第一節(jié) 燃料油的定義
燃料油是指從原油煉出的用作發(fā)生熱量或能量的燃料的重餾分或剩余物,或這些物質的混合物,其成份與“美國材料試驗協(xié)會規(guī)定的第四號燃料油(符號D396—69)”相同或較重。
燃料油(Fueloil)是成品油的一種,廣泛用于船舶鍋爐燃料、加熱爐燃料、冶金爐和其它工業(yè)爐燃料。燃料油主要由石油裂化殘渣油和直餾殘渣油制成,其特點是粘度大,含非烴化合物、膠質、瀝青質多。
第二節(jié) 燃料油的分類
燃料油作為煉油工藝過程中的最后一種產品,產品質量控制有著較強的特殊性。最終燃料油產品形成受原油品種、加工工藝、加工深度等許多因素的制約。
根據(jù)不同標準,燃料油可進行以下分類:
1、根據(jù)加工工藝流程,燃料油可分為常壓重油、減壓重油、催化重油和混合重油。常壓重油指煉廠常壓裝置分餾出的重油;減壓重油指煉廠減壓裝置分餾出的重油;催化重油指煉廠催化、裂化裝置分餾出的重油(俗稱油漿);混合重油一般指減壓重油和催化重油的混合。
2、根據(jù)用途,燃料油可分為船用燃料油、爐用燃料油(重油)及其他燃料油。
3、根據(jù)出廠時是否形成商品量,燃料油可分為商品燃料油和自用燃料油。商品燃料油指在出廠環(huán)節(jié)形成商品的燃料油;自用燃料油指用于煉廠生產的原料或燃料而未在出廠環(huán)節(jié)形成商品的燃料油。
第三節(jié) 上下游關聯(lián)產業(yè)-石油化工的發(fā)展
一、石油概述
石油又稱原油,是從地下深處開采的棕黑色可燃粘稠液體。石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成的混合物,與煤一樣屬于化石燃料。
石油的性質因產地而異,密度為0.8~1.0克/厘米3,粘度范圍很寬,凝固點差別很大(30~-60°C),沸點范圍為常溫到500°C以上,可容于多種有機溶劑,不溶于水,但可與水形成乳狀液。組成石油的化學元素主要是碳(83%~87%)、氫(11%~14%),其余為硫(0.06%~0.8%)、氮(0.02%~1.7%)、氧(0.08%~1.82%)及微量金屬元素(鎳、釩、鐵等)。由碳和氫化合形成的烴類構成石油的主要組成部分,約占95%~99%,含硫、氧、氮的化合物對石油產品有害,在石油加工中應盡量除去。不同產地的石油中,各種烴類的結構和所占比例相差很大,但主要屬于烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴三類。通常以烷烴為主的石油稱為石蠟基石油;以環(huán)烷烴、芳香烴為主的稱環(huán)烴基石油;介于二者之間的稱中間基石油。我國主要原油的特點是含蠟較多,凝固點高,硫含量低,鎳、氮含量中等,釩含量極少。除個別油田外,原油中汽油餾分較少,渣油占1/3。組成不同類的石油,加工方法有差別,產品的性能也不同,應當物盡其用。大慶原油的主要特點是含蠟量高,凝點高,硫含量低,屬低硫石蠟基原油。
