汽柴油生产专项方案与关键技术经济分析

汽柴油生产方案技术经济分析摘要：对近5年来国际原油价格和中国外汽柴油价格进行了比较，对中国汽油、柴油关键起源及生产装置进行了初步分析，对不一样原油价格条件下，加氢裂化、催化裂化、渣油加氢—重油催化和延迟焦化—加氢精制4种加工方案技术经济进行了分析，计算了4种方案汽、柴油生产成本，并和其它汽油、柴油组分价格进行了比较，提出了汽、柴油组合生产方案，对资源综合利用、深入提升装置效益提出了提议。关键词：油价催化裂化加氢裂化延迟焦化渣油加氢脱硫以来国际原油价格开始上扬，4月首次突破70美元/桶后经短期下滑，以后不停震荡上行，初突破100美元/桶，7月则达成140美元/桶。伴随美国次贷危机而引发金融危机在全球蔓延，国际原油价格又开始了大幅度回调，初触底反弹。中国施行燃油税改革和成品油调价机制后，中国成品油价格才开始和国际同时。在国际原油价格猛烈改变、中国成品油价格机制调整双重作用下，中国成品油价格常成为议论和抨击对象。对于炼油加工企业，原油价格波动,对汽油、柴油生产成本带来影响。现对不一样原油价格条件下，汽柴油生产方案进行比较，以选择一个比较经济原油加工方案。1国际原油价格改变及中国外汽柴油价格比较中国部分媒体对成品油价格责难大多源于缺乏对中国外成品油价格组成了解，采取将国外成品油市场FOB价格经简单汇率换算后和中国含税价进行比较。实际上，国际上成品油进口到中国加油站价格由以下价格组成：FOB价、海外运输保险费、进口税、进口步骤增值税和消费税、中国运输费。因为不一样国家地域税收政策差距较大，中国外成品油价格采取税前价格进行比较较为合理。本文以新加坡、纽约和鹿特丹三地月度平均价（FOB）并根据当期汇率进行换算后为国际均价，中国价分别采取北京和南京月度均价。近5年中国外汽油、柴油月度税前平均价格走势分别见图1和图2。图1近5年中国外汽油价格走势图2近5年中国外柴油价格走势由图1、图2可见，国际上成品油价格和原油价格走势基础同时，而中国成品油价格改变较为平缓，这对稳定中国物价、预防投机炒作起到了一定作用，但价格调整滞后不能立即反应企业经营业绩，抑制了汽柴油生产企业主动性。中国不一样地域成品油价格也有差异：北京、上海等地汽油质量标准高于其它地域，价格也稍高些；冬季北方地域要求柴油凝固点很低，价格也略高于南方地域。总体上，9月以前，中国柴油价格高于国际价格，其它时段高低相错，成品油价格机制调整后，和国际价格更为靠近，但前8个月中国汽柴油价格高于国际价（其合理性在后节有叙述）。由图1、图2还能够看出，当中国成品油价和国际市场价差距较大时，“油荒”显现。2中国汽柴油关键起源及价格初步比较2.1中国汽柴油关键起源中国汽油组分关键来自催化裂化、重整、烷基化装置和MTBE等汽油调和组分，其中催化汽油约占70%、烷基化油0.44%、MTBE（甲基叔丁基醚）2.9%，重整油及其它调和组分为26.6%。催化汽油为汽油关键起源，催化裂化装置为汽油关键生产装置。柴油组分起源较多：直馏柴油经加氢精制（或电化学精制）；经二次加工（如延迟焦化、催化裂化）后副产柴油再经加氢精制；加氢裂化、渣油加氢副产柴油，还有其它部分直接调入柴油组分。据统计，在各柴油组分中，直馏柴油占58%，焦化柴油约占15%，催化柴油18%，加氢裂化柴油占7.2%，其它占1.8%。经过二次加工得到柴油呈逐年上升趋势。2.2多个汽柴油组分价格初步比较在汽油组分中，除了催化汽油外，重整石脑油占有一定百分比，其它还有MTBE、甲苯、二甲苯等均能够调入汽油中。比较这多个组分价格方便寻求廉价汽油生产方案。为便于比较，将MTBE、甲苯、二甲苯均以税前价（不含燃油税和增值税）作为比较基础。多个汽油组分价格见图3。图3近3年汽油调和组分税前价格在柴油组成中，直馏柴油百分比较大，在柴油质量要求不高年代，部分企业将低硫直馏柴油经简单加工（碱洗、电精制）后调入柴油中，伴随柴油质量要求日益提升，绝大部分直馏柴油需要经过加氢精制后方能作为柴油组分出厂。依据中国常压侧线油（常一线、常二线和常三线油）价格，考虑一定数量氢气消耗和车间加工成本，能够计算出直馏柴油组分税前价格，图4。