油繼續(xù)萎縮，地區(qū)間維持差異化發(fā)展態(tài)勢。
分地區(qū)來看，亞太仍為全球煉油能力最大的地區(qū)，產(chǎn)能達到13.83億噸/年，較上年增長近6600萬噸/年，占世界總產(chǎn)能的33.9%；北美地區(qū)煉油能力達11.03億噸/年，較上年增長2100萬噸/年，占22.9%；西歐地區(qū)煉油能力為6.71億噸/年，較上年下降400萬噸/年，占13.1%；中東地區(qū)煉油能力為4.64億噸/年，占比上升到10.1%。未來世界煉油工業(yè)的發(fā)展重心還將繼續(xù)向具有市場優(yōu)勢和資源優(yōu)勢的地區(qū)轉(zhuǎn)移。預計到2020年底還將有2.5億噸/年的新增煉油能力投產(chǎn)，將主要集中在中東、中國和其他亞太地區(qū)。
全球煉油能力已出現(xiàn)過剩，尤其隨著中東、亞洲一些大型煉油項目的投產(chǎn)，亞洲地區(qū)將面臨更加激烈的市場競爭，煉油能力將會嚴重過剩。但由于低油價的影響，許多項目投資計劃并不能如期實現(xiàn)，取消和延期的可能性很大。
世界煉油工業(yè)繼續(xù)向規(guī)模化方向發(fā)展，產(chǎn)業(yè)集中度進一步提高。目前全球共有煉廠615 座，比上年減少19座，煉廠平均規(guī)模達744萬噸/年。與2010年相比，煉廠數(shù)量減少7%，但平均規(guī)模提高11.7%。煉廠規(guī)模繼續(xù)向大型化發(fā)展。規(guī)模在2000萬噸/年以上的煉廠達到30座，其中有20座位于亞洲和中東。印度信誠工業(yè)公司賈姆納格爾煉油中心煉油總能力達到6200萬噸/年，是世界最大的煉油基地。我國的中國石化鎮(zhèn)海煉化、茂名石化和中國石油大連石化的煉油能力均已超過2000萬噸/年，躋身世界最大煉廠之列。目前正在規(guī)劃建設4000萬噸/年浙江石化、2000萬噸/年恒力石化兩個超大型項目。
開工率小幅回調(diào) 煉油毛利下滑
2016年，由于全球煉油能力增長較快，原油價格仍在低位運行，但油品需求增速減緩，全球煉廠開工率出現(xiàn)小幅回調(diào)，煉油毛利出現(xiàn)下降。2016年全球煉廠開工率約為81.1%，比2015年的82.1%下降1個百分點，在2005年煉油業(yè)黃金時期煉廠開工率曾高達86%。近幾年美國煉廠開工率一直表現(xiàn)優(yōu)異，接近89%；亞太地區(qū)煉廠開工率自2014年降至近10年來的谷底后開始反彈，2016年上升至82%；歐盟地區(qū)約81%；2016年我國煉廠開工率約為78.5%，比上年增長2個百分點，主要是由于地煉開工率明顯回升，但全國的平均開工率仍明顯低于全球平均水平，結(jié)構(gòu)性過剩依然比較嚴重。
2016年，全球煉油毛利沒能延續(xù)2015年的上升勢頭，出現(xiàn)下滑。全球平均毛利為7.96美元/桶，比2015年的8.49美元/桶下降6.2%，各地區(qū)均出現(xiàn)不同程度的下降, 其中北美地區(qū)從2015年的11.49美元/桶下降到8.12美元/桶，降幅達29%；歐洲煉廠毛利僅為5.7美元/桶，下降25%；亞洲地區(qū)煉廠毛利5.94美元/桶，下降25%。
業(yè)界認為，雖然近期的低油價可以使煉廠毛利增長，但從中長期來看，由于全球經(jīng)濟復蘇疲弱，油品需求增速放緩，煉油能力過剩加劇，在世界多數(shù)地區(qū)，煉廠不可能持續(xù)出現(xiàn)2005年煉油業(yè)黃金時期的高達86%開工率和超過10美元/桶的高額毛利。特別是美國以外的其他地區(qū)煉廠，短期雖受益于低油價，但中長期毛利前景并不明朗。
