（化学工程专业论文）煤间接液化制油的研究.pdf

摘要 作者根据能源战略安全的需求、自主研发技术产业化发展的需要和地区经济 发展的优势及要求提出了该项目煤间接液化制油。然后从五个方面：主要建设 条件、项目总投入资金及效益情况、主要技术经济指标，市场预测和资源评价指 出了该项目的可行性及其重要的战略和经济意义；并给出了该项目的建设规模及 产品方案、厂址选择和总工艺流程。 本项目主要工艺选用德士古水煤浆气化技术以及中科院山西煤化所( ，c 伊一 删的浆态床f t 合成油技术。根据i c c 浆态床合成油技术的特点，主导产品 是柴油、液化石油气( l p g ) 、石脑油。合成柴油的十六烷值高达7 0 ，既可直接 作为高质量柴油使用，也可作为低十六烷值柴油调配油。此外，液化石油气( l 腭) 达到国家标准；石脑油不仅能够达到行业标准，普遍预计作为乙烯裂解原料的产 品收率要高于目前国内使用的石脑油。合成的水相产物中有含氧化合物( 主要是 低碳混合醇、酮等) ，分离精制后可得到部分化学品( 混合燃料和硫磺等) 。 煤间接液化主要是以煤气化生成的合成气为原料，在一定的工艺条件下，利 用催化剂的作用将合成气转化为合成油品。整个过程由1 3 个主要生产单元工 序组成。本文从第二章到第十三章分别介绍了空分、气化、变换、净化、合成、 油品加工、合成水处理、脱碳、油洗、制氢、硫回收和制冷单元。 最后，作者提出了在实施该项目时的建议。 关键词浆态床反应器；煤基合成油；柴油；液化石油气；石脑油：工艺技术； 设备方案 t h e s t u d yo fc o a li n d i r e c t l yf l u i d i f i e dt oo i l a b s t r a c t t h e 、a u t h o rp r e s e n t st h i sp r o j e c t a sc o a li n d i r e c t l yf h i i d i f i e dt oo i l a c c o r d i n gt ot h es a f er e q u i r e m e n to f e n e r g ys o u r c e ss t r a t e g y , t h ed e v e l o p m e n t a ln e e d s o fi n d e p e n d e n t l y s t u d y i n gt e c h n i q u e i n d u s t r i a l i z a t i o na n dt h el o c a le c o n o m y d e v e l o p m e n t a la d v a n t a g ea n dn e e d st h ea r t i c l ep o i n t so u tt h a tt h i sp r o j e c ti sf e a s i b l e a n dh a si m p o r t a n ts t r a t e g i ca n de c o n o m i c a lm e a n i n g sf r o mf i v ea s p e c t s ：t h eb a s i c c o n s t r u c t i o nc o n d i t i o n s ，t h ep r o j e c t sg e n e r a li n v e s t m e n ta n dt h eb e n e f i ti n s t a n c e ，t h e b a s i ct e c h n i q u e - e c o n o m yi n d e x , t h em a r k e tf o r e c a s ta n dr e s o u r c ee v a l u a t i o n ；i ta l s o s t a t e dt h ep r o j e c ts c a l ea n dp r o d u c ts c h e m e ，t h el o c a t i o no ft h ep l a n ts i t ea n dg e n e r a l t e c h n o l o g i c a lp r o c e s s t h em a i nt e c h n i q u e sf o rt h ep r o j a c ti st h eg a s i f i c a t i o nt e c h n i q u eo ft e x a c o ，a l s ot h e s y n t h e s i s f u e lu s i n gl i q u i db e df tt e c h n o l o g yu n d e rs h a n x ic o a lc h e m i s t r y i n s t i t u t i o n ，c h i n e s ea c a d e m yo fs c i e n c e ( i c c - n r p t ) a c c o r d i n gt ot h e t e c h n i c a l c h a r a c t e r