全球及中國煉油行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢

全球及中國煉油行業(yè)現(xiàn)狀及趨勢

一、煉油：對不同分子重量（沸點）組分進行分類的工程

煉油的本質(zhì)是對原油中不同分子重量或者說沸點的成分進行分離,分離的主要手段是蒸餾,但由于輕組分需求量遠大于重組分,所以需要對于蒸餾出來的重組分進行裂化加工,于是乎出現(xiàn)了蒸餾+裂化工藝的不同組合.因為內(nèi)燃機對汽油存在高辛烷值的要求,重整工藝便是用于改變汽油中烴類的分子結(jié)構(gòu)以提高芳烴成分占比.

煉油廠主要工藝及對應(yīng)產(chǎn)品

在煉油工藝中,主要的大類工藝有蒸餾、裂化和重整三大工藝,其中蒸餾分為常壓蒸餾、減壓蒸餾兩道工序,裂化存在熱裂化、催化裂化和加氫裂化三小類,重整存在熱重整和催化重整兩小類.

蒸餾：按照三段式汽化蒸餾工藝,對于一個采用大慶油的典型燃料-化工型煉廠而言,原油拔頂氣一般為汽油,工序溫度為95-100oC,收得率一般為5%,組分以丙烷和丁烷為主；常壓一線為煤油,工序溫度為145-150oC,收得率一般為9%；常壓二線為輕柴油,工序溫度為267-270oC,收得率一般為6%-7%；常壓三線為重柴油,工序溫度為330-335oC,收得率一般也為6%-7%；常壓塔底重油工序溫度為345-350oC,收得率一般為65-75%.減壓蒸餾則需要根據(jù)煉廠類型,以生產(chǎn)催化裂化原料或者潤滑油料.

裂化：直餾汽油占原油質(zhì)量比重一般不超過25%,且辛烷值較低（只有50左右）,發(fā)動機無法直接使用,與此同時,用途較窄的高分子量渣油質(zhì)量占比又偏高（部分油種高達30%）,于是乎產(chǎn)生了渣油裂化工藝.當下熱裂化辛烷值偏低,有惡臭,基本被催化裂化取代.加氫裂化則是對催化裂化工藝的改進,主要是抑制催化裂化過程中發(fā)生的縮合反映和焦炭的生成,該工藝可以獲得不含烯烴、收得率高達100%的液體產(chǎn)物.催化裂化工藝的主要產(chǎn)物是氣體和液體,固體焦炭占比不高,其中氣體收得率一般為10-17%（占裂解原料油質(zhì)量比例）,其中烷烴占比約50%,烯烴占比約30-50%；液體以催化裂化汽油居多,占裂解原料油總質(zhì)量的40%-50%,催化裂化柴油占30-40%,其中催化裂化汽油辛烷值可以達70-90.焦化本質(zhì)上屬于裂化中的一種,主要用于處理難以處理重殘油,以生成汽油、柴油、蠟油等輕組分,主流工藝為延遲焦化.

重整：重整是將輕質(zhì)原料油中烴類重新調(diào)整結(jié)構(gòu)、生成大量芳烴的工藝,主要是為了提高汽油的辛烷值.熱裂化因為辛烷值偏低,所以熱重整也基本被催化重整所替代,其中催化劑一般是鉑,該催化劑對砷等雜質(zhì)較為敏感.

在煉油的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中,汽油、柴油以代表的成品油是最主要的,其次是LPG、石腦油和石油焦等副產(chǎn)物.

不同區(qū)域成品油收得率

二、煉油利潤：將區(qū)域區(qū)別納入裂解價差核算模型

1、全球三大煉油增量煉油產(chǎn)能主要來自于亞太

截至2018年,全球有1億桶/天的煉油產(chǎn)能,其中北美、歐洲和亞太產(chǎn)能依次有2233萬桶/天、1568萬桶/天和3475萬桶/天,為全球三大煉油中心,其中增量自1990年以來持續(xù)來自于亞太.其中北美以美國為中心（1876萬桶/天）,美國PADDI、PADDII、PADDIII工藝相近,但因為油源存在較大差別需要加以區(qū)分,西北歐以ARA（阿姆斯特丹、鹿特丹、安特衛(wèi)普三個港口）地區(qū)為代表,亞太區(qū)域則一般以新加坡、韓國為代表,重要的增量來自于中國和印度.