图4直馏柴油组分税前价格比较由图4可见，多个直馏柴油组分价格均高于中国成品柴油价格。所以，要降低柴油价格，只能从二次加工得到柴油组分中找资源。总而言之，价格较低汽油、柴油组分只能从二次加工装置中取得，这些装置包含：催化裂化、渣油加氢、延迟焦化和加氢裂化。上述这些装置也是现在蜡油和渣油加工关键装置。3多个汽柴油生产装置原料组成及产品方案3.1原料组成催化裂化装置是汽油关键生产装置，其原料以蜡油为主，重油催化也曾有过快速发展，但伴随汽油质量标准升级和烟气排放标准提升后，催化原料硫含量不停下降，经过加氢预处理催化裂化原料（加氢蜡油和加氢渣油）百分比不停增加，多年还有以进口重油M100为原料催化裂化装置。-，中国石化催化裂化装置进料中减压渣油在14.89%～15.92%，其中加氢渣油由5.76%～12.58%，常压重油占21.47%～24.53%，进料中硫含量由0.664%下降到0.553%，为满足汽油硫含量和烟气SO2排放等指标要求，部分装置还建设了汽油后处理和烟气脱硫设施。加氢裂化原料为直馏蜡油，有时也掺炼一定数量焦化蜡油。加氢裂化原料95%馏出温度控制在≤555℃，绝大多数控制在生产柴油组分装置或组合装置中，延迟焦化装置原料为减压渣油，渣油加氢+催化裂化组合装置原料为渣油。但延迟焦化渣油和渣油加氢装置原料渣油在质量上有些差异，渣油加氢进料渣油对残碳、重金属及粘度指标有要求，而延迟焦化对渣油质量要求较少。3.2产品方案早期催化裂化装置关键以生产液化气、汽油为目标产品，多年来，伴随化工市场快速发展，出现了以重油M100为原料生产丙烯和汽油催化裂化装置，催化裂化装置产品结构由燃料型向炼油化工一体化转变。催化裂化装置原料组成按80%蜡油、20%减压渣油，产品收率及消耗根据中国石化平均水平计算，物料步骤图见图5。图5催化裂化方案物料步骤图加氢裂化装置将减压蜡油轻质化，生产化工轻油（轻石脑油和重整重石脑油）、航空煤油、柴油和加氢裂化尾油（做乙烯装置裂解料或白油料，也有作为催化裂化原料），各企业依据本身需求在产品收率上有些调整，现在有向炼油化工一体化倾向。加氢裂化物料步骤图6。图6加氢裂化方案物料步骤图由图5、图6可见催化裂化装置成品油贡献率高，加氢裂化装置对化工原料贡献率高。从液体产品收率看，在相同进料组成条件下，加氢裂化液体产品收率高于催化裂化。延迟焦化产品为焦化汽油、焦化柴油和焦化蜡油，产品经加氢精制后分别作为乙烯裂解料或重整原料，柴油作为产品出厂，加氢蜡油作为催化裂化进料或加氢裂化原料。物料步骤图图7。图7延迟焦化方案物料步骤图渣油加氢—重油催化裂化组合工艺为渣油加氢工艺经典步骤[1～3]。渣油加氢产品关键为催化裂化提供原料，最终生产汽油等产品。渣油加氢方案产品方案见图8。为提升催化柴油十六烷值，在渣油加氢装置内增设柴油加氢改质反应器[4],低压分离器、分馏塔、汽提塔共用。催化裂化循环油和渣油原料一起加氢。图8渣油加氢方案物料步骤图由图7、图8可见，延迟焦化方案化工原料（包含丙烯、丙烷、加氢石脑油）收率高于渣油加氢方案，而渣油加氢方案成品油收率高于延迟焦化方案。4技术经济评价对比讨论重油加工方案经济性由来已久，尤其是相关重油加工方案比较和技术经济研究[4～6]，在重油加工组合工艺方面也有些人进行过研究[1]～[3]，对于重油加工前景看好，但没有明确结果——缺乏不一样加工方案价格平衡点。研究汽柴油生产方案目标就是在重油加工方案中找到成本较低汽柴油组合方案。4.1关键价格数据确实定有些人研究过中国外汽油、柴油价格差[7]，在考虑了中国汽油和国外汽油品质差和年底油价补助后，中国外汽、柴油价格差在元/t以下。为便于考察中国外成品油价差对项目标影响，各方案技术经济比较时，考虑到中国汽柴油价格未完全和国际接轨，经济评价所采取汽柴油价格根据三地（新加坡、纽约和鹿特丹）均价计算。由图1和图2可见，采取国际价格计算出项目评价结果较能真实反应市场价值取向。原料油及装置产品价格均根据同一时期国际或中国价格计算，其中：石脑油参考中国和国际价格，液化气、蜡油、燃料油、丙烯及汽油调和组份均参考中国价格，氢气价格参考煤化工和天然气制氢平均价格，装置投资、贷款利率根据目前价格计算，装置消耗水平根据中石化平均消耗水平计算。