i s t i c so fi c cf tt e c h n o l o g ，t h ed o m i n a n tp r o d u c t sa r ed i e s e lo i l ，l p ga n d n a p h t h a s i n c et h ec e t a n ev a l u eo fs y n t h e t i cd i e s e lo i lr e a c h e s7 0 ，i tc a nb ed i r e c t l y u s e da sh i g hq u a l i t yd i e s e lo i l ia l s oa sb l e n do i lf o rl o w e rc e t a n ev a l u ed i e s e lo i l f u r t h e r m o r e ，l p ga c h i e v e sn a t i o n a ls t a n d a r d ；t h en a p h t h af r o mt h i st e c h n o l o g yn o t o n l yc a na c h i e v ei n d u s t r i a ls t a n d a r d ，b u ta l s oi t sp r o d u c ty i e l di sg e n e r a l l ye s t i m a t e d i na d v a n c et ob eh i g h e rt h a nt h en a t i o n a lu s e dn a p h t h aa tp r e s e n ta sr a wm a t e r i a lo f e t h a n ec r a c k i n g c o m p o s i t i v ea q u e o u sp h a s ei n c l u d e sc o m p o u n d sc o n t a i n i n go x y g e n ( m a i n l ya r el o w - c a r b o nm i x e dm e l l o wa n dk e t o n ea n ds oo n ) ；a n dw ec a ng a i np a r t i a l c h e m i c a la r t i c l e ( m i x e df u e la n ds u l f u ra n ds oo n ) a f t e rt h e ya r es e p a r a t e da n dr e f i n e d c o a li n d i r e c t l yf l u i d i f i e dm o s t l yu s et h es y n t h e s i sg a sf r o mc o a lg a s i f i c a t i o na sr a w m a t e r i a l ，u n d e rc e r t a i nt e c h n i q u ec o n d i t i o n s ，t u r nt h es y n t h e s i sg a st os y n t h e s i so i l p r o d u c tb yc a t a l y s t t h ee n t i r ep r o c e s sm a d eu pw i t h1 3m a i np r o d u c t i o nu n i t sa n d w o r b n gp r o c e d u r e s f r o mc h a p t e rt w ot oc h a p t e rt h i r t e e n ，t h i sa r t i c l ei n t r o d u c e sa i r s e p a r a t i o n ，g a s i f i c a t i o n ，c o n v e r s i o n ，p u r i f i c a t i o n ，s y n t h e s e s ，o i lp r o d u c t sp r o c e s s i n g ， w a t e rt r e a t m e n t ，d e c a r b u r i z a t i o n ，o i lw a s h ，h y d r o g e np r o d u c t i o n ，s u l f u rr e c o v e r ya n d r e f r i g e r a t i o nu n i t ， f i n a l l y , t h ea u t h o rr a i s eap r o p o s a lo f i m p l e m e n t t h ep r o j e c t k e yw o r d sl i q u i db e dr e a c t o r , c o a lt os y n t h e t i co i l ；d i e s e lo i l ；l p g ；n a p h t h a , t e c h n i c a ls k i l l ；e q u i p m e n ts c h e m e 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻 读学位期问论文工作的知识产权单位属于西北大学。