Stratas Advisors能源咨詢公司預測：2017年全球大部分地區(qū)煉油利潤會出現(xiàn)回升，但也開始出現(xiàn)地區(qū)性分化加劇，地區(qū)之間的毛利差距加大，北美和中東毛利上升，歐洲和亞洲毛利下降。預計2017年，各地的煉油毛利分別為：北美地區(qū)8.88美元/桶，亞洲6.41美元/桶，歐洲7.2美元/桶，中東6.41美元/桶；到2025年北美地區(qū)煉油毛利提高到12.66美元/桶，中東提高至8.95年美元/桶，而歐洲和亞洲煉油毛利繼續(xù)下降，歐洲降至2美元/桶，亞洲4.26美元/桶。
清潔燃料標準加速升級
近幾年，全球一些主要國家的油品標準升級速度均在加快。汽柴油硫含量降至10μg/g以下基本是國際趨勢。自2017年1月1日起，美國執(zhí)行Tier Ⅲ 油品標準，清潔汽油的硫含量指標從30μg/g降低到10μg/g；歐洲委員會也要求歐盟成員國生產(chǎn)硫含量接近零的汽油；日本目前限制汽油硫含量不高于10μg/g；亞洲等地發(fā)展中國家的清潔燃料標準也在追趕世界領先標準，如印度提出自2017年4月1日起執(zhí)行相當于歐IV的BS4清潔燃料標準（硫含量不大于50μg/g），到2020年要跳過相當于歐V的BS5標準，直接執(zhí)行相當于歐Ⅵ的BS6標準（硫含量不大于10μg/g）。
目前我國的油品質(zhì)量標準已領先于多數(shù)發(fā)展中國家，部分省市地區(qū)已達到發(fā)達國家水平。2017年1月1日起在全國范圍執(zhí)行國五標準，2019年1月1日起將執(zhí)行國六車用汽油和車用柴油標準。北京市已于2017年1月1日起開始實施京六標準。京六標準參照了目前國際上最嚴格的車用燃料標準，硫含量10μg/g維持不變，進一步嚴格控制汽油中的烯烴、芳烴、苯、蒸氣壓等主要環(huán)保指標。我國油品質(zhì)量標準升級的總體趨勢是汽油硫含量降至10μg/g，烯烴、芳烴、苯體積分數(shù)繼續(xù)下降至15%、35%、0.8%，柴油硫含量降至10μg/g，多環(huán)芳烴體積分數(shù)繼續(xù)下降至7%。預計到2019年我國國六油品質(zhì)量標準實施后，在主要技術指標上將達到歐VI標準質(zhì)量要求，其中汽油烯烴含量和柴油多環(huán)芳烴含量指標甚至優(yōu)于歐VI標準，屆時我國油品標準將整體達到世界先進水平。
除了進一步降低車用汽柴油中的硫含量指標，降低船用燃料油的硫含量也正在成為一些國家和國際組織推進的油品質(zhì)量標準升級的新內(nèi)容。國際海事組織（IMO）為加強對海上船舶排放的管理，2016年10月正式明確從2020年1月1日起在世界范圍內(nèi)執(zhí)行船用燃料油硫含量上限降至5000μg/g（替代目前的3.5%限值），徹底消除高硫船用油市場。IMO要求自2015年1月1日起在排放控制區(qū)（ECAs，目前指波羅的海、北海、北美、美國加勒比海4個排放控制區(qū)）行駛的船舶的船用燃料油硫含量降至1000μg/g。
我國2015年12月31日發(fā)布了《船用燃料油》（GB17411-2015）強制性國家標準，2016年7月1日起實施。船用燃料油新標準的硫含量指標明顯降低，其中最嚴的硫含量限值達到不大于0.1%。我國2016年1月1日起實施的《大氣污染防治法》規(guī)定內(nèi)河區(qū)域船舶用燃料油要使用普通柴油。規(guī)定自2016年1月1日起在珠三角、長三角、環(huán)渤海（京津冀）水域船舶排放控制區(qū)內(nèi)，有條件的港口船舶靠岸停泊期間可實施使用硫含量不超過5000μg/g的燃油等高于現(xiàn)行排放控制要求的措施，自2019年1月1日起，所有進入排放控制區(qū)的船舶應使用硫含量不超過5000μg/g的燃料油。在世界大部分地區(qū)，降低船用燃料油的硫含量是大勢所趨。