经济评价采取价格均为税后价，成品油国际市场价根据三地当期FOB平均价格另加增值税和消费税，渣油根据新加坡油品市场燃料油2#380cstFOB价另加增值税，中国成品油价格根据北京市和江苏南京市场批发价，其它费用均根据中国石化集团经济技术研究院编制项目可行性研究技术经济参数和数据[]计算。4.2经济评价结果技术经济评价比较指标较多，从资源利用价值角度看有吨油利润；从投资角度有内部收益率、净现值、投资回收期；对于相同原料、不一样产品结构、不一样投资额方案比较时，还有增量投资收益率等。表1为根据8月价格计算出四个方案关键技术经济指标。表1技术经济指标比较序号指标名称单位催化裂化加氢裂化延迟焦化渣油加氢1新增总投资万元86499860571163762532591.1其中：建设投资万元5742954878820532044381.2建设期利息万元719371719602208611.3流动资金万元218782400824721279602筹资额万元7118569252990712336873销售收入万元5876555203516474708724414总成本万元3516883892843993904579215营业税金及附加万元11087817445478481486466利润总额万元94506921281614772031147所得税万元237892299540308507218税后利润万元70718691321211701523939单位加工费(不含期间费)元/吨143.17120.44113.35290.5010单位现金操作成本元/吨153.02129.94113.06255.1611单位完全操作成本元/吨188.43163.64143.86329.4412吨油利润元/吨589.05567.59618.59768.1513新增贷款偿还期年3.1953.1642.8993.46314净现值（折现率＝13％）14.1所得税后万元32624932248857778068045614.2所得税前万元44634444117478605094172015财务内部收益率15.1所得税后%73.4575.9388.1655.7515.2所得税前%90.6093.96108.3468.5716投资回收期年3.093.052.803.36对不一样时间段价格分别进行计算,将得到一组数据,从而分析出在不一样时期、不一样价格条件下多种加工方案经济性。催化裂化、延迟焦化、渣油加氢和加氢裂化均能够产柴油或汽油，用什么样原料、采取何种工艺路线以取得廉价汽柴油。从经济角度看，也就是比较各方案汽、柴油生产成本。对于单一产品方案成本比较相对轻易，只要将固定成本加上可变成本即可得到边际成本；或根据边际成本加上一定利润（根据社会或行业平均投资收益率确定利润）。因为，企业在为社会提供产品同时必需要有利润，不然企业不能得到连续发展。就作者个人意见，假如企业产品全部以成本价销售，政府税收就会降低，不能以少纳税为基础评价项目对社会贡献。所以在多种税费不调整、企业投资收益满足社会（或行业）基准投资收益率情况下，计算出成本才是企业可接收成本。依据利益均衡标准，根据国际市场价格计算，将表1中各方案税后利润根据产品销售份额进行分配（不能把全部利润全部让给汽、柴油降价），即可计算出各方案汽油、柴油成本价格。各方案汽油生产成本比较见图9，柴油生产成本比较见图10。图9不一样方案汽油成本价由图9可见，以纯蜡油为原料催化汽油成本高于掺渣催化裂化,渣油加氢方案汽油成本相对较低,伴随环境保护要求提升,渣油加氢方案汽油成本优势日趋显著。从图1和图9还可发觉，在10月前各方案汽油成本价均低于国际价格，亦即说明在此之前催化裂化有利可图；1～12月国际汽油价格大多处于成本线以下，催化裂化无利可图，甚至亏损，为稳定中国市场，中国汽油价格未同时下调，从而确保了市场供给。图10不一样方案柴油成本价由图10可见，加氢裂化所产柴油成本最高，催化柴油（含渣油加氢方案、蜡油催化和蜡油掺渣催化裂化方案）柴油生产成本最低。