宋倩倩，慕彥君，侯雨璇，王春嬌，鄭軼丹

（1 中國石油天然氣股份有限公司石油化工研究院，北京102206；2 中國石油天然氣集團(tuán)有限公司辦公廳，北京100007）

150多年來，美國在規(guī)模和技術(shù)上一直引領(lǐng)世界石油化工業(yè)的發(fā)展，特別是自頁巖油氣革命后，美國逐漸實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立，使其石化強(qiáng)國的地位更加鞏固。中國石油化工業(yè)歷經(jīng)40多年來的快速發(fā)展，已成為僅次于美國的世界第二大國，但較世界強(qiáng)國仍有不小差距。中國要實(shí)現(xiàn)石油化工強(qiáng)國的目標(biāo)，在苦練內(nèi)功的同時(shí)，更要檢視自身與石化強(qiáng)國的差距，取長補(bǔ)短。為此，本文從原油、煉油、石化三方面系統(tǒng)對比中美兩國實(shí)力，全面了解自身發(fā)展的同時(shí)，借鑒美國發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)中國石油化工強(qiáng)國的“中國夢”。

1 原油供需情況對比

1.1 中國的原油供需情況

多年來，我國原油產(chǎn)量在2億噸上下波動，繼2010—2015年連續(xù)6年2億噸以上產(chǎn)量之后，2016年因國際油價(jià)的下跌、國內(nèi)探勘開發(fā)力度的減弱、原油開采成本的提高，我國原油產(chǎn)量已連續(xù)3年下滑，2018年為1.89億噸，同比減少4.0%（如表1所示）。

然而，伴隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，我國原油消費(fèi)量一直呈快速增長的勢頭，已由2007 年的3.46 億噸增至2018 年的6.48 億噸，增長了87.3%。相應(yīng)地，進(jìn)口量持續(xù)攀升，2017 年已超過美國成為世界最大原油進(jìn)口國，2018年進(jìn)口量高達(dá)4.62億噸，對外依存度更是突破70%大關(guān)，達(dá)到70.85%，嚴(yán)重超過60%的國際警戒線。

1.2 美國的原油供需情況

自2009 年頁巖油氣革命以來，美國原油產(chǎn)量大幅提升，2018 年產(chǎn)量達(dá)到5.44 億噸、同比增長17.2%，躍升為世界第一大產(chǎn)油國。特別是輕質(zhì)油（API°＞35）大量增產(chǎn)，2018 年的產(chǎn)量占原油總產(chǎn)量的71.4%[1]。作為世界原油最大消費(fèi)國，美國原油消費(fèi)量一直保持增長態(tài)勢，2011—2018 年年均增長率為1.8%，2018年表觀消費(fèi)量達(dá)到8.33億噸，同比增長3.5%（如表2所示）。

表2 2007—2018年美國原油產(chǎn)量、消費(fèi)量、進(jìn)出口量及對外依存度情況

隨著原油的增產(chǎn)，美國原油進(jìn)出口量也相應(yīng)地變化。原油進(jìn)口量由2007 年的5.02 億噸降至2018年的3.88億噸，進(jìn)口量減少了22.7%；相反地，出口量則大幅提升，特別是2013 年之后，出口量突破千萬噸，且伴隨著2015 年12 月原油出口禁令的取消，2018 年原油出口量更是高達(dá)9944 萬噸，同比增長79.1%[2-3]。相應(yīng)地，其對外依存度持續(xù)下降，2018年降至34.64%，同比下降7.62%（如表2所示）。據(jù)國際能源署（IEA）發(fā)布的《2019 石油市場報(bào)告》預(yù)測，2018—2024 年全球新增原油供應(yīng)中70%來自美國。

2 煉油業(yè)實(shí)力對比

2.1 煉油能力與開工率

2.1.1 中國

截至2018 年底，我國煉油能力達(dá)到8.31 億噸/年，較2007 年翻了1.08 倍，在世界的占比也大幅提升，至16.8%，成為僅次于美國的世界第二大煉油國（如圖1 和圖2 所示）[4]。其中超過60%的煉油能力掌握在中國石油化工集團(tuán)公司（簡稱中國石化）、中國石油天然氣集團(tuán)公司（簡稱中國石油）、中國海洋石油集團(tuán)公司（簡稱中國海油）三家公司手中，如表3所示。目前，我國煉油廠平均規(guī)模為412萬噸/年，與世界759萬噸/年平均規(guī)模仍有較大差距，煉油能力超過千萬噸的共有28 座，占國內(nèi)總煉油能力的44.5%[5]。

圖1 2007—2018年中國煉油能力、原油加工量及開工率

圖2 2018年世界十大煉油國煉油能力及世界占比

表3 2018年我國煉油能力最大的3家公司比較

隨著煉油能力的增長，我國原油加工量逐年增長，2018 年原油加工量突破6 億噸，同比增長6.7%。因存在大量小規(guī)模的地方煉油廠，我國煉油廠開工率一直低于世界平均水平，近12 年來，除2010 年和2011 年之外，均低于82%的世界合理開工率。近6年來，受國內(nèi)供給側(cè)結(jié)構(gòu)改革、安全環(huán)保監(jiān)管趨嚴(yán)、油價(jià)波動等因素影響，開工率一直低于75%，2018 年為72.68%，低于世界平均開工率10.32%（如圖1所示）。