全球煉油中心取樣

歐洲各國煉油產(chǎn)能（千桶/天）

2、煉油中心對比：區(qū)域市場特征孕育不同的工藝路線

因為需求結(jié)構(gòu)和歷史成因,美國沒有HCU（加氫裂解）和TCU（熱裂解）裝置,西北歐和新加坡沒有COK（焦化）裝置.在典型工藝中,二次加工工藝以FCC（催化裂解）最為關(guān)鍵和普遍.

典型煉油廠工藝組合

究其原因,區(qū)域的工藝選擇主要來自于成品油消費結(jié)構(gòu)決定和區(qū)位約束（油源）.若以全球為基準,2018年全球成品油消費總量1億桶/天,其中汽油占比26%,柴油占比28%,煤油占比8%,燃料油占比7%.

而在三大煉油中心,2018年全球汽油消費量2586萬桶/天,區(qū)域消費占比中北美42%,亞太27%,歐洲8%；柴油消費量2826萬桶/天,區(qū)域消費占比中亞太33%,歐洲24%,北美19%；煤油費量781萬桶/天,區(qū)域消費占比中亞太36%,北美25%,歐洲20%；燃料油費量725萬桶/天,區(qū)域消費占比中亞太37%,歐洲13%,北美7%；可見汽油消費中心在北美,柴油、煤油和燃料油消費中心在亞太.

從體量來分析,美國成品油消費量占北美的83%,中國占亞太的38%,歐洲單個國家占比均較小,在煉油利潤核算中常以ARA地區(qū)為代表.在美國,2018年汽油消費占成品油消費的比例高達46%,歐洲柴油消費占比45%,中國汽油柴油消費占比依次為22%和26%,印度柴油消費占比33%.可見美國煉油工藝核心在于深度裂化,常用工藝有FCC和COK,歐洲、亞太則以FCC和HCU為主.

而區(qū)位（油源）格局上,美洲基本處于自平衡的格局下,由加拿大和中南美洲向美國出口；俄羅斯、中東和非洲為全球三大油庫,俄羅斯主供歐洲,剩余大部分供中國；中東主供亞太地區(qū)的中國、印度和日本,但沙特和伊朗兩國向歐美也存在較大的供應(yīng)量；北非供應(yīng)歐洲,西非則同時供應(yīng)歐洲和亞太.

2018年全球石油貿(mào)易格局

2018年全球主要國家地區(qū)之間的原油貿(mào)易情況（百萬噸）

在油質(zhì)上,主要采用API和硫含量兩個坐標軸構(gòu)成的坐標系,API=(141.5/相對密度)-131.5,相對密度為原油相對15.6℃的水密度,API大于34為輕油,API小于20為重油；S含量低于0.5%為低硫甜油,高于2.0%為高硫酸油（硫含量高于0.5%均可稱為酸油）.

在煉油廠投料特點上,美國以自產(chǎn)頁巖油為主,搭配加拿大重質(zhì)酸油（美西用得相對較多）使用,西北歐煉廠以加工資產(chǎn)和西北非進口輕質(zhì)甜油為主,亞太煉廠以中東、俄羅斯進口的中質(zhì)酸油為主.

各產(chǎn)區(qū)2018年主產(chǎn)油種地區(qū)主流油種區(qū)域產(chǎn)量（萬桶/天）主流油種占當?shù)卦彤a(chǎn)量比例美洲輕質(zhì)甜油，重質(zhì)酸油2318輕質(zhì)甜油34%，重質(zhì)酸油25%美國輕質(zhì)甜油109666%加拿大重質(zhì)酸油43053%歐洲輕質(zhì)甜油，輕質(zhì)中酸油309輕質(zhì)甜油32%，輕質(zhì)中酸油21%俄羅斯中質(zhì)酸油111683%非洲輕質(zhì)甜油80754%中東中質(zhì)酸油268675%全球輕質(zhì)甜油，中質(zhì)酸油8229輕質(zhì)甜油21%，中質(zhì)酸油40%

全球主要油種產(chǎn)量和質(zhì)量分布圖

3、煉油利潤核算理念：模擬總產(chǎn)值-動態(tài)投料油成本-近似常數(shù)成本

對于油價而言,在供給端沒有極端事件出現(xiàn)時,仍是一個關(guān)乎需求的故事；而決定原油需求的關(guān)鍵,便是煉油廠產(chǎn)能投放的進程和生產(chǎn)的積極性,背后的決定因素則是當下的利潤和遠期的利潤預(yù)期.