学校有权保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被 查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据 库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学 位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文 章一律注明作者单位为西北大学。 保密论文待解密后适用本声明。 学位论文作者签名： 茎il 鲴：垂i 指导教师签名：学位论文作者签名： 兰：jl 型：兰l 指导教师签名： 年月日年月日 西北大学学位论文独创性声明 本人声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得西北大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我 一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的 说明并表示谢意。 一脚彳 西北大学工程硕士论文 第一章前言 1 1 项目提出的理由与过程 一、能源战略安全的需求 我国富煤少油，石油供需矛盾已经十分突出，保障未来油品的供应已被提到 国家能源战略安全的高度。 2 0 0 4 年，我国原油进口达到1 2 万t ，预计2 0 1 0 年将达到1 6 亿t ，2 0 2 0 年将逾 2 亿t ，石油进口依存度大幅上升。根据世界经济和政治环境，到2 0 1 0 年我国至少 应通过非石油途径解决3 0 0 0 - 5 0 0 0 万t 可比原油供应，到2 0 2 0 年这个数字将至少扩 大到8 0 0 0 万t ，折合成品油约6 0 0 0 万t 。这一巨大的缺口，只有通过煤炭液化途径 才可能得到解决，即到2 0 2 0 年，我国每年需要将至少3 亿t 煤通过液化( 直接、间 接) 技术转化为油品，以解决约6 0 0 0 8 0 0 0 万t 马达燃料的缺口问题。 二、自主研发技术产业化发展的需要 在“六五”期间，国家计委、中科院安排国内研究机构进行煤间接液化合 成油关键技术的研究工作，先后开发了铁基、钴基两大类催化剂体系，完成了固 定床两段法l o o t a 煤基合成汽油中间试验和2 0 0 0 t a 工业化试验，积累了大量 的催化剂制备技术、反应器和工艺过程设计及运行、工艺软件开发和技术经济评 估等方面的理论和实践经验，培养了一批科研和工程技术人员。近年来，在详细 分析了煤基合成油经济性的基础上，山西煤化所着手研究开发更为先进的浆态床 合成油关键技术，实现了廉价合成催化剂技术的工程放大。目前己开发出工业化 生产高效催化剂的技术，并在浆态床反应器技术方面取得了重大突破。2 0 0 2 年9 月在千吨级装置上试车成功，打通了流程，并获得了油品大样。这一阶段性成果 的取得，标志着我国已基本上掌握了煤基合成油催化剂和浆态床反应器等核心技 术，吨油成本大幅度降低，有力推进了技术的产业化进程。2 0 0 3 年，中试项目 通过装置改造，进入了长期稳定运转和技术优化匹配的试验阶段，2 0 0 4 年1 0 月， 中试过程的合成技术部分通过中国科学院组织的专家鉴定。与会专家一致认为， 中科院山西煤化所于2 0 0 1 年开始开发的以催化剂技术、浆态床反应器技术和中 间试验为主要内容的煤基液体燃料合成浆态床中试技术达到了预期目标。由此可 西北大学工程硕士论文 见，大力推广应用这项我国具有完全知识产权的高薪技术，对于缓解我国液体燃 料供需矛盾和促迸煤炭产业整体结构调整，具有显著的现实意义和深远的战略意 义。 本项目的实施将推动百万吨级以上基于i h 主技术的煤基合成油多联产系统 的产业化，最终将形成以合成油品为主导产品的综合洁净煤产业基地。这将为解 决国家对洁净二次能源一燃料油的战略需求和在缺油富煤地区将煤炭就地转化 为洁净能源和化学品提供一条科学、可靠的途径。 三、地区经济发展的优势及要求 位于陕西省榆林地区和内蒙古鄂尔多斯市境内，神府东胜煤田属世界八大煤 田之一，含煤面积3 1 2 万l ( i i l 2 ，地质储量达2 2 3 6 亿t 。探明煤炭地质储量达4 7 1 5 亿t ，属低灰、特低硫、中高发热量优质动力煤和化工用煤。 内蒙古鄂尔多斯市地处西部，毗邻山西、陕西、宁夏、河北，这些地区石油 资源都相对匮乏，充分利用当地的煤炭资源，经间接液化就地转化成各种油品和 化学品，对内蒙古和周边地区具有十分重要的意义。 作为西部省份，经济发展水平相对较低，基础工业薄弱，但煤炭资源丰富， 例如，在西部大开发的契机下，应把握机遇，加快发展，把西部地区的发展潜力 转换为现实生产力，把潜在市场转化为现实市场，把资源优势转化为经济优势， 以促进国民经济综合水平的提高。 