2.1.2 美國

截至2018 年底，美國煉油能力達(dá)到9.35 億噸/年，較2007 年增加7.2%，占世界總煉油能力則由2007年的19.7%降至18.9%，但仍是世界最大的煉油國（如圖2 和圖3 所示）[4]。其中超過50%的煉油能力掌握在五大公司手中，如表4所示，2018年馬拉松石油公司因成功收購Andeavor 公司，超越瓦萊羅能源公司，煉油能力躍升為全美第一。目前，全美共有135 座煉油廠，平均規(guī)模為692.3 萬噸/年，其中煉油能力超過千萬噸的共有35 座，占美國總煉油能力的60.4%，總煉油廠數(shù)量的25.9%[1]。

圖3 2007—2018年美國煉油能力、原油加工量及開工率

表4 2018年美國煉油能力最大的5家公司比較

美國煉油廠開工率一直維持在較高水平，居世界前列。近11 年以來，僅2009 年因2008 年金融危機(jī)，美國煉油廠開工率降至82.9%的最低點(diǎn)。隨后，則逐年回升，2014 年和2015 年受益于頁巖油產(chǎn)量的增加、油品出口的增長，開工率均超過90%，2016 年因美國煉油產(chǎn)品庫存量的增加，開工率降至89.7%，2017年又回升至91%，2018年達(dá)到92.6%，高出世界平均開工率9.63%（如圖3所示）。

2.2 原油二次加工裝置結(jié)構(gòu)

2.2.1 中國

伴隨油品質(zhì)量升級步伐的加快、消費(fèi)汽柴比的持續(xù)下降、化工原料需求的不斷增加，我國煉油裝置結(jié)構(gòu)一直在不斷地持續(xù)調(diào)整。加氫裝置的占比顯著提升，加氫裂化由2011 年的8.07%升至2018 年的10.76%；2018 年加氫精制占比達(dá)到44.03%，較2011 年增加了11.79%，但仍低于世界55%的平均水平。與此同時(shí)，催化重整的比例也由2011 年的7.28%增至2018 年的10.93%。相反地，作為我國主要工藝的催化裂化能力占比則在不斷下滑，從2011年的30.25%降至2018年的26.62%；延遲焦化則由2011年占一次加工能力的15.98%降至2018年的12.67%（如圖4所示）[5-6]。

圖4 2011年和2018年中國原油二次加工裝置結(jié)構(gòu)

2.2.2 美國

隨著美國自產(chǎn)輕質(zhì)原油產(chǎn)量的增多、油品質(zhì)量的不斷升級，美國煉油廠二次加工裝置結(jié)構(gòu)相應(yīng)地不斷調(diào)整。催化裂化和催化重整占比均有所下降，2018 年較2011 年分別下降2.47%、0.41%。相反地，加氫比例逐年攀升，2018 年加氫裂化和加氫精制占比分別達(dá)到12.56%、89.72%。近年來，因全球重油產(chǎn)量不斷增加、加工重油經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢明顯，美國熱裂解的比例有一定程度增加，2018 年占一次原油加工能力的15.36%，較2011 年提升0.5%（如圖5所示）。

圖5 2011年和2018年美國原油二次加工裝置結(jié)構(gòu)

2.3 成品油供需情況

2.3.1 中國

我國汽煤柴等成品油產(chǎn)量總體呈增長趨勢，但增速明顯放緩。2018 年總產(chǎn)量3.60 億噸，同比增長2.3%，較“十二五”期間6.9%的年均增速下降明顯。其中，汽油已由“十二五”期間年均兩位數(shù)的增速回落至5%左右，2018年產(chǎn)量1.39億噸，同比增加4.7%；航煤一直呈快速增長態(tài)勢，2014 年的增速更是達(dá)到22.1%，2018 年產(chǎn)量達(dá)到4770 萬噸，同比增加12.8%。柴油則呈現(xiàn)先升后降的趨勢，繼2016 年產(chǎn)量達(dá)到1.83 億噸后，連續(xù)兩年下滑，2018 年同比下降1.9%，至1.74 億噸（如表5所示）。

步入“十三五”以來，受經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級步伐加快、節(jié)能減排力度加大、汽車工業(yè)市場趨于飽和、新能源汽車等替代能源快速發(fā)展的影響，我國成品油消費(fèi)量增速明顯放緩，2018 年消費(fèi)3.2 億噸，同比增長2.6%，增速明顯低于“十二五”期間6.4%的年均增速。其中，汽油2018 年消費(fèi)量1.26 億噸，同比增長3.6%，較“十二五”期間10.3%的增速大幅下滑；在航空運(yùn)輸業(yè)大力拉動下，航煤仍維持較高增速，2018 年較2017 年增長13%，至3716 萬噸；在傳統(tǒng)高耗油行業(yè)及交通運(yùn)輸業(yè)需求下降的影響下，柴油消費(fèi)量已連續(xù)三年下滑，2018 年消費(fèi)量為1.56 億噸，同比減少2.9%（如表5所示）。