在煉油利潤核算中,兩大核心問題是：1）如何確定煉油產(chǎn)品總價值；2）在區(qū)域主流參考油價的基礎(chǔ)上,如何設(shè)置運費、操作費用、添加劑費用和折舊攤銷等其他相對固定的成本.按照國際慣例,產(chǎn)品總價值一般采取“321”或者“532”的辦法進行簡化處理,其中需要重點關(guān)注的是價格稅的問題；而對于區(qū)域區(qū)別,則以當?shù)氐幕鶞视蛢r作為投料油的成本,其他作常數(shù)項處理,用以近似擬合.

煉油成本核算模型

選取美國PADDIII（USGC）、NEW（西北歐）、SING（新加坡）作為計算范本.USGC投料設(shè)定為WTI原油,NWE投料設(shè)定為Brent原油,新加坡投料設(shè)定為OPEC原油.工藝設(shè)置上,USGC設(shè)置為COK工藝,NWE設(shè)置為FCC工藝,新加坡也設(shè)置為FCC工藝.在總收入擬合值上,美國選取3:2:1（3桶原油產(chǎn)2桶汽油和1桶柴油）規(guī)則,NWE選取5:3:2（5桶原油產(chǎn)3桶柴油和2桶汽油）規(guī)則,SING選擇2:1:1（2桶原油產(chǎn)1桶汽油和1桶柴油）規(guī)則.其中.

成本項中的常數(shù)值常包含批發(fā)和市場費用、運費、操作費用、折舊攤銷等科目,最重要的是批發(fā)和市場費用.

煉廠利潤模擬公式中主要變量-工藝總收入模擬公式油源運輸線路運費（美元/桶）折舊攤銷其他近似成本（美元/桶）USGCCOK3:2:1WTI庫欣管道3.01.57NWEFCC5:3:2Brent英-歐陸海運0.61.35SINGFCC2:1:1OPEC波斯SING海運1.30.95

美國汽油、柴油零售價的組成結(jié)構(gòu)

三大煉油區(qū)裂解價差（不含折舊攤銷）

三、中國煉油化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢分析

1、中國煉油化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

目前,中國主要石化產(chǎn)品生產(chǎn)能力位居世界前列,2018年煉油能力大8.31萬噸,但產(chǎn)業(yè)一體化水平偏低,高端石化產(chǎn)品發(fā)展滯后,供給存在結(jié)構(gòu)性短缺,部分傳統(tǒng)領(lǐng)域行業(yè)產(chǎn)能過剩嚴重,短期內(nèi)化解產(chǎn)能過剩的壓力巨大.為完善中國石化產(chǎn)業(yè)布局和安全環(huán)保集約發(fā)展,中國提出將重點建設(shè)大連長興島(西中島)、河北曹妃甸、江蘇連云港、上海漕涇、浙江寧波、廣東惠州、福建古雷七大石化產(chǎn)業(yè)基地建設(shè),并鼓勵支持民營和外資企業(yè)獨資或控股投資石化產(chǎn)業(yè).而隨著民營大型煉化項目的投產(chǎn),煉油化工行業(yè)產(chǎn)能將進一步過剩.

目前,中國主要石化產(chǎn)品生產(chǎn)能力位居世界前列,但產(chǎn)業(yè)一體化水平偏低,高端石化產(chǎn)品發(fā)展滯后,供給存在結(jié)構(gòu)性短缺,部分傳統(tǒng)領(lǐng)域行業(yè)產(chǎn)能過剩嚴重,短期內(nèi)化解產(chǎn)能過剩的壓力巨大.

中國煉油能力結(jié)構(gòu)性過剩趨重,預(yù)計2019年過剩能力達到1.2億噸/年

自2002年中國成為全球第二產(chǎn)能煉油國后,中國煉油能力結(jié)構(gòu)性過剩趨重.2016-2018年,國內(nèi)煉油能力已連增三年,2018年中國煉油能力為8.31億噸/年,較上年凈增2225萬噸/年；其中新增能力3390萬噸/年,淘汰落后能力1165萬噸/年.中國新增煉能擴張勢頭強勁,落后產(chǎn)能淘汰速度和幅度不及預(yù)期,原油一次加工能力凈增超過全球凈增能力的一半,但全國煉廠平均開工率72.9%,為全球最低.