1 2 主要建设条件 一、产品市场前景良好 本项目的主产品是优质柴油( 6 0 8 0 ) 、石脑油( 1 5 2 0 ) 、l p g ( 5 1 2 ) 及 少量混合燃料。众所周知，我国的油品消耗量巨大，9 0 年代以来，经济的快速 增长拉动了石油需求。我国正在经历石油需求的高速增长阶段，随着我国经济的 发展和人民生活水平的不断提高，这种供不应求的态势还将进一步加剧，也是煤 炭资源的富集区，汽、柴油缺口量大，供需矛盾突出。因此，本项目生产的油品 将有良好的市场前景。 二、煤炭资源丰富，原料用煤有保证 神府东胜煤田可采储量数百亿吨，鄂尔多斯市地下埋藏有古生代石炭二叠纪 2 西北大学工程硕士论文 和中生代侏罗纪双纪复合煤田。含煤面积约占全市总面积的8 0 ，探明储量1 2 4 4 亿吨，占全国总量的l 6 ，赋存条件好，煤质优良，成本低廉。具有建设大型煤 炭液化产业的资源条件。 三、技术先进、成熟可靠 国外间接液化已有5 0 年的成功工业化经验，国内中科院山西煤化所也有2 0 多年的研究开发积累，核心技术目前在千吨级中试装置上已取得了重大突破。在 煤间接液化技术开发中凝聚了一支高素质的技术开发和工程队伍，为我国自主建 设先进的煤间接液化产业奠定了基础。2 0 0 4 年1 0 月，中试过程的合成技术部分 通过中国科学院组织的专家鉴定。与会专家一致认为，中科院山西煤化所于2 0 0 1 年开始开发的以催化剂技术、浆态床反应器技术和中间试验为主要内容的煤基液 体燃料合成浆态床中试技术达到了预期目标。本项目以自主浆态床合成工艺为核 心技术，配套先进可靠的气化技术，因此建设煤基合成油项目是现实可行的。 四、三废捧放符合环保要求 本项目对工艺装置排出的气体，采取了油回收、l p g 回收、低温甲醇洗、c l a u s 硫回收等技术措施；对污水采取了除油、回收含氧化合物以及厌氧一好氧生化处 理等技术方案；对废渣采取了永久堆放、临时堆放或综合利用的方法，力求实现 最大程度的综合利用，提高项目的经济效益。工厂排出的废气、废渣和少量废水 均能达到排放标准要求。 1 3 项目总投入资金及效益情况 从财务分析来看，项目的投资利润率为8 1 5 ，投资利税率为i i 9 8 ，所 得税前投资内部收益率为i i 6 9 。本项目在正常经营期间的油品成本约为2 0 0 0 元( 含增值税) ，也就是说项目在国际油价不低于3 5 美元桶的情况下，具有较 强的市场竞争力。 l 4 主要技术经济指标 序号项目单位1 6 万t a 4 8 万t a备注 l 生产规模万t a 1 6 4 8 主产品总计万t a1 5 9 94 7 9 7不含混合燃料及 3 西北大学工程硕士论文 燃料气 2 产品方案 石脑油万t a 3 8 61 1 5 7 柴油万t a l o 9 0 3 2 7 0 l p g万t a 1 2 33 7 0 混合醇燃料万t a 1 0 73 2 0 硫磺万t a 0 2 80 8 5 3 年操作日天 3 3 33 3 3 8 0 0 0 小时 4 原料及燃料煤用量 原料煤( m r 9 9 8 )万t a 5 8 0 6 1 7 4 2 2 燃料煤万t a 1 6 4 23 9 6 7 5 辅助材料和化学品用量 催化剂t a 6 1 1 81 7 3 6 5 年均补充量 3 1 h c l t a 1 3 5 i 23 1 9 2 0 3 1 n a o h t a 1 1 9 2 23 5 1 7 6 甲醇t a3 7 5 21 0 5 6 液氨t a 8 0 02 2 4 0 6 公用动力消耗量 新鲜水万t a2 5 66 8 4 8 电 万度a 7 5 2 4 2 5 8 5 6 4 7全厂三废排放量 废水t h2 57 l 废水做煤场喷淋 水 废气万3 h 2 7 5 75 5 1 4 主要为锅炉及加 热炉烟气 废渣t h 7 4 62 0 8 8 主要为气化及锅 炉废渣 8运输量 万t a 7 1 72 1 5 1 4 西北大学工程硕士论文 运入量万t a1 95 7 0 2 运出量万t a 9 0 7 2 7 2 1 2 9 全厂定员 人4 2 77 0 7 其中：生产工人人3 8 36 5 5 管理和技术人员人 4 4 5 2 装置实际占地，不 1 0 占地面积宙1 5 07 2 0 包括预留空地 1 l 工程项目总投资万元 1 8 5 7 1 55 0 0 5 3 4 ( 1 )固定资产投资万元1 8 0 3 7 44 8 9 2 6 3 其中：建设投资万元 1 7 3 4 8 9 4 5 2 7 7 7 固定资产投资方向调节税万元| 建设期贷款利息万元 6 8 8 5 3 6 4 8 6 ( 2 )流动资金 万元 5 3 4 11 1 2 7 1 其中：3 0 铺底流动资金万元1 6 0 23 3 8 1 1 2 报批项目总投资万元 1 8 1 9 7 64 9 2 6 4 4 1 3 年均销售收入万元4 7 7 2 31 4 0 8 7 4 1 4 年均销售税金万元5 9 01 7 4 2 1 5 年均总成本费用万元 3 9 1 5 79 8 3 3 6 1 6 年均利润总额万元7 9 7 74 0 7 9 6 1 7 年均所得税万元 2 6 3 21 3 4 6 3 1 8 税后利润万元 5 3 4 42 7 3 3 4 1 9 增值税万元5 8 9 91 7 4 1 9 2 0 投资利税率 4 3 01 1 9 8 2 1 投资利润率 7 7 98 1 5 2 2 税前投资回收期 生 1 0 2 61 0 1 6 2 3 税后投资回收期 矩 1 0 9 81 1 0 8 2 4 税前财务内部收益率 8 6 71 1 6 9 2 5 税后财务内部收益率 7 1 6 9 3 5 西北大学工程硕士论文 2 6税前财务净现值( i c = l o )万元一1 2 8 8 9 4 5 7 7 6 2 7 借款偿还期( 建设期起) 正 1 0 8 61 1 0 3 2 8盈亏平衡点8 8 6 67 0 4 1 1 5 市场预测 本项目的主要产品是柴油、液化石油气( l p g ) 、石脑油。