1.1.2 燃油质量概述
第二次世界大战后,作为“世界油库”的中东,其原油绝大部分流向欧洲和北美洲。但两次石油危机后,东亚的日本和继之而起的“四小龙”经济迅速发展,分流了部分中东出口的石油。据统计,1970年全球炼油能力约24亿吨/年,发展至1990年约39亿吨/年,21世纪以来,2010年约41.9亿吨/年,2016年全球炼油能力约49亿吨/年,一直连续增长。2016年世界千万吨级炼油厂共有175座,合计炼油能力26.91亿吨/年,约占世界总炼油能力的55.0%;其中,2016年世界两千万吨级炼油厂共有27座,合计炼油能力7.2亿吨/年,约占世界总炼油能力的14.7%。
从全球范围看,车用燃油普遍具有高含硫属性,全球生产的原油一半以上是高硫原油,接近2/3是含硫、高硫油,富余产能最集中的中东地区也主要以高硫、含硫原油为主。2003年全球原油总产量为36.97亿吨,其中高含硫油(硫含量大于1.5%)占53.8%,含硫油(硫含量在0.5%~1.5%之间)占10.5%,低硫油(硫含量小于0.5%)占35.7%;2003年全球原油贸易量22.6亿吨,占全球总产量的61%。全球原油贸易资源的硫含量结构为:低硫占32.4%,含硫占16.9%,高硫占50.5%。2004年全球石油总产量接近38.6亿吨、2005年全球石油总产量38.9亿吨、2006年全球石油总产量39.1亿吨、2007年全球石油总产量39.0亿吨、2008年全球石油总产量39.3亿吨、2009年全球石油总产量38.2亿吨,由于2008年美国次贷危机引发了全球性金融危机等导致国际油价迅猛下跌。2016年全球石油(包括原油、凝析油和油砂)总产量接近39.2亿吨,比上年略减0.1%。
近50年,美国、欧洲、日本等对本国炼油企业、汽车工业的燃油含硫量(油品质量)进行了严苛的限制,实施了非常全面、严格、细致的环保法案。环境状况、油品质量与汽车排放法规(标准)紧密相关,美国、欧洲、日本等都投入了大量人力物力研究油品质量与排放的相关性,从本国实际情况出发,充分考虑本国原油资源、道路状况、炼油装置结构、燃油发动机状况等因素,制定质量标准,严控尾气排放,保护和促进了本国的炼油企业和汽车工业的发展。2005年美国汽油硫含量标准为不大于60mg/kg,车用柴油为不大于500mg/kg;2006年车用柴油硫含量降至不大于15mg/kg。欧洲2005年实施欧Ⅳ排放标准,要求汽油硫含量小于50mg/kg,车用柴油硫含量小于50mg/kg;2010年实施欧Ⅴ排放,主要要求将车用汽柴油硫含量降到10mg/kg以下。
2010年日本燃油标准的汽油硫含量为不大于100mg/kg,车用柴油硫含量降至不大于50mg/kg。与之对应的,中国也对车用燃油实施越来越严格的控硫标准,2005年7月1日全国开始执行欧Ⅱ排放标准,这要求汽油硫含量不大于500mg/kg。2007~2010年,中国开始实施国Ⅲ/Ⅳ阶段排放标准(等效采用欧Ⅲ/Ⅳ排放标准)。北京于2005年7月提前实施欧洲Ⅲ排放标准,要求汽油硫含量不大于150mg/kg,柴油硫含量不大于350mg/kg。
近20年来,我国已掌握达到世界先进水平和部分达到世界领先水平的炼油、乙烯、芳烃生产成套技术,国有大型炼油企业的脱硫技术、工艺、装备水平得到了较好发展。中国的炼油产能增速较快,2009年年底我国的原油一次加工能力由2000年的2.76亿吨/年猛增至4.77亿吨/年,稳居世界第二位。2016年,中国原油一次加工能力超过7亿吨/年,仅低于美国的炼油产能近9亿吨/年。但是,未来几十年,全球石油产品需求增长变缓、新能源和替代能源迅猛发展、绿色低碳的环境压力以及信息化智能化主导新一轮工业革命,这些方面的挑战也将深刻影响全球炼油企业和汽车工业等;换而言之,随着新兴亚洲经济体的工业化趋缓以及全球能源政策日益严格,必然要求炼油企业采用新的战略思路。从国际发展规律看(过去50多年),能源消费重心东移这一现象在石油行业体现得也比较明显。在欧洲,炼油业的开工率已降至1980年以来的最低水平,炼油利润微薄,不少炼厂都处于关闭或对外出售的状态;美国、欧洲的许多大型企业都纷纷制定了出售炼油业务的战略。但是,东亚地区炼油业务迅猛增长,包括中国、印度、新加坡、日本及韩国等。
然而,中国国内原油资源短缺、进口依赖度不断攀升,2016年对外依赖度超过了60%的安全警戒线。而世界可供应的原油资源将日趋劣质化,含硫、高硫重质油供应量增加,低硫轻质原油供应不足。所以,近几十年,中国的炼油工艺是根据国内市场对油品的需求和各类原油特点等因素逐渐形成的,与国外有一定的差异。照搬国外的燃油规范和石化装置结构,会明显加大炼油的投资,也不利于我国炼油工业和汽车工业发展。