石油的發(fā)現(xiàn)、開采和直接利用由來已久,加工利用并逐漸形成石油煉制工業(yè)始于19世紀30年代,到20世紀40~50年代形成的現(xiàn)代煉油工業(yè),是最大的加工工業(yè)之一。19世紀30年代起,陸續(xù)建立了石油蒸餾工廠,產品主要是燈用煤油,汽油沒有用途當廢料拋棄。19世紀70年代建造了潤滑油廠,并開始把蒸餾得到的高沸點油做鍋爐燃料。19世紀末內燃機的問世使汽油和柴油的需求猛增,僅靠原油的蒸餾不能滿足需求,于是誕生了以增產汽、柴油為目的,綜合利用原由各種成分的原油二次加工工藝。如1913年實現(xiàn)了熱裂化,1930年實現(xiàn)了焦化,1930年實現(xiàn)了催化裂化,1940年實現(xiàn)了催化重整,此后加氫技術也迅速發(fā)展,這就形成了現(xiàn)代的石油煉制工業(yè)。20世紀50年代以后,石油煉制為化工產品的發(fā)展提供了大量原料,形成了現(xiàn)代的石油化學工業(yè)。1996年全世界的石油加工能力為38億噸,我國為1.4億噸。大型煉油廠的年加工能力已超過1000萬噸。
二、石化工業(yè)概述
化肥、乙烯等重大工程成套裝置中,對壓力高、流量大、技術含量較高的透平壓縮機的需求比較迫切。化肥工程中的特殊介質壓縮機已進入更新?lián)Q代時期,將對離心壓縮機形成較大潛在市場。乙烯裝置用裂解氣壓縮機、丙烯壓縮機、乙烯壓縮機仍是需求重點。隨著裝置規(guī)模的擴大,對乙烯三機在技術性能上要求更高。
“三大化工”中“十五”期間需求化工流程泵、耐腐蝕泵、耐磨泵和縮下泵等各類化工泵約10--12萬臺。
乙烯工程“十五”期間需要新氫、循環(huán)氫、富氣、廢氣、乙烯進料等工藝用往復壓縮機約150臺,燃料氣、了二烯等螺桿壓縮機約25臺。
化工裝置中所需的閥門,由于介質特殊,要求閥門要耐磨、耐腐蝕、耐高溫。
基本情況“九五”期間,先后建成了鎮(zhèn)海、茂名、齊魯、金陵四大含硫原油加工基地,新增含硫原油加工能力3000萬t/a;完成了上海、齊魯、大慶等乙烯一輪擴能改造,燕山石化等乙烯二輪改造和小乙烯的挖潛改造開始起步。這些裝置的建成,進一步提高了我國石化工業(yè)的技術水平和生產能力。目前,全國共有原油加工企業(yè)130余個,除西藏、海南、云南、貴州以外的省、市、自治區(qū)都建有煉油廠。
通過自主開發(fā),煉油技術基本上可以立足國內。石油化工技術在引進、消化、吸收的基礎上,自行開發(fā)了一些成套的工業(yè)化生產技術。催化劑國產化率已達到85%以上,一批重要催化劑達到國際先進水平。石油化工技術和裝備開始從單向引進轉變?yōu)橛羞M有出的雙向交流與合作,發(fā)生了歷史性轉折。
存在問題我國從70年代開始先后重復引進了17套大中型乙烯裝置,19套聚丙烯裝置,18套聚乙烯裝置,11套環(huán)氧丙烷裝置等等。這些引進的大型技術裝備,至今國產化的程度仍較低,技術改進較少,在引進若干年后,其產品性能、消耗指標又落后于國際水平,消化吸收創(chuàng)新不夠。我國16個乙烯生產企業(yè)的18套乙烯裝置,平均規(guī)模不足25萬t,最大單系列只有48萬t,由于乙烯裝置規(guī)模偏小,導致下游三大合成材料生產裝置也存在規(guī)模偏小的問題。
我國石化生產在污染物排放及產品質量、能耗、物耗等方面與國際水平有較大差距,汽油中硫含量、烯烴含量高,高辛烷值清潔組分比例偏低。柴油硫含量高、十六烷值較低和氧化穩(wěn)定性較差。三大合成材料的回收利用及無害化問題也日顯突出。
需求預測與 分析 預計“十五”期間汽、煤、柴油消費量將以年均4.3%--4.6%的速度增長,到2005年,汽、煤、柴三大類油品總需求量達到1.36--1.38億t;乙烯當量需求約1500萬t;五大合成樹脂需求量2500--2700萬t;合成橡膠需求量110萬t左右;合纖原料需求量為1080--1260萬t:包括丁辛醇、醋酸、醋酸乙烯、順酐、環(huán)氧乙烷、苯酚、丙酮苯酐、環(huán)氧丙烷/丙二醇、丙烯酸及酯、TDI和MDI在內的14種主要有機原料的年均需求增長為6.9%,到2005年需求量預計達到560萬t左右。