合成柴油的十六烷 值高达7 0 ，既可直接作为高质量柴油使用，也可作为低十六烷值柴油调配油。 此外，液化石油气( l p g ) 、石脑油也是市场紧俏商品。合成的水相产物中有含氧 化合物( 主要是低碳混合醇、酮等) ，分离精制后可得到部分化学品。鉴于本项 目是以油品及相关化学品为主要产品的煤间接液化运行工厂，因此市场预测仅就 油品及相关化学品市场的有关情况做出分析。 1 5 1 产品市场供需现状及预测 1 5 ，1 1 国内外市场供需现状 一、石油 ( 一) 世界石油市场 a ) 世界石油资源分布极不平衡 自2 0 世纪6 0 年代中期石油超过煤炭成为世界第一能源后，其在世界一次能 源消费结构中所占比例基本稳定在4 0 左右。根据有关报道：2 0 0 3 年世界石油探 明可采储量约1 5 6 9 亿t 。其中6 3 1 0 分布在中东产油国，主要集中在沙特、伊 拉克、科威特、阿布扎比以及伊朗等几个国家。这些国家的储量合计约占中东地 区的石油总储量的9 4 4 7 。除了中东主要产油国之外，欧洲及独联体、中南美、 非洲、北美洲，所占比例分别为9 3 1 、9 3 1 、8 6 0 、5 6 0 ，而世界人 口最多的亚太地区，石油开采储量仅占世界的4 0 8 ，由此可见，世界石油分 布呈现极不平衡的特点。 b ) 世界石油产、消极不平衡 美国、欧洲、亚太地区，是全世界三大石油消费区，截至2 0 0 4 年底，上述 地区石油消费总量占世界的7 5 左右，净进口量占世界石油总进口量的8 4 ，而 其原油年产量仅占世界总产量的3 0 左右。与此同时，世界石油出口总量为2 2 9 西北大学工程硕士论文 亿t ，其中中东为9 5 亿t ，中亚俄罗斯为3 亿t ，分别占到了世界出口总量 的4 1 5 和1 3 1 。以上数据显示：世界石油产、消分布呈现极不平衡态势。 随着世界经济的发展，石油在一次能源消费结构中仍将占主要地位。目前世 界石油消费市场重心正由西方发达国家逐渐向发展中国家转移。尤其引人注目的 是，由于亚太地区经济高速发展，石油消费量剧增，目前世界6 大石油消费国中 有3 个是亚洲国家，即日本、中国、韩国，其石油缺口共计约4 亿t ，占亚太地 区需求缺口的8 0 以上。预计今后1 0 1 5 年，世界石油需求增长量的5 0 以上将 来自亚太地区，该地区可能成为未来世界第一大石油消费区。 c ) 世界原油供应不稳定 在供应方面，受战争、产油国国内罢工等多种因素影响，世界原油供应可能 遭遇潜在的供应遇阻甚至供应中断的风险，因此，世界原油供应难以维持平稳。 在较长时期内，无论世界原油价格如何剧烈波动，其需求量始终维持稳步扩 增趋势。特别在原油价格大幅上涨之际，原油需求量也未显著缩减。作为不可再 生的资源，世界原油供需呈供应脆弱、消费刚性增长的对比态势。因此，世界原 油市场供需平衡是短暂且相对的，失衡则是长期且绝对的。 ( 二) 国内石油市场 a ) 石油的探明储量有所提高，但稳产及增产难度加大 截至2 0 0 4 年，中国原油已探明储量为4 0 亿t ，较2 0 0 3 年增加了8 亿t 左 右，探明储量有所提高。按目前年产1 7 亿t 的水平计算，我国石油可采年限约 为2 3 年( 世界平均4 5 年) 。长期以来，我国石油勘探严重落后于开采，当年新 增可采储量大都低于当年采出量，因此，我国石油资源现状已相当严峻。其中， 包括大庆、辽河、胜利等东部主力油田均已进入中晚期，稳产难度越来越大；西 部战略新区虽具远景，但因地质条件复杂、运输困难、开采投资大，近期内产量 难以大幅度上升；海上勘探虽有进展，但其产量仅占国内总量的1 0 。 b ) 原油消费近年强劲增长 随着我国经济的高速增长，原油消费也大幅迅速上升，远远超过国内原油生 产的增长速度。我国石油消费大体可以分为两个阶段，1 9 7 8 到1 9 9 0 年为平稳增 长时期，消费量从1 9 7 8 年的9 1 3 0 万t 增长到1 9 9 0 年的1 1 0 3 0 万t ，年均增长 1 5 8 万t ，年均增长率为2 0 。1 9 9 1 年以来，为快速增长时期。随着国民经济的 7 西北大学工程硕士论文 持续快速发展，石油消费量进入快速增长阶段，从1 9 9 1 年到2 0 0 4 年平均每年增 长年递增为7 5 。2 0 0 3 、2 0 0 4 两年增长速度进一步加快。2 0 0 4 年中国石油表观 消费量已达到2 9 1 2 亿t ，按i e a 统计，中国石油消费在全球排名第二位。