表5 2010—2018年中國主要成品油產(chǎn)量、進(jìn)出口量、表觀消費(fèi)量情況 單位：萬噸

表6 2010—2018年美國主要成品油產(chǎn)量、進(jìn)出口量、表觀消費(fèi)量情況 單位：萬噸

在產(chǎn)量和消費(fèi)量增速均放緩的當(dāng)下，我國成品油凈出口量則在逐年攀升，2018 年凈出口量再創(chuàng)新高，至4080萬噸，同比增加11.9%。其中汽油凈出口1243 萬噸，同比增長18%；航煤凈出口1054萬噸，同比增加11.8%；柴油為1782萬噸，同比增長8%（如表5所示）。

2.3.2 美國

美國汽煤柴等成品油產(chǎn)量總體呈增長趨勢，且增速平緩。2018 年總產(chǎn)量7.7 億噸，同比增長2.1%。其中，汽油產(chǎn)量4.32 億噸，同比增長1%；航煤產(chǎn)量8488 萬噸，同比增加6.2%；柴油為2.57億噸，同比增長2.9%（如表6所示）。

近九年，美國成品油消費(fèi)量在波動中緩慢上升。2018 年，在經(jīng)濟(jì)增長勢頭強(qiáng)勁的拉動下，美國成品油消費(fèi)達(dá)6.77億噸，同比增加1.9%。其中，汽油受油價(jià)上升的影響有所下降，至3.96億噸；航煤持續(xù)增長至8023萬噸，同比增加2%；柴油在工業(yè)拉動下增至2 億噸，同比提高6.6%（如表6所示）。

頁巖油氣革命帶來原油產(chǎn)量的增加以及煉油能力的增長，促使汽煤柴等成品油凈出口量顯著增長。2018 年，凈出口量增至9716 萬噸，同比增長4.9%。其中，汽油同比增長17.9%，至3626 萬噸；航煤凈出口量465 萬噸，同比大幅增加71.7%；柴油則下降8.4%，至5625萬噸（如表6所示）。

2.4 煉油技術(shù)

2.4.1 中國[7]

改革開放以來，我國煉油技術(shù)迅猛發(fā)展，取得了一些重大關(guān)鍵性技術(shù)成果，特別是“十二五”以來，自主創(chuàng)新能力和裝備國產(chǎn)化水平顯著提升，掌握了自主知識產(chǎn)權(quán)的千萬噸級煉油裝置成套技術(shù)，煉油重大裝備基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，部分設(shè)備的制造技術(shù)已達(dá)到或接近世界先進(jìn)水平，同時(shí)，在重油和渣油加工、高含硫原油加工等多項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域與國際同步。以中國兩大煉油商——中國石化和中國石油為例，2018 年中國石化煉油平均綜合能耗為59.7 kg標(biāo)油/t原油，中國石油輕油收率為79.2%。

為提高原油的綜合利用效率，進(jìn)一步提升煉油整體效益，開發(fā)了靈活控制汽油烯烴含量、降低硫含量的多產(chǎn)異構(gòu)烷烴等系列催化裂化工藝，處理直餾/焦化蠟油、直餾/焦化柴油、脫瀝青油等原料的系列加氫裂化技術(shù)，低能耗、長周期、高輕油收率的延遲焦化高效轉(zhuǎn)化技術(shù)，委內(nèi)瑞拉超重油供氫熱裂解技術(shù)、高酸原油直接催化脫羥裂化成套技術(shù)等劣質(zhì)重油加工技術(shù)，C5/C6烷烴異構(gòu)化技術(shù)、催化輕汽油醚化技術(shù)、碳四烷基化預(yù)加氫技術(shù)、干氣/液化氣加氫生產(chǎn)乙烯料技術(shù)等輕烴加工技術(shù)，增強(qiáng)型催化裂解（DCC-plus）、重油選擇性催化裂解（MCP）、催化熱裂解（CPP）等重油催化裂解制取低碳烯烴技術(shù)，超低壓和逆流連續(xù)重整、輕烴芳構(gòu)化、重芳烴輕質(zhì)化、FCC輕循環(huán)油（LCO）制BTX（苯、甲苯、二甲苯）生產(chǎn)技術(shù)以及煉化一體化技術(shù)等。

我國在14 年間完成了車用汽油、車用柴油從國Ⅱ到國Ⅵ的升級，實(shí)現(xiàn)了車用汽油超低硫、低烯烴、低芳烴、低苯的要求，柴油高十六烷值、超低硫、低芳烴的要求，這一油品質(zhì)量的快速提升，主要得益于自主知識產(chǎn)權(quán)油品質(zhì)量升級技術(shù)的開發(fā)。比如，消化吸收再創(chuàng)新的新一代S-Zorb 催化汽油脫 硫 技 術(shù)， RSDS-III、 OCT-M/MD/ME、 DSO、GRADES、M-DSO、CDOS 等系列催化裂化汽油選擇性加氫脫硫技術(shù)，S-RASSG、RTS柴油超深度脫硫技術(shù)，MCI/RICH、LTAG、FHUG-DW、FDHC、FD2J 等系列柴油加氫改質(zhì)技術(shù)，管式液相加氫（FITS）技術(shù)，離子液體碳四烷基化技術(shù)等。