“十五”發(fā)展目標培育石油、石化集團和海洋石油總公司成為擁有著名品牌和自主知識產權、主業(yè)突出、核心能力強、具有國際競爭力的大型企業(yè)集團。加快落后企業(yè)關停并轉,促進中小企業(yè)向“專、精、特、新”的方向發(fā)展,提高與大企業(yè)的配套能力。提高產業(yè)集中度,生產能力布局逐步趨于合理。
在資源結構上,統(tǒng)籌國際、國內兩個市場、兩種資源。合理開發(fā)國內資源,充分利用國外資源。實現(xiàn)資源進口的多元化和多渠道。確保原油進口安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟。天然氣在能源結構中的比例有所增加。在產品結構上,形成綜合競爭優(yōu)勢,提高產品的科技含量。石油產品不僅在數(shù)量上,更要在品種、質量上滿足國內市場需求;合成樹脂、合成橡膠、合纖原料和主要基本有機原料的市場占有率及合成樹脂專用料比例進一步提高。通過技術創(chuàng)新,逐步形成我國石化工業(yè)的核心技術,石化生產技術達到或接近國際先進水平,實現(xiàn)高新技術對傳統(tǒng)石化工業(yè)的改造和提升。能耗、物耗指標明顯降低,“三廢”排放達到環(huán)保要求。
“十五”期間全國煉油綜合能力達到2.7億t,其中進口含硫原油加工能力達到7500萬t以上,建成8--9個千萬噸級煉油基地。乙烯生產能力達到900萬t以上,建成上海、揚子2個百萬噸級乙烯基地。乙烯的國內市場滿足率達到60%左右。合成樹脂在三大合成材料中的比例提高到65%以上,合成樹脂專用料比例達到40%以上,合成橡膠中丁苯和順丁橡膠比例達到1.4:1。
三、石油化工的發(fā)展
經(jīng)過143年的發(fā)展,世界石化工業(yè)已趨于成熟,成為全球最大的傳統(tǒng)基礎產業(yè)。全球石油化學工業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出以下四個新特點:
1、世界石化工業(yè)成美亞歐三足鼎立格局,亞太在三足中地位將進一步提升
隨著經(jīng)濟全球化進程的加快和信息革命、新技術革命的深入發(fā)展,世界石化工業(yè)已形成美亞歐三足鼎立之勢。目前亞太地區(qū)已擁有全球24%的煉油能力、26%的乙烯生產能力。該地區(qū)五大合成樹脂、合成纖維和合成橡膠的產量已經(jīng)超過北美洲居世界第一位。在新世紀,亞太將是石化產能增加最快的地區(qū),世界石化工業(yè)半數(shù)以上的新投資將用于該地區(qū)。隨著石化工業(yè)的發(fā)展,亞太在世界石化工業(yè)格局中的地位將進一步提升。
2、以中國為代表的發(fā)展中國家的石化工業(yè)正在進一步崛起
在當今世界十大產油國中,發(fā)展中國家有8個,沙特阿拉伯居第一位;在世界十大煉油國中,發(fā)展中國家有3個,中國、韓國和印度分列第四、五和八位;在世界十大乙烯生產國中,沙特阿拉伯、中國和韓國分列第三、六和七位。發(fā)展中國家的煉油能力約占世界總能力的42%,乙烯能力約占世界總能力的1/3。