技術創(chuàng)新支撐煉油工業(yè)可持續(xù)發(fā)展
煉油工業(yè)作為技術密集型工業(yè)，技術創(chuàng)新將在提高企業(yè)經(jīng)濟效益、降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮更為重要的作用。美國燃料與石化生產(chǎn)商協(xié)會（AFPM，原稱NPRA）每年召開的年會是世界最重要的煉油專業(yè)會議，主要的石油公司和煉油商、技術開發(fā)商都派代表參加，業(yè)界歷來將該會視為煉油技術的風向標，基本反映了全球煉油技術的發(fā)展趨勢。通過對近年來的會議論文的梳理分析，論文涉及的領域主要有FCC、加氫裂化/加氫處理、催化重整、烷基化、重油改質(zhì)與加工、原油供應及需求、裝置優(yōu)化和安全生產(chǎn)等。FCC、加氫處理/加氫裂化、高辛烷值汽油組分生產(chǎn)、重油改質(zhì)與加工的技術進展仍是當今煉油行業(yè)的熱點。
FCC技術進展主要體現(xiàn)在催化劑、工藝、裝置運行等方面。BASF公司新開發(fā)了一種用于處理渣油的硼基技術平臺（BBT）。BBT與常規(guī)的金屬鈍化技術相比，催化劑具有優(yōu)良的金屬耐受性和催化性能，可最大限度減少鎳、釩等雜質(zhì)金屬的負面影響，達到降低氫氣產(chǎn)率、提高石腦油和輕循環(huán)油（LCO）收率、降低焦炭產(chǎn)率的效果。實驗室ACE評價結(jié)果表明，與基準情況相比，氫氣產(chǎn)率降低27%，石腦油和LCO收率提高0.75%，焦炭產(chǎn)率下降22%，已有2家美國煉廠應用了基于該平臺技術開發(fā)的第一代催化劑Borocat，多家煉廠正在試用。
加氫領域技術新進展主要體現(xiàn)在催化劑、工藝、裝置優(yōu)化和改造、解決方案等方面。雅保公司開發(fā)了用于加氫處理催化劑研發(fā)的STAX專有動力學模型和催化劑體系設計優(yōu)化技術。STAX技術可用于超低硫柴油中高壓/高壓加氫處理裝置裝填催化劑，把不同催化劑分3層在反應器中級配裝填；用于低壓/中壓加氫處理裝置則把不同催化劑分2層級配裝填。通過該技術支持，開發(fā)出了首批鎳鉬催化劑KF 870和KF 880，分別用于加氫裂化預處理和中高壓/高壓中餾分油加氫處理。
清潔汽油生產(chǎn)領域技術新進展主要體現(xiàn)在烷基化、高辛烷值汽油組分生產(chǎn)、汽油調(diào)和等方面。我國山東匯豐石化采用Alkyclean固體酸烷基化技術的全球首套裝置于2015年8月開工投產(chǎn)，烷基化油生產(chǎn)能力為10萬噸/年，目前該套裝置已連續(xù)運轉(zhuǎn)1年多，表現(xiàn)出良好的可靠性和穩(wěn)定性。由于AlkyClean技術不使用有毒且有腐蝕性的氫氟酸或硫酸，降低了工廠操作人員的健康和安全風險，避免了液體酸再生或后處理需要耗費的額外能量及產(chǎn)生的廢物和污染，該技術獲得2016年“美國總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”中的“綠色合成路線獎”。該技術是對傳統(tǒng)烷基化技術的顛覆性突破，有望成為主流的清潔汽油生產(chǎn)技術。