近年來，為加速煉化行業(yè)轉(zhuǎn)型升級，實(shí)現(xiàn)行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，重點(diǎn)圍繞煉油催化劑、新型設(shè)備、節(jié)能環(huán)保、控制系統(tǒng)與集成優(yōu)化、油品快速評價(jià)等領(lǐng)域加大研發(fā)，形成了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。催化劑研發(fā)方面，針對加氫裂化，相繼開發(fā)了FC52 等最大量生產(chǎn)化工原料、FC46等強(qiáng)化裝置操作靈活性、FC-50、RHC-240等最大量生產(chǎn)中間餾分油、劣質(zhì)柴油加氫改質(zhì)與臨氫降凝、高脫氮活性加氫裂化預(yù)精制等系列催化劑；針對催化裂化，開發(fā)了高輕油收率的RGD等多產(chǎn)柴油系列、HSC多產(chǎn)汽油系列、GOR 降低汽油烯烴含量系列催化劑，重油RICC 系列、DOS/CDOS（ZDOS）系列、ARC/CARC 系列、抗重金屬原位晶化系列催化劑，MIP-CGP 專用催化劑，以及增產(chǎn)丙烯/異丁烯等化工原料、降低催化煙氣硫轉(zhuǎn)移和催化汽油硫含量助劑；針對催化劑基質(zhì)，進(jìn)一步發(fā)展了多產(chǎn)低碳烯烴等化工原料的金屬封裝ZSM-5分子篩、磷改性β分子篩，降低催化裂化汽油烯烴含量的磷處理含稀土Y型分子篩，提高重油轉(zhuǎn)化的無序介孔硅鋁材料。煉油設(shè)備方面，超大/加厚加氫反應(yīng)器、新型高噴射性氣液分配器等反應(yīng)器內(nèi)構(gòu)件、纏繞管換熱器、旋風(fēng)分離器、延遲焦化塔底（頂）閥、YL 型煙氣輪機(jī)等煉油新裝備和關(guān)鍵工藝內(nèi)件形成了自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)。節(jié)能環(huán)保領(lǐng)域，針對廢氣、廢水、廢渣開發(fā)了汽油氧化脫硫醇、尾氣冷凝-蓄熱焚燒等無組織惡臭和VOC排放綜合治理技術(shù)，潔凈廢水雙膜除鹽再生利用技術(shù)等污水深度處理和處理后污水回用技術(shù)，催化裂化煙氣除塵脫硫脫硝技術(shù)等?？刂葡到y(tǒng)與集成優(yōu)化方面，開發(fā)了大規(guī)?？刂葡到y(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)、現(xiàn)場總線集成與智能設(shè)備管理、中心控制室、技術(shù)分析與遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)從原油選擇、采購、加工到產(chǎn)品出廠全過程的智能化生產(chǎn)與管理。油品快速評價(jià)方面幾乎與國際同步，開發(fā)了油品表征平臺技術(shù)、以光譜和色譜結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)為核心的快速和在線分析技術(shù)，建立了相對完善的汽油和柴油近紅外光譜數(shù)據(jù)庫。

2.4.2 美國

美國煉油技術(shù)一直居世界領(lǐng)先水平，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)引領(lǐng)行業(yè)的發(fā)展，輕油收率超過85%，先進(jìn)煉油綜合能耗低于40kg標(biāo)油/t原油。此外，還擁有?？松梨?、雪佛龍、霍尼韋爾UOP、CB&I、雅保等全球領(lǐng)先的煉油生產(chǎn)商及先進(jìn)煉化技術(shù)和催化劑供應(yīng)商[8]。近年來，伴隨油品質(zhì)量升級加快和原油劣質(zhì)化程度的加深，同時(shí)積極應(yīng)對國際海事組織（IMO）2020 年船用燃料硫含量不超過0.5%新規(guī)定的實(shí)施，美國煉油技術(shù)重點(diǎn)圍繞催化裂化、加氫裂化與處理、烷基化等傳統(tǒng)煉油技術(shù)不斷進(jìn)行升級與創(chuàng)新。在催化裂化方面，Grace 公司以應(yīng)對IMO新規(guī)定、提高煉廠經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)，持續(xù)創(chuàng)新FCC 催化劑及添加劑，如多產(chǎn)丙烯的ProtAgon?4G催化劑和OlefinsUltra?MZ 添加劑、多產(chǎn)丁烯的ACHIEVE?400 催化劑和GBA?添加劑[9]；此外，還采用獨(dú)創(chuàng)的MIDAS?Gold 技術(shù)通過增加催化劑的介孔和大孔率將FCC 塔底餾出物轉(zhuǎn)化成更高價(jià)值的LCO，相較于傳統(tǒng)方法，MIDAS 技術(shù)制備的催化劑LCO 收率可以提高2.6%（體積分?jǐn)?shù)）[10]。在加氫處理方面，?？松梨诠九c雅保公司合作在此前開發(fā)的高效本體金屬催化劑Nebula?基礎(chǔ)上，開發(fā)出新一代催化劑CelestiaTM，該催化劑單位體積活性是現(xiàn)在主流鎳鉬負(fù)載型催化劑的3 倍以上，可應(yīng)用于LCO 和減壓瓦斯油（VGO）加氫裂化前處理[11]。烷基化方面，因美國頁巖油氣產(chǎn)量的增加及汽油對辛烷值需求的增多，一些公司積極研究新的烷基化工藝，如雪佛龍公司的液體烷基化技術(shù)ISOALKY ?[12]、CB&I 公 司 的 硫 酸 烷 基 化 技 術(shù)CDAlky[13]、新 氣 體 技 術(shù) 合 成（NGTS） 公 司 的Methaforming新技術(shù)[14]。