目前中國煉油能力已占亞洲總能力的22.4%,占全球的5.5%;乙烯能力占亞洲總能力的17%,占全球的4.6%。中國是世界最大的聚烯烴消費國,聚烯烴購買量超過全球聚烯烴貿易總量的30%;中國是世界第一大合成纖維生產國和消費國,產量和需求量分別約占世界的1/4和1/3;中國是世界第四大合成橡膠生產國和第二大消費國。
另外,中東產油國以廉價資源優(yōu)勢為后盾,石化工業(yè)正在迅速上升之中,今后將在世界大宗石化產品市場中占據(jù)重要地位。據(jù)CMAI預測,中東乙烯生產能力已從1997年的525.9萬噸/年增至2002年的967.5萬噸/年,在近翻一番的基礎上,2008年將較2002年再翻一番以上,達到2005萬噸/年。中東的大石化企業(yè)在政府的支持下,也進一步加快了對外擴張和跨國經(jīng)營的步伐。
今后,隨著中東和亞洲發(fā)展中國家石化工業(yè)的進一步發(fā)展,發(fā)展中國家的石化工業(yè)將成為世界石化工業(yè)的生力軍,同時,中國在亞洲和世界石化工業(yè)及石化市場中的地位和作用也將進一步提升。
3、世界石化產業(yè)的集中度越來越高
半個世紀以來,世界石油化工業(yè)經(jīng)歷了三次大的產業(yè)結構調整,目前正在深入進行中的第三次產業(yè)結構調整使世界石化工業(yè)的集中度進一步提高,使其呈現(xiàn)出大型化、專業(yè)化、基地化、煉化一體化的趨勢。
世界煉廠總數(shù)目近年來持續(xù)減少,但集中度在不斷提高。2002年全球有722家煉廠,煉油能力在2000萬噸/年以上的有17個,約占全球總煉油能力的10.9%。世界煉廠的平均規(guī)模已從1995年的523.7萬噸/年提升至2002年的567萬噸/年。2002年,世界最大25家煉油公司占世界總能力的55.1%。
2002年全球最大10座乙烯廠的能力占全球乙烯總能力的17%以上。最大10家乙烯生產商占全球乙烯總能力的份額為50%,HDPE和LDPE前15大生產商的生產能力占全球總能力的比例則分別高達59%和56%。
4、新一輪兼并聯(lián)合改變了全球石油石化業(yè)界的競爭格局
美歐大石油石化公司在世紀之交進行的幾次重要兼并聯(lián)合和內部重組,使得全球石油石化業(yè)界保持了半個多世紀的實力對比格局發(fā)生了重大變化。
石油界改變了過去??松陀⒑蓺づ萍瘓F遙遙領先,BP、美孚、雪佛龍、德士古等公司跟隨其后的格局,形成了??松梨?、殼牌和BP三個超大規(guī)模的一體化石油公司以及道達爾菲納埃爾夫、雪佛龍德士古和大陸菲利普斯三個大型一體化石油公司引領世界石化業(yè)界的新格局。
化工界經(jīng)過近幾年來的重組整合和業(yè)務轉軌,改變了過去由美國杜邦、道化學和德國巴斯夫、赫司特和拜耳五大綜合化工公司引領的局面,形成了巴斯夫、道化學、拜耳和杜邦為主導的專業(yè)化、特色化公司高度集中的新局面。
四、石油化工的作用
(一)石油化工是能源的主要供應者
石油化工,主要指石油煉制生產的汽油、煤油、柴油、重油以及天然氣是當前主要能源的主要供應者。我國1995年生產了燃料油為8千萬噸。目前,全世界石油和天然氣消費量約占總能耗量60%;我國因煤炭使用量大,石油的消費量不到20%。石油化工提供的能源主要作汽車、拖拉機、飛機、輪船、鍋爐的燃料,少量用作民用燃料。能源是制約我國國民經(jīng)濟發(fā)展的一個因素,石油化工約消耗總能源的8.5%,應不斷降低能源消費量。