渣油轉(zhuǎn)化領域的技術進展主要體現(xiàn)在懸浮床加氫裂化技術上。渣油懸浮床加氫裂化技術主要有ENI公司EST技術、Intevep公司HDHPlus/SHP技術、UOP公司UniflexSHC技術、BP公司VCC技術、Chevron公司VRSH技術和中國石油懸浮床加氫裂化技術。由于技術開發(fā)難度極大，懸浮床技術在世界范圍內(nèi)尚未規(guī)模應用。目前全球只投產(chǎn)了兩套渣油懸浮床加氫裂化工業(yè)示范裝置，一套是意大利ENI公司Sannazzaro煉廠的135萬噸/年EST渣油懸浮床加氫裂化裝置，2013年10月投產(chǎn)。ENI公司正在進行第二代納米催化劑的研發(fā)，主要是增加催化劑的裂化性能，以及研究從未轉(zhuǎn)化塔底油中的催化劑回收技術。另一套是采用BP公司VCC技術的延長石油集團45萬噸/年煤油共煉（煤、油設計比列為1：1）示范裝置，2015年1月在陜西榆林靖邊建成投產(chǎn)，目前處于優(yōu)化、操作完善階段。還有多套裝置在建或計劃建設中。如俄羅斯Mendeleev集團公司采用VCC技術建設350萬噸/年工業(yè)裝置，預計2018年投產(chǎn)；委內(nèi)瑞拉PuertoLaCruz煉廠正在采用HDHPlus/SHP技術建設275萬噸/年裝置；中國石化茂名石化在其規(guī)劃的260萬噸/年渣油加氫裝置中計劃采用ENNI公司的懸浮床技術。三聚環(huán)保與華石能源聯(lián)合開發(fā)了超級懸浮床技術（Mixed cracking treatment，簡稱MCT），并建成15.8萬噸/年工業(yè)示范裝置，于2016年2月開工投料。在工業(yè)示范基礎上，開發(fā)出了百萬噸級大型工業(yè)裝置工藝包，2016年12月30日在河南鶴壁開始建設150萬噸/年煤焦油/煤瀝青懸浮床裝置。
煉油行業(yè)技術除了對傳統(tǒng)的 FCC、加氫處理等主流技術繼續(xù)進行催化劑和工藝操作方面的改進外，與其他能源技術、網(wǎng)絡技術相融合的多元化、跨學科能源集成技術的研究成為新的熱點。很多公司開始在分子煉油、催化材料、氫能與燃料電池、能源基礎材料、能源多元化利用形式等方面進行科研創(chuàng)新。結(jié)合原子經(jīng)濟反應及分子管理技術進步以及網(wǎng)絡技術、大數(shù)據(jù)處理技術的發(fā)展，開展分子煉油、智能煉廠等革命性技術創(chuàng)新；探索開發(fā)新結(jié)構(gòu)分子篩、等級孔氧化鋁、納米金屬硫化物、金屬有機骨架材料（MOFs）等催化材料合成技術；在能源多元化、交通運輸和能源存儲利用等方面開展生物質(zhì)能、太陽能利用、車用燃料電池、氫能儲存及利用研究。
此外，還從戰(zhàn)略角度開始研究能適應能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的未來煉廠模式，包括油煤混煉、油煤氣混煉、油煤氣生物質(zhì)混煉以生產(chǎn)燃料、發(fā)電、制氫等各種能源形式的耦合集成型煉廠模式，探索研究構(gòu)建常規(guī)和非常規(guī)、化石和非化石、能源和化工以及多種能源形式相互轉(zhuǎn)化的多元化能源技術體系。美國能源部近兩年資助了10余項燃料電池項目，集中在催化劑開發(fā)、降低成本、延長壽命、燃料電池組部件等方向，其中2016年燃料電池項目經(jīng)費達到3600萬美元。能源領域的技術創(chuàng)新將引領和推進煉油行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
（李雪靜 中國石油石化研究院）