与2 0 0 3 年2 6 8 亿t 的规模相比，同比增长8 7 。下图l 一1 可看出近年来我国石油消 费的增长趋势。 图1 1 我国石油年度消费增长趋势图 c ) 进口量逐年增加，对外依存度高 我国原油需求的不断增长和产量的相对不足导致我国石油净进口量逐年不 断上升，据海关统计，2 0 0 3 年中国原油进口量已创记录地突破9 0 0 0 万t ，2 0 0 4 年则达到1 2 亿t ，进口量增速为近几年最快。图1 2 为1 9 9 0 年以来我国石油 消费供应构成情况。 进口量的增加将导致我国石油对外依存度( 原油进口量占原油消费量的比 重) 逐年提高。2 0 0 0 年以来，我国原油依存度已超过3 0 ( 国际上公认的警戒 线) 。2 0 0 4 年已超过4 0 。从国际和历史的经验来看，一个国家若过度依赖外部 石油，将有一系列的政治、经济和安全风险。一方面，过分依赖石油进口，将对 中国的国际收支平衡产生重要影响；另一方面，由于目前国际油价已经跨越6 0 美元大关，若再次爆发世界石油危机，中国势必受到严重波及。因此，中国若不 加大石油替代能源的研究。则经济发展依赖于大量进口原油的状况在今后将越来 越严重。图1 3 为近年我国原油进口依存度变化图。 8 西北大学工程硕士论文 图1 21 9 9 0 年以来中国石油消费供应构成 图1 - 3 我国原油进口依存度变化图 二、主要成品油 ( 一) 国内油品生产消费现状 2 0 0 3 年，我国原油一次加工能力达到2 7 亿t ，居世界前3 位。大部分油 品产量增长率均在1 0 以上。从消费情况看，在经济增长的带动下，我国油品 市场需求非常旺盛。 我国的成品油生产结构和需求结构之间存在一定差距。过去的几年中，我 国3 大类成品油中只有汽油的产量大于消费量，见表卜2 。 9 西北大学工程硕士论文 表1 - 21 9 9 6 2 0 0 4 年我国三大类成品油消费量和生产量统计单位：万t 年份 1 9 9 61 9 9 71 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 02 0 0 12 0 0 2 2 0 0 3 2 0 0 4 汽消费量3 0 9 73 2 3 13 3 0 43 4 5 94 1 0 64 1 0 64 1 1 14 1 6 7 4 6 0 7 油生产量 3 1 8 2 3 4 4 73 3 9 73 6 8 3 4 2 0 9 4 1 2 54 3 3 54 7 7 0 5 2 5 0 煤 消费量 5 5 96 0 86 3 56 9 09 0 49 3 89 6 41 0 3 5 油生产量5 1 35 5 55 7 56 9 97 8 98 3 8 8 5 08 5 51 0 2 1 柴消费量 5 2 3 15 5 6 85 7 3 56 1 5 47 8 6 28 1 3 78 1 4 08 6 4 61 0 0 6 3 油生产量4 3 0 24 7 6 84 7 1 76 1 3 47 0 7 37 4 0 57 6 6 98 5 1 39 9 6 8 我国成品油市场有以下特点： ( 1 ) 生产柴汽比远低于消费柴汽比，造成柴油供应紧张。 ( 2 ) 汽柴油1 9 9 9 年前有进口，2 0 0 0 年以后很少，汽油有少量出口。 ( 3 ) 煤油进出口大体相当。 ( 4 ) 成品油消费存在区域性差异。 ( 二) 国内成品油进出口情况 燃料油是中国进口量最大的成品油。随着国内重油深度加工装置的建成和投 产，炼厂已将越来越多的燃料油加工成柴油、煤油和汽油等中间馏分和轻质油品。 同时，由于火力发电、化肥生产、冶金行业以及玻璃和陶瓷制造业的发展，中国 对燃料油的需求增长旺盛，2 0 0 4 年进口量达到2 8 7 3 万t ，净进口量占需求量的 比例上升到5 8 。预计2 0 0 5 年和2 0 1 0 年国内燃料油需求量将会减少到3 0 1 0 万 t 和2 6 6 0 万t 左右，2 0 2 0 年相对稳定在2 6 0 0 万t 左右。图1 4 显示了1 9 9 0 一 2 0 0 4 中国燃料油供应结构。 中国进口煤油绝大部分是航空煤油，2 0 0 2 年达到2 0 1 4 9 万t ，2 0 0 4 年达到 2 6 7 5 5 万t 。 由于国内炼油厂生产的油品柴汽比低于需求柴汽比，1 9 9 4 1 9 9 6 年柴油进 口量一直保持在6 0 0 万t 左右。1 9 9 8 年国家下令暂停柴油和汽油进口，当年柴 油进口量减少到3 2 0 万t 。2 0 0 0 年以后基本不再进口。图1 5 显示了我国主要 油品进口情况。 l o 西北大学工程硕士论文 图l - 41 9 9 0 - - 2 0 0 4 中国燃料油供应结构 图1 - 5 我国主要油品进口情况 三、石脑油 石脑油为无色透明液体，属轻质石油产品。该产品馏分轻，环烷烃含量高， 安定性能好，重金属含量低，毒性小。作为一种重要的石油化工原料和中问产品， 在石油化工中具有举足轻重的地位。它既可用于轻油裂解制取乙烯及合成氨等化 工原料，也可作为一般溶剂和催化重整的原料生产汽油。由于我国生产的原油相 对较重，直馏石脑油的收率较低，比国外轻质原油的直馏石脑油收率约低1 0 个 百分点，因此几乎没有一家乙烯企业能够保证生产所需石脑油，而以企业间互供 为主。 