此外，針對油品需求放緩、化學(xué)品需求量持續(xù)增加這一發(fā)展趨勢，2014 年?？松梨诠驹谛录悠陆ǔ闪巳蚴滋咨虡I(yè)化原油直接裂解制乙烯裝置，該工藝?yán)@過煉油過程，將原油直接供給裂解爐，并在裂解爐對流段和輻射段之間加入一個(gè)閃蒸罐[25]；與傳統(tǒng)的石腦油裂解工藝相比，該技術(shù)每生產(chǎn)1噸乙烯可凈賺100～200美元，特別是在東南亞等石腦油價(jià)格較高的地區(qū)更具有溢價(jià)優(yōu)勢。UOP公司致力于將漿態(tài)床加氫裂化Uniflex?MC?、VGO加氫裂化最大化生產(chǎn)石腦油、餾分油加氫裂化最大化生產(chǎn)石腦油、甲苯甲基化等技術(shù)集成以實(shí)現(xiàn)化學(xué)品最大化的未來煉油廠的商業(yè)推廣，該模式已應(yīng)用于浙江石化公司[15]。

由樊虎帶領(lǐng)的十八位伙計(jì)善后，他們將黑旗會的尸體全部裝上馬車運(yùn)去江邊，江邊候著七艘小舟，舟上各有一位脖子上系著一條白巾的梢公，他們把樊虎等人將運(yùn)來的尸體和物件搬上船，不斷地滿載而去又空舟而歸。之后樊虎又帶領(lǐng)十八位伙計(jì)重返空空如野的黑旗會分壇忙碌到天色朦朧，他們悄然離去時(shí)黑旗會分壇連血腥味也沒有了。

以物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)與煉油業(yè)的緊密結(jié)合已成為煉油業(yè)發(fā)展新趨勢，信息技術(shù)的使用將極大提高煉廠的安全性、生產(chǎn)效率和盈利能力?；裟犴f爾UOP 公司基于新一代信息技術(shù)開發(fā)的Sentience?平臺已應(yīng)用于煉油廠中，其互聯(lián)工廠（connected plant）服務(wù)平臺，通過實(shí)時(shí)在線系統(tǒng)收集生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)，同步上傳至其數(shù)據(jù)庫，利用其專家協(xié)作云平臺檢測生產(chǎn)運(yùn)營中出現(xiàn)的問題，并提供解決方案，該技術(shù)的應(yīng)用可將每桶油利潤提高0.5 美元，目前已在全球1萬座煉油廠中應(yīng)用[16]。埃克森美孚公司充分借助新一代信息技術(shù)，在其煉油廠中實(shí)現(xiàn)了加工方案、過程管控、產(chǎn)品調(diào)節(jié)、供應(yīng)鏈銜接等煉油全過程的在線模擬與優(yōu)化，同時(shí)結(jié)合其原油分子管理，使煉油廠能耗降低15%～20%[17]。

3 石化業(yè)實(shí)力對比

石化涉及范圍非常廣，從最基本最重要的原料“三烯三苯”開始向下游延伸，包括有機(jī)化合物、合成樹脂、合成橡膠、工程塑料、合成纖維、特種化學(xué)品等，產(chǎn)品雜且數(shù)量多。其中，乙烯是石化最基本的原料之一，不僅是生產(chǎn)各種重要有機(jī)化工產(chǎn)品的基礎(chǔ)，而且其生產(chǎn)規(guī)模、產(chǎn)量、技術(shù)標(biāo)志著一個(gè)國家的石化工業(yè)發(fā)展水平。同時(shí)，考慮到近年來我國乙烯及下游聚乙烯對外依存度居高不下，美國新上了一批以出口為導(dǎo)向的乙烷裂解制乙烯并配套聚乙烯項(xiàng)目。因此，本文在闡述中美兩國石化業(yè)實(shí)力時(shí)，重點(diǎn)選擇了乙烯及其下游主要衍生品聚乙烯為代表。

3.1 乙烯供需及生產(chǎn)技術(shù)