2012-2018年中國煉油產(chǎn)能增長情況（單位：萬噸/年）

2018年中國全年新增產(chǎn)能3390萬噸/年,其中國內(nèi)三大石油公司新增能力1240萬噸/年,余下新增產(chǎn)能均來自于民營企業(yè)和地方煉廠,民營煉化巨頭恒力石化新增2000萬噸/年.

2018年中國新增煉油產(chǎn)能情況

由于恒力石化在大連長興島建成中國首家2000萬噸級別煉油企業(yè),打破了中國之前國企主導(dǎo)、民營緊跟的煉油格局.數(shù)據(jù)顯示,2018年,中石油、中石化分別占25.45%、32.25%,民營企業(yè)占比則達33.54%,高于中石油、中石化.

中國煉油市場格局分布情況

雖然中國煉油能力持續(xù)上升,煉能不斷提高,但整體上中國當前的煉油產(chǎn)能是屬于過剩,主要表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能的過剩,即一次加工能力過剩、煉能區(qū)域分布不均、煉廠平均規(guī)模較小等特點.

具體來看,2018年,中國原油一次加工能力達8.3億噸,但全年原油加工量僅6億噸,產(chǎn)能過?，F(xiàn)象較為嚴重.2019年4月全國原油加工量為5210.3萬噸,同比增長5.1%,增速比上月加快1.9個百分點.日均加工173.7萬噸,比上月增加2.6萬噸.2019年1-4月全國原油加工量達到20747萬噸,同比增長4.7%.

2018-2019年4月各月當月全國原油加工量及增長情況

2018-2019年4月各月全國原油加工量累計及增長情況

煉廠規(guī)模方面,2018年,中國煉廠平均煉能僅412萬噸,遠低于世界煉廠759萬噸的平均規(guī)模,且國內(nèi)只有19家煉化一體化企業(yè),總產(chǎn)能約2.3萬噸.煉油裝置規(guī)模較小直接導(dǎo)致中國現(xiàn)階段煉廠的單位能耗水平較低,且各煉廠技術(shù)水平參差不齊——標準油單位能耗低于8.5kg/噸的產(chǎn)能僅占總產(chǎn)能的21%,煉油總能耗過大,落后產(chǎn)能依舊嚴重,具有先進技術(shù)水平的產(chǎn)能相對較少,從而變相提高中國煉廠生產(chǎn)成本.

針對國內(nèi)煉油產(chǎn)能局面,中國已經(jīng)加快淘汰落后產(chǎn)能.2018年,中國總共淘汰落后產(chǎn)能1165萬噸/年,淘汰的產(chǎn)能主要集中于山東地?zé)?

2018年中國煉油企業(yè)淘汰落后產(chǎn)能情況

2、中國煉化行業(yè)發(fā)展趨勢分析：煉油行業(yè)向規(guī)?；⒋笮突l(fā)展,產(chǎn)業(yè)集中度進一步提高,一體化成必然趨勢

面對煉油產(chǎn)能過剩、化工產(chǎn)能不足的結(jié)構(gòu)性矛盾,中國煉化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級的首要方向是從燃料型煉油向燃料/化工型煉油轉(zhuǎn)變,通過提升產(chǎn)品附加值來拓展燃料型煉廠的發(fā)展空間,以此推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級.

燃料型煉廠轉(zhuǎn)型可通過新建乙烯裂解裝置、芳烴聯(lián)合裝置等,多生產(chǎn)三烯、三苯等基礎(chǔ)有機化工原料;也可對現(xiàn)有煉油裝置挖潛增效,多產(chǎn)化工原料,例如利用催化裂化多產(chǎn)丙烯,催化重整多產(chǎn)芳烴,以及加氫裂化向化工型轉(zhuǎn)變,多產(chǎn)裂解原料和重整原料或者多產(chǎn)航煤等.

其次,煉化生產(chǎn)向安全清潔綠色高效生產(chǎn)轉(zhuǎn)型,是企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要.