需求企业需求量需求企业需求量 天津联合化学有限公司5 9 4湖北枝江化肥厂2 7 5 北京东方化工厂 “ 5 4 2 3 中石化股份公司金陵分公司 2 6 8 中石化股份公司齐鲁分公司 4 9 3 5盘锦乙烯2 2 5 西北大学工程硕士论文 扬子石化公司4 0 6 5 大庆石化公司 2 0 吉化股份公司 4 0 中原乙烯 1 9 9 中石化股份公司燕山分公司3 3 6 6广州乙烯 6 7 7 中原石油化工有限公司3 2 5 上海吴泾化工厂 6 6 4 东方乙烯化工厂 3 2 1 1 辽河石化公司 6 5 近几年，我国石脑油的生产能力基本上能满足国内市场需求，但部分石脑油 是靠国外进口原油加工的。这直接影响我国乙烯生产的收率及成本。此外，我国 乙烯原料中还有一定比例的柴油，这更加剧了国内柴油相对短缺现状，而且增加 了乙烯的生产成本。2 0 0 5 年，我国乙烯生产能力将达到9 4 0 万t ，石脑油的需求 量将增加到1 7 8 0 万t 。由此可见，保证产量及质量均较稳定的石脑油来源，对 我国乙烯工业的发展是十分重要的。 四、l p g ( 液化石油气) ( 一) 国际市场 休斯敦p u r v i n & g e r t z 工业咨询公司对全球的l p g 需求状况跟踪分析1 3 年， 在公司每年举行的国际液化石油气研讨会上指出，2 0 0 3 亚洲已超过北美成为全 球最大的l p g 国际贸易市场。1 9 9 0 年亚洲的l p g 需求量为3 0 0 0 万t ，位居全球 第三位；到了2 0 0 3 年，亚洲的l p g 需求量为6 1 0 0 万t ，位居全球首位。北美2 0 0 3 年l p g 需求量为5 7 0 0 万t ，位居全球第二位，比1 9 9 0 年的4 6 0 0 万t 增加了9 0 0 万t 。 在l p g 需求的构成中，民用和商用l p g 需求占据首位，在2 0 0 3 年达到了1 0 9 2 亿t ，比1 9 9 0 年的6 4 4 0 万t 增加了4 4 8 0 万t 。占据次席的是化工业的需求，在 2 0 0 3 年达到了4 0 3 0 万t ，比1 9 9 0 年的2 0 3 0 万t 增长了2 0 0 0 万t 。其中亚洲的 民用和商用l p g 需求在2 0 0 3 年超过了4 0 0 0 万t ，比1 9 9 0 年的1 5 0 0 万t 增长了 一倍多。 该公司预测全球民用和商用l p g 需求到2 0 1 0 年将达到1 3 6 亿t ，比1 9 9 0 年的6 3 0 0 万t 增长一倍多。 ( 二) 国内l p g 市场特点 a ) 增长迅速 西北大学工程硕士论文 1 9 9 9 - - 2 0 0 3 年，我国l p g 消费增长了4 2 3 ，产量增长了6 1 9 ，2 0 0 3 年消费增长率达到6 7 5 n 。表l 一4 为近期我国l p g 市场情况。 时间产量 进口量消费量 1 9 9 97 8 0 5 5 41 3 3 4 2 0 0 09 1 1 4 8 21 3 9 3 2 0 0 11 0 8 74 8 91 5 7 6 2 0 0 2 1 1 5 36 2 51 7 7 8 2 0 0 31 2 6 36 3 5 1 8 8 9 b ) l p g 消费以民用为主 国内l p g 的消费6 0 以上用于民用( 家庭生活) ，其中城镇普及率远高于农 村。工业、商业、交通运输用液化气也有较快的发展。 c ) l p g 供给、需求不均衡 从全国l p g 的消费量来看，华东和华南地区占主导地位，2 0 0 3 年这两个地 区的消费量占全国总量的6 8 ，而其他地区的消费总和只占全国的三分之一， 远落后于华东和华南的消费水平。 全国各地区市场内部的资源供给与消费需求也存在严重的不均衡。东北、 华北、西北地区资源相对过剩，仅靠区内市场无法消化全部产量。同时，华东、 华南市场容量巨大，且迅速膨胀，本地资源难以满足。形成我国l p g 流动的局面。 表卜5 是我国2 0 0 3 年各地区l p g 资源、消费情况。 地区l p ；g 资源消费 东北2 0 9 02 8 5 0 华东4 1 2 05 8 8 0 华南 8 5 07 0 2 0 华北2 1 9 01 5 1 0 西北、西南1 2 5 01 7 1 0 1 5 1 2 市场供需预测 西北大学工程硕士论文 一、中国油品市场的特点及市场预测 1 9 9 9 年以来，中国石油市场经历了国内石油和石化业重组、亚洲金融危机、 国际油价大起大落这三大形势变化的冲击，特别是成品油价格与国际原油价格接 轨，进一步加快了中国石油市场实现真正意义上的市场化步伐；另一方面，也面 临着加入w t o 之后竞争加剧的巨大冲击。这些重大变化不仅使中国的油品供需格 局发生变化，也将对未来石油供需产生重要影响，国内油品市场呈现出以下几个 特点： ( 一) 对国际市场的依赖程度加深 由于国内石油需求增长，供应不足部分主要依赖于进口原油。自1 9 9 3 年中 国成为油品净进口国以来，1 9 9 9 年中国石油进口量已高达5 7 4 3 万t ，其中原油 进口3 6 6 1 万t ，占全国原油加工量的2 0 8 ，比上年增长3 6 。