未来的石油将会怎样发展？

进入21 世纪，世界范围内石油资源的重质化、劣质化程度的加深，对清洁、超清洁车用燃料及化工原料需 求的日益增加，正使世界炼油技术经历着重大的调整与变革. 本工作在分析世界炼油工业和技术发展现状的基础上， 指出世界炼油技术的未来发展将集中在重质/劣质原油的加工、清洁燃料的生产和炼油化工一体化等几个方面. 在重 质/劣质原油的加工方面，加氢裂化和加氢处理工艺将是 21 世纪炼油技术的主要发展方向，新型催化裂化(FCC)工艺 和焦化工艺也将得到进一步的发展；清洁燃料生产技术的发展方向主要集中在汽柴油的脱硫上，以加氢脱硫为主的各 种脱硫技术将得到极大的发展；在炼油化工一体化发展方面，基于传统 FCC 工艺改进的最大限度生产低碳烯烃的技 术将得到广泛关注，加氢裂化由于其较高的灵活性，既能生产优质中间馏分油(航空燃料和柴油)，又能为乙烯厂和芳 烃厂提供优质原料，是 21 世纪炼油化工一体化发展的核心技术. 关键词：石油炼制；重质/劣质原油的加工；清洁燃料生产；炼油化工一体化 中图分类号：TE624 文献标识码：A 文章编号：1009606X(2007)01017610 1 前 言 1.1 石油在世界能源结构中的地位 1859 年， Drake 油井钻探成功标志着石油工业的诞 生. 自此，石油便逐渐取代木柴和煤成为世界最为重要 的能源和化工原料，在 20 世纪极大地推动了西方发达 国家的工业化进程. 到目前为止，石油依然是世界经济 发展和人类生活水平提高不可或缺的最为重要的能源 在未来一段时期内，石油仍然是世界能源消费 结构中不可缺少的重要组成部分 世界炼油工业发展现状 原油必须经过各种物理及化学加工过程转变为石 油产品后才能被有效利用， 这些转化过程的组合就构成 石油炼制过程. 经过 150 年的发展，石油炼制工业已经 成为世界石油经济不可分割的一部分，各种炼油技术相 继被开发出来，并被成功地应用于工业生产，极大地增 加了石油产品的数量和提高了石油产品的质量. 随着世界经济的不断发展， 各国对石油产品的需求 也不断增加. 世界原油加工能力总体呈现出不断增加的趋势 全球炼厂的结构和规模也处于不断调整之中， 一些 能耗高、 规模小的炼厂被迫关闭， 新建炼厂的规模增大， 原有炼厂也在不断地进行扩能改造.自石油取代煤成为主要的一次能源 之后， 其在世界一次能源消费结构中的比例始终保持在 40%左右. 据国际能源署(IEA)预测，未来 30 年，世界 能源需求量将增加 2/3，且化石燃料在能源结构中仍将 世界石油需求 占有不可替代的地位 . 2010 和 2030 年， 量将分别达到 42 和 57 亿吨，石油在整个一次能源消费 结构中的比例仍然占 35.3%和 35.4% 世界炼油能力最大的国家是美国， 其原油蒸馏能力 约占世界的 1/5；其次为俄罗斯和日本，分别占 6.6%和 5.8%；中国排名第四，占 5.5%. 世界前十大炼油国家的 原油蒸馏能力就达到了世界原油蒸馏能力的 54.2%. 世界排名前 3 位的炼油公司仍然是 ExxonMobil, Shell 和 BPAmoco， 其原油蒸馏能力分别占世界的 6.5%, 5.9%和 4.0%. 我国的中国石化(SINOPEC)和中国石油 (CNPC)分别排在第 5 位和第 12 位，原油蒸馏能力分别 为 2.67 和 1.79 Mb/d. 2003 年，世界上最大的炼油厂是位于委内瑞拉的 帕拉瓜纳炼制中心， 其原油蒸馏能力为 940 kb/d(合 4700 万 t/a). 除此之外，世界排名前 16 位的大型炼油厂中有 6 座位于亚太地区，3 座位于美国，3 座位于中东地区， 其他 3 座分别位于俄罗斯、荷兰和维尔京群岛. 随着世界炼油厂的规模越来越大， 炼油装置的规模 也向大型化方向发展，其中单套常减压蒸馏的能力达到 了 1 275 万 t/a，单套催化裂化(FCC)能力达到了 600 万 t/a，渣油催化裂化(RFCC)能力也达到了 425 万 t/a 从 1991 年到 2003 年，全球二次加工 能力中转化能力(FCC 和加氢裂化)增加较快，从 1991 年的 13.8 Mb/d 增大到 2003 年底的 18.9 Mb/d，约增加 了 37%；燃料生产能力(催化重整和烷基化)的增长速度 稍慢，从 1991 年的 11.2 Mb/d 增大到 2003 年底的 13.4 Mb/d，约增加了 20%. 上述 4 种二次加工能力的增长速 度都远远超过同期原油蒸馏能力的增长速度，表明世界 炼厂的规模和复杂度在不断增加， 世界各国炼油企业一 直在努力提高轻质油品收率，增加运输燃料的产量和提 高其质量 在过去的 10 年中，美国炼厂的 FCC 和加氢裂化能力略有增长，而燃料生产(催化重整和烷 基化)能力有一定程度的下降. 在美国， 4 种主要二次 这 加工过程的能力占原油蒸馏能力的比例达到了 70%以 上， 这说明美国的炼油业已是比较成熟的工业 1991 至 2003 年世界各种石油加工能力的变 化情况. 在此期间，世界原油蒸馏能力增加了 9.6%，表 明世界各国对油品的需求量在不断增加. 在主要的二次 加工过程中，加氢裂化和加氢精制的能力增加较快，分 别增加了 5.3%和 4.6%，而 FCC 和重整能力增加较慢. 加氢能力的增加主要缘于世界各国对低硫和超低硫车 用燃料需求的不断增加，这使炼油厂普遍采用各种加氢 手段降低燃料中的硫含量，以生产清洁燃料 美国不仅拥有世界上最大的炼油能力，而且炼厂规模一 般较大，炼厂的复杂度也较高. 在欧盟国家，近 10 年来，FCC 和加氢裂化能力增 加较明显，催化重整和烷基化能力略有下降；而在亚太 地区，FCC 和加氢裂化的能力有极大的提高，催化重整 和烷基化的能力在 1995-1998 年间增加较快， 1998 年以 后又慢慢减少. 在欧盟地区，4 种主要加工过程的总能 力占原油蒸馏能力的 38%左右，而亚太地区则更少，不 到 30%. 与美国相比，欧盟和亚太地区的二次加工能力 明显不足. 世界炼油技术的发展历程 全球石油石化工业的大规模形成和发展是在 20 世 纪. 1910 年以前，石油加工工艺仅是常压蒸馏，产品也 只是照明用的煤油. 随着汽车工业的发展，1910--1920 年的 10 年间，汽油成了主要的石油产品，促进了裂化 工艺的发展. 后来，石油加工工艺从热加工拓展到催化 加工，进而发展到深度加工，形成了一个结构复杂、规 模庞大的石油加工工艺技术体系