3.1.1 乙烯供需情況

（1）中國乙烯供需 乙烯產(chǎn)能持續(xù)增長，2011—2018 年，我國乙烯產(chǎn)能年均增長率6.4%，截至2018 年底，我國乙烯總產(chǎn)能2532.5 萬噸/年，為世界第二，占世界比例由2011 年的10.4% 升至14.2%，增加3.8%。就生產(chǎn)乙烯的原料構(gòu)成來看，以石腦油為原料的產(chǎn)能為1140 萬噸/年左右，占總產(chǎn)能的45%；以煤（含甲醇）為原料的產(chǎn)能為551.5萬噸/年，占比21.8%；輕烴約為481萬噸/年，占比19%；液化氣約228 萬噸/年，約占9%。原料結(jié)構(gòu)雖仍以石腦油為主，但呈現(xiàn)多元化、輕質(zhì)化發(fā)展趨勢。

從企業(yè)構(gòu)成來看，中國近75%的乙烯產(chǎn)能集中在中國石化、中國石油、中國海油三家企業(yè)，其中中國石化第一、產(chǎn)能1084 萬噸/年、占總產(chǎn)能42.8%，中國石油第二、591 萬噸/年、占總產(chǎn)能23.3%，中國海油第三、產(chǎn)能215 萬噸、占比8.5%。當(dāng)前，中國乙烯生產(chǎn)仍以國有企業(yè)為主，但隨著大連恒力石化、浙江石化、盛虹石化等一批大型煉化項(xiàng)目的陸續(xù)投產(chǎn)，以及巴斯夫湛江、?？松梨诨葜莼ろ?xiàng)目的相繼開工建設(shè)，民營企業(yè)、外資企業(yè)的占比將逐步提高。

近三年來，乙烯產(chǎn)量增速放緩，2018 年產(chǎn)量1841 萬噸，同比增長1%（如表7 所示）。自2014年以來，全球原油價(jià)格大幅下跌，以煤（含甲醇）為原料的生產(chǎn)成本顯著高于油基成本，多數(shù)裝置停產(chǎn)或僅維持較低的開工率，受此影響，我國乙烯開工率連續(xù)5 年下降，2018年降至72.7%，其中油基開工率為87.1%，煤（含甲醇）基僅為21.8%。

表7 2011—2018年中國乙烯產(chǎn)量、進(jìn)出口量、表觀消費(fèi)量情況 單位：萬噸

乙烯消費(fèi)量則持續(xù)增長，2018 年表觀消費(fèi)量2098.6萬噸，較2011年增加466.1萬噸，年均增速3.2%（如表7 所示）。加之，下游產(chǎn)品凈進(jìn)口量折合后的乙烯消費(fèi)量，2018 年乙烯當(dāng)量消費(fèi)量4400多萬噸、同比增長3.5%，當(dāng)量消費(fèi)量對外依存度為58.2%、同比增加1.1%。

從乙烯的下游消費(fèi)來看，2018 年我國乙烯57% 用于生產(chǎn)聚乙烯，其中高密度聚乙烯（HDPE） 占乙烯消費(fèi)量的24%、線型低密度（LLDPE） 占22%、低密度聚乙烯（LDPE） 占11%；其次是聚氯乙烯（PVC），占乙烯消費(fèi)量的14%；乙二醇第三，占乙烯消費(fèi)量的12%；苯乙烯、環(huán)氧乙烷分別占乙烯消費(fèi)量的9%和5%（如圖6所示）。

圖6 2018年中國乙烯消費(fèi)結(jié)構(gòu)

美國超過60%的乙烯產(chǎn)能集中在四家公司中，分別為：陶氏640萬噸/年、占總產(chǎn)能18.9%，伊奎斯塔（Equistar，利安德巴塞爾、?？松梨诤脱┓瘕埛评盏暮腺Y公司） 530 萬噸/年、占比15.7%，?？松梨?90 萬噸/年、占14.5%，雪佛龍菲利普（菲利普66和雪佛龍的合資公司）470萬噸/年，占總產(chǎn)能的13.9%。

原料成本優(yōu)勢推動了產(chǎn)量的持續(xù)提升，2018年乙烯產(chǎn)量達(dá)到3024.3 萬噸，2014—2018 年年均增速5.4%，2018 年開工率為88.8%，雖然較2017年下降1.3%，但仍維持在高位。產(chǎn)量的增加也帶動著出口量的增加，但受乙烯單體運(yùn)輸成本及能力所限，進(jìn)出口貿(mào)易量比較低，2018年凈出口20.7萬噸。

乙烯原料成本優(yōu)勢使美國石化行業(yè)再次繁榮，乙烯消費(fèi)由2004—2009年年均下滑2.6%轉(zhuǎn)為2010年以來的正增長。2014—2018 年年均增速達(dá)到5.4%，2018 年表觀消費(fèi)量超過3000 萬噸。從下游消費(fèi)來看，2018 年美國58.9%乙烯用于生產(chǎn)聚乙烯，其中HDPE 占乙烯消費(fèi)量的28.3%、LLDPE 占19.7%、LDPE 為11%；其次是PVC，占乙烯總消費(fèi)量的15.1%；環(huán)氧乙烷第三，占總消費(fèi)量的8.6%；α 烯烴第四，占乙烯消費(fèi)量6.6%；乙苯、醋酸乙烯酯分別占乙烯總消費(fèi)量的4.4%和1.9%（如圖7所示）。