不过，蜡油催化裂化和渣油加氢方案所产柴油十六烷值只有29-40，延迟焦化柴油、直馏柴油加氢精制后十六烷值通常为50-52，加氢裂化柴油十六烷值能够达成55-60，从品质上看，加氢裂化柴油略高一筹。催化裂化、重油催化柴油如要达成出厂标准，必需用高十六烷值柴油组分调和，加氢裂化柴油是最理想调和组分。当然，也有些人提出采取柴油加氢改质方案提升重油催化柴油质量[4]，在本项目中，重油催化柴油经加氢改质后十六烷值可提升到40-42。以整年平均数据计算，渣油加氢方案柴油调入加氢裂化柴油后成本为7070元/t，焦化方案柴油成本为7463元/吨，根据直馏柴油、焦化柴油、催化柴油等各柴油组份加权平均后成本价为6694元/吨，略低于江苏南京市场柴油批发价7184元/吨，也就是说，生产柴油仍有少许利润。假如炼油企业重油加工装置不足、柴油中直馏柴油或加氢裂化柴油百分比过高，其柴油加权平均成本将高于6694元/t。国际市场柴油价格基础上反应了柴油加权平均生产成本。当然，渣油加氢投资收益和装置投资亲密相关，近几年来，伴随中国设备制造水平提升，渣油加氢装置设备国产化率提升，渣油加氢处理技术在设计和运行等方面取得实质性进展[8~10]，装置投资较下降了40%左右，投资回报率有所提升，渣油加氢方案新增借款偿还期和延迟焦化方案更靠近。经过近两年数据计算结果看，两个方案财务评价数据相互交织。伴随环境保护排放标准日益提升、原油价格总体看涨，渣油加氢方案前景看好，渣油加氢技术要在经济上根本超出延迟焦化仍需要多方面努力。5提议和结论5.1提议（1）转变投资观念。原油价格逐年上涨，而且有加紧上涨趋势，以后几年，原油价格已基础不可能再回到70美元/桶以下。原油价格提升后，炼油装置需要由资源型向资本型转变，实现资源综合利用、提升产品附加值。加工步骤越长、单位投资额增加，增加投资是为了愈加好地节省有限自然资源。（2）资源综合利用是精细化炼油有效路径。原油加工步骤越长，单位能耗越高，这不符合目前“节能减排”要求，但假如加氢尾气回收氢气(而不是当燃料)、催化焦化干气回收乙烯和乙烷、催化焦化液化气回收丙烯和丙烷后再将C4深加工，经过上述这些加工过程后，干气、液化气实际价值得到深入提升，对于相同产品（如氢气、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷）上述回收工艺要比其它工艺消耗要省，从消耗社会资源总量来说，综合利用还是经济。经计算，在原油价格高于50美元/桶时，加氢裂化和蜡油催化裂化相比、渣油加氢方案和延迟焦化方案相比，税前利润增加率均超出能耗增加率，从节能减排角度看，加氢裂化方案和渣油加氢方案优于催化裂化和延迟焦化方案。（3）多方案搭配，有利于提升装置操作灵活性。渣油加氢柴油成本较低，但催化柴油十六烷值较低，为满足柴油质量要求，需要加氢裂化等高质量柴油来调和方能出厂。现在中国蜡油大部分在催化裂化加工、渣油大部分在延迟焦化加工。渣油加氢和加氢裂化组合方案柴油成本比焦化柴油成本低180-400元/t。建设渣油加氢时必需考虑调和柴油起源。（4）炼油化工一体化更有利于提升石油资源利用率、发明出更高经济价值。不管是渣油还是加氢裂化全部需要氢气，氢气价格直接关系到各方案效益。中国众多企业选择催化和焦化方案，有些企业就是因为炼油化工不配套造成。中国乙烯、PX产量很大，每十二个月所需化工轻油相当可观，为避免炼油和化工争石脑油资源局面，乙烯装置所需裂解原料向两端发展——多考虑C3、C4、轻石脑油等轻组分和加氢裂化尾油等重组分，蜡油关键确保加氢裂化进料，催化裂化则安排低硫重油(包含加氢渣油)，石脑油关键进重整。催化裂化副产乙烷、乙烯、丙烷和丙烯均可进乙烯装置精制，乙烯装置和重整装置副产氢气进炼油装置，从而实现资源综合利用。5.2结论依据以上计算分析能够得出以下结论：（1）从资源利用效率看，加氢方案资源利用率较高：渣油加氢和延迟焦化方案液收（含液化气、丙烯及油品）分别为75.04%和66.17%，加氢裂化和催化裂化总液收分别为95.62%和82.81%。（2）从长远看，中国以后对成品油需求将出现较大幅度增加，中国汽油、柴油价格也迟早要和国际市场接轨，所以，建设渣油加氢和重油催化裂化装置是处理低成本成品油、满足市场需求有效路径。（3）从环境保