1 9 9 9 年柴油的表 观消费量比上年增长2 4 ，其产量相应增长2 4 7 ，这一平衡主要靠增加原油加 工量来实现。2 0 0 0 年原油进口比1 9 9 9 年增长9 2 ，超过7 0 0 0 万t ，占全年原油 加工量的3 5 。2 0 0 2 年略微降低到6 9 4 0 万t ，但2 0 0 3 年又上升到9 1 1 2 万t 。2 0 0 4 则达到1 1 7 亿t 。图1 6 显示了1 9 9 0 年以来中国石油( 含原油、成品油) 进 口情况。 图l _ 6 中国石油净进口情况 ( - - ) 柴油仍是国内油品消费增长的主要因素 汽车柴油化已成为中国汽车工业的一个发展方向，同时农用柴油机具大量 增加，进一步加大了柴油供需对中国成品油市场的影响。2 0 0 4 年柴油的表观消 费量达到1 0 4 1 7 万t ，较上年增加2 1 ，预计这一趋势今后仍将持续；同年进口 1 4 西北大学工程硕士论文 柴油2 6 7 万t ，柴油的供应有很大的缺口，并继续影响中国成品油供需平衡。 ( 三) 成品油定价机制引起车用燃料消费结构交化 调查表明，由于国内汽柴油价格不断变化，在洁净能源推广力度增大的同时， 燃油汽车改气的步伐也大大加快。今后车用燃料市场将会出现汽油、柴油、气体 燃料并存且相互竞争的局面。 ( 四) 清洁燃料将成为成品油消费的主流 为适应环保要求，推广使用清洁燃料已成为国内成品油市场发展的重要趋 势。由于中国的油品消费更多的是集中在柴油方面，为了与国际接轨，中国已经 先后制定了多个柴油标准。目前，最新的两个标准为( g b t 1 9 1 4 7 2 0 0 3 ，车用柴 油及( d b l1 2 3 9 - 2 0 0 4 ，北京车用柴油标准。同时，有文献报道我国在2 0 0 4 年7 月颁布实施新的车用柴油标准，此标准将等效欧盟e n 5 9 0 - - 1 9 9 8 车用柴油标 准。以上标准规定了今后城市车用柴油的硫含量( 不大于0 0 5 ) 、十六烷值( 不 低于4 9 ) 和氧化安定性( 不大于2 5 ) 等主要技术指标。这些指标的确定凸现 了日益严格的环保要求，可以说清洁性燃料必将成为未来我国成品油消费的主 流。 二、我国石油需求预测 ( 一) 历史数据回归预测 由图卜7 可知，石油消费量随年度变化呈明显的线性关系，对历年数据进行 线性回归，拟合方程对未来若干年的石油需求进行预测，预测数据见表i - 6 。 l 1年份 2 0 1 0 2 0 1 52 0 1 5 l i石油需求量 3 3 3 5 4 3 9 2 7 1 4 5 1 8 8 1 5 西北大学工程硕士论文 图1 - 71 9 9 1 年以来原油生产量、进口量、出口量、需求量趋势图 ( 二) 其它机构预测 中国能源供求远景预测不乐观。依据能源所“西部可持续能源发展战略”的 研究估算，2 0 1 0 和2 0 2 0 年中国原油需求分别为2 9 6 亿t 和3 9 0 亿t ；科技部 “中国后续能源发展战略研究”对中国2 0 1 0 年和2 0 2 0 年的石油需求预测则为 2 8 0 亿t 和3 6 0 亿t 。此外，中石油预测2 0 1 0 、2 0 1 5 和2 0 2 0 年中国原油需求 分别为3 1 0 亿t 、3 5 亿t 和4 0 亿t ；中石化同步进行的预测结果则分别为3 2 0 亿t 、3 8 亿t 和4 3 亿t 。 纵观国际能源组织和国内十几个中长期战略规划，中国原油年产量到2 0 2 0 年至多能达到2 0 亿t 的规模。保守而言，在2 0 1 0 和2 0 2 0 年，中国需要进口原 油大致为1 5 亿t 和2 0 亿t 。由此可见，我国石油消费增长远大于石油生产增 长的幅度，石油缺口增大，自给率逐年降低，国内石油生产消费对进口的依赖程 度加重，这将会使我国经济的发展受世界影响程度加大，国家的能源安全及稳定 也将受到影响。大力发展煤基合成油品可以在很大程度上弥补石油缺口，从而缓 解石油供应紧张的问题。 三、成品油需求预测 由图卜8 可知，我国汽柴油消费量随年份变化也呈较明显的线性关系，因 此采用趋势作图法进行预测。对汽、柴油的预测结果见表1 - 7 。 1 6 西北大学工程硕士论文 表1 - 7 汽、柴油消费预测表单位：万t 年份 2 0 1 02 0 1 52 0 2 0 汽油消费量 5 6 1 86 5 2 47 4 3 0 7 柴油消费量 1 2 9 2 41 5 7 2 61 8 5 2 8 消费柴汽比2 3 02 4 12 4 9 小计 1 8 5 4 22 2 2 5 0 2 5 9 5 8 7 根据上表对中国未来1 0 年汽、柴油的需求预测，可以看到： a ) 2 0 1 0 年，汽油的消费量将突破5 0 0 0 万t ； b ) 2 0 1 0 年，柴油的消费量将接近1 3 0 0 0 万t ； c ) 消费柴汽比在未来几年将继续增大，2 0 1 0 年将达到2 3 0 ； d ) 2 0 2 0 年，汽油和柴油的总需求将接近2 6 亿t 。 四、l p g 图1 - 8 我国汽，柴油年消费量柱状图 表l - 8 未来几年l p g 需求预测表单位：万t li 1年份 2 0 1 02 0 1 52 0 2 0 i l il p g 需求量 2 8 6 5