表8 2011—2018年美國乙烯產(chǎn)量、進(jìn)出口量、表觀消費(fèi)量情況[18] 單位：萬噸

圖7 2018年美國乙烯消費(fèi)結(jié)構(gòu)

3.1.2 乙烯生產(chǎn)技術(shù)

目前，工業(yè)乙烯生產(chǎn)以石油烴蒸汽熱裂解工藝為主，約占94%，主要采用管式爐蒸汽裂解技術(shù)；另有約6%采用煤制烯烴（CTO）、甲醇制烯烴（MTO）等非石油基技術(shù)。

在管式爐蒸汽裂解技術(shù)方面，世界著名的專利商包括Lummus 公司、Stone&Webster 公司、KBR公司、Linde 公司、Technip/KTI 公司、中國石化、中國石油，其中，Lummus 公司、Stone & Webster公司（2012 年被法國Technip 公司收購）、KBR 公司均屬于美國，中美兩國主要代表性技術(shù)如表9所示。

非石油基技術(shù)方面，工業(yè)上成熟應(yīng)用的技術(shù)是CTO 和MTO。該非石油基技術(shù)是以天然氣或煤為原料轉(zhuǎn)化為合成氣，合成氣生成粗甲醇，再經(jīng)甲醇制備乙烯、丙烯的工藝，其實(shí)質(zhì)是甲醇制烯烴技術(shù)。美國在該領(lǐng)域的代表性工藝是UOP/Hydro公司的甲醇制烯烴MTO技術(shù)。我國基于資源稟賦特點(diǎn)，近年來煤制烯烴技術(shù)位居世界前列，已工業(yè)化的技術(shù)有中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所的DMTO 技術(shù)、中國石化的SMTO 生產(chǎn)技術(shù)、神華的SHMTO，其中以DMTO和SMTO工業(yè)應(yīng)用最廣[20]。表10列出了中美兩國非石油基制乙烯代表性工藝的主要特點(diǎn)。

3.2 聚乙烯供需及生產(chǎn)技術(shù)

3.2.1 聚乙烯供需情況

（1）中國聚乙烯供需 我國聚乙烯總產(chǎn)能僅次于美國，居世界第二，截至2018 年底，達(dá)到1898.4 萬噸/年，占世界比例由2011 年的11.9%升至16.1%，增加4.2%。其中，HDPE 為663.5 萬噸/年，占總產(chǎn)能的34.9%；LDPE為350.2萬噸/年，占比18.4%；LLDPE為884.7萬噸/年，占比46.6%。

伴隨產(chǎn)能的增加，聚乙烯產(chǎn)量同步增長，2018年為1626 萬噸，同比增長4.2%，開工率85.5%。因下游需求量的持續(xù)增多以及禁廢令的執(zhí)行，我國聚乙烯進(jìn)口量大幅增加，2018年進(jìn)口量達(dá)到1402.5萬噸，同比增長18.9%，聚乙烯的對外依存度45.9%，同比增加3.4%（如表11所示）。

表9 中美兩國代表性蒸汽裂解技術(shù)[19]

表10 中美兩國非石油基制乙烯代表性工藝主要特點(diǎn)

2018 年我國聚乙烯的表觀消費(fèi)量突破3000 萬噸，較2011 年增長了1287.3 萬噸，年均增速8.2%（如表11 所示）。從聚乙烯下游消費(fèi)來看，聚乙烯最大應(yīng)用領(lǐng)域是薄膜與片材、注塑、管材；2018年超過55%用于薄膜與片材生產(chǎn)，16.2%用于注塑，8.7%用于生產(chǎn)管材；此外，在吹塑、纖維、電線電纜、擠出涂層等方面也有一定的消費(fèi)（如圖8所示）。

表11 2011—2018年中國聚乙烯產(chǎn)量、進(jìn)出口量、表觀消費(fèi)量情況 單位：萬噸

圖8 2018年中國聚乙烯消費(fèi)結(jié)構(gòu)

（2）美國聚乙烯供需 近年來，美國乙烯產(chǎn)能大幅提升，進(jìn)而帶動下游聚乙烯產(chǎn)能的大幅增長，截至2018 年底，聚乙烯總產(chǎn)能1965.3 萬噸/年，同比增加16.7%。其中，HDPE 為899.7 萬噸/年，占總產(chǎn)能的45.8%；LDPE 為356.1 萬噸/年，占比18.1%；LLDPE為709.5萬噸/年，占比36.1%。

原料成本優(yōu)勢推動產(chǎn)量持續(xù)增多，2018 年美國聚乙烯產(chǎn)量達(dá)到1750.2 萬噸、同比增長19.9%，開工率為89.1%。因美國國內(nèi)市場相對成熟，新增的產(chǎn)量多以出口來消化，2018 年出口量增至736.8萬噸，凈出口量達(dá)到406.9 萬噸、同比增加51.8%（如表12所示）。