(二)石油化工是材料工業(yè)的支柱之一
金屬、無機非金屬材料和高分子合成材料,被稱為三大材料。全世界石油化工提供的高分子合成材料目前產量約1.45億噸,除合成材料外,石油化工還提供了絕大多數(shù)的有機化工原料,在屬于化工領域的范疇內,除化學礦物提供的化工產品外,石油化工生產的原料,在各個部門大顯身手。
(三)石油化工促進了農業(yè)的發(fā)展
農業(yè)是我國國民經(jīng)濟的基礎產業(yè)。石化工業(yè)提供的氮肥占化肥總量的80%,農用塑料薄膜的推廣使用,加上農藥的合理使用以及大量農業(yè)機械所需各類燃料,形成了石化工業(yè)支援農業(yè)的主力軍。
(四)各工業(yè)部門離不開石化產品
現(xiàn)代交通工業(yè)的發(fā)展與燃料供應息息相關,可以毫不夸張地說,沒有燃料,就沒有現(xiàn)代交通工業(yè)。金屬加工、各類機械毫無例外需要各類潤滑材料及其它配套材料,消耗了大量石化產品。全世界潤滑油脂產量約2千萬噸,我國約180萬噸。建材工業(yè)是石化產品的新領域,如塑料關材、門窗、鋪地材料、涂料被稱為化學建材。輕工、紡織工業(yè)是石化產品的傳統(tǒng)用戶,新材料、新工藝、新產品的開發(fā)與推廣,無不有石化產品的身影。當前,高速發(fā)展的電子工業(yè)以及諸多的高新技術產業(yè),對石化產品,尤其是以石化產品為原料生產的精細化工產品提出了新要求,這對發(fā)展石化工業(yè)是個巨大的促進。
(五)石化工業(yè)的建設和發(fā)展離不開各行各業(yè)的支持
國內外的石化企業(yè)都是集中建設一批生產裝置,形成大型石化工業(yè)區(qū)。在區(qū)內,煉油裝置為“龍頭”,為石化裝置提供裂解原料,如輕油、柴油,并生產石化產品;裂解裝置生產乙烯、丙烯、苯、二甲苯等石化基本原料;根據(jù)需求建設以上述原料為主生產合成材料和有機原料的系列生產裝置,其產品、原料有一定比例關系。如要求年產30萬噸乙烯,粗略計算,約需裂解原料120萬噸,對應煉油廠加工能力約250萬噸,可配套生產合成材料和基本有機原料80~90萬噸。由此可見,建設石化工業(yè)區(qū)要投入大量資金,廠區(qū)選址適當,不但要保證原料和產品的運輸,而且要有充分的電力、水供應及其他配套的基礎工程設施。各生產裝置需要大量標準、定性的機械、設備、儀表、管道和非定型專用設備。制造機械設備涉及材料品種多,要求各異,有些重點設備高速超過50米,單件重幾百噸;有的要求耐熱1000°C,有的要求耐冷-150°C。有些關鍵設備需在國際市場采購。所有這些都需要冶金、電力、機械、儀表、建筑、環(huán)保各 行業(yè) 支持。
石化 行業(yè) 是個技術密集型產業(yè)。生產方法和生產工藝的確定,關鍵設備的選型、選用、制造等一系列技術,都要求由專有或獨特的技術標準所規(guī)定,如從國外引進,要支付專利或技術訣竅使用費。因此,只有加強基礎學科,尤其是有機化學、高分子化學、催化、化學工程、電子計算機、自動化等方面的 研究 工作,加強相關專業(yè)技術人員的培養(yǎng),使之掌握和采用先進科研成果,再配合相關的工程技術,石化工業(yè)才有可能不斷發(fā)展,登上新臺階。
中國能源消費總量和構成的變化 單位:億噸標準煤/千克標準煤
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