多年的發(fā)展，美國聚乙烯市場已相對成熟穩(wěn)定，聚乙烯消費(fèi)量呈現(xiàn)緩慢增長態(tài)勢。因出口量的大幅增加，2018 年聚乙烯表觀消費(fèi)量同比增長10.9%，至1343.3 萬噸。從下游消費(fèi)來看，美國聚乙烯消費(fèi)領(lǐng)域主要為薄膜與片材、吹塑、管材、注塑，2018 年消費(fèi)占比分別為40%、16.4%、9.5%、7.8%，此外，在擠出涂層、滾塑、電線電纜等也有不同程度的消費(fèi)量（如圖9所示）。

表12 2011—2018年美國聚乙烯產(chǎn)量、進(jìn)出口量、表觀消費(fèi)量情況[19]單位：萬噸

圖9 2018年美國聚乙烯消費(fèi)結(jié)構(gòu)

3.2.2 聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)

目前，工業(yè)上聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)主要有氣相法、淤漿法、溶液法和高壓法。這些技術(shù)美國均已掌握，如Univation 公司的Unipol 氣相法、Chevron Phillips 環(huán)管淤漿法、Dow 化學(xué)的Dowlex 低壓溶液法、?？松梨诠镜母邏汗苁椒ê透邏焊椒?，且在全球范圍內(nèi)有多年廣泛且成熟的工業(yè)應(yīng)用。然而，直到2015 年，我國才擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的聚乙烯技術(shù)，即中國石化的30萬噸/年STGPE氣液法流化床聚乙烯工藝[21]，且剛在國內(nèi)開始推廣。各工藝具體技術(shù)指標(biāo)如表13所示。

在催化劑方面，按照活性中心的種類，目前工業(yè)上分為Ziegler-Natta 鈦系催化劑、鉻系催化劑和茂金屬催化劑三大類，見表14。美國在這三大類催化劑中均具有自主的全系列催化劑技術(shù)，我國在Ziegler-Natta 鈦系和鉻系催化劑也形成了系列化技術(shù)，但在茂金屬催化劑方面較美國還有較大差距。

表13 中美兩國聚乙烯生產(chǎn)技術(shù)對比

表14 中美兩國部分公司聚乙烯催化劑對比

因聚乙烯工藝和催化劑與美國之間的差距，我國聚乙烯產(chǎn)品多以低端通用料為主，而高端產(chǎn)品絕大多數(shù)依賴進(jìn)口，2018 年對外依存度仍高達(dá)61.8%。其中，乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）和聚烯烴彈性體（POE）對外依存度100%、乙烯辛烯共聚聚乙烯約為92%、茂金屬聚乙烯約為74%[22]。

4 結(jié)論與啟示

盡管在規(guī)模上中國已經(jīng)成為世界第二大石油化工國家，但原油進(jìn)口量高居不下、對外依存度已超70%，煉油能力結(jié)構(gòu)性過剩，成品油需求增速放緩，乙烯當(dāng)量進(jìn)口量不斷增加，低端化工產(chǎn)品過剩、高端產(chǎn)品主要依賴進(jìn)口等問題制約著中國石油化工行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展。與此同時(shí)，頁巖油氣革命給石油化工強(qiáng)國的美國再次注入發(fā)展活力，并在逐步實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立。與美國相比，中國石油化工仍有不小差距。

此外，自2018年3月美國單方面挑起中美貿(mào)易摩擦以來，雙方局勢一度升級到劍拔弩張，直至2020 年1 月15 日中美第一階段經(jīng)貿(mào)協(xié)議簽署，雙方經(jīng)貿(mào)關(guān)系才有所緩和。一年多以來的加征關(guān)稅，短期內(nèi)對我國石油化工產(chǎn)業(yè)的直接影響不大，但存在一定的間接影響，比如石化下游的紡織、塑料及橡膠制品行業(yè)的出口，2019 年1～9 月紡織品及原料、塑料及制品、橡膠及制品三類商品中國出口到美國的金額為453.37 億美元，同比減少3.5%。然而，經(jīng)貿(mào)摩擦是一個(gè)長期、復(fù)雜、反復(fù)的過程，中長期對我國石油化工行業(yè)的影響不容忽視，特別要考慮到過程中可能出現(xiàn)美國對我國實(shí)施技術(shù)封鎖等極端情況。此次中美貿(mào)易摩擦更多的是給我國石油化工產(chǎn)業(yè)敲響了“警鐘”，我國在一些關(guān)鍵核心領(lǐng)域還有很多“卡脖子”技術(shù)，較石油化工強(qiáng)國還有一定距離，中國必須依靠自力更生、自主創(chuàng)新謀發(fā)展。值此國家供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展之際，中國石油化工產(chǎn)業(yè)應(yīng)緊抓發(fā)展機(jī)遇，通過強(qiáng)化自主創(chuàng)新、激發(fā)內(nèi)生活力，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的趕超、產(chǎn)品的國產(chǎn)替代。

（1）中國應(yīng)強(qiáng)化原油供應(yīng)，拓展進(jìn)口渠道實(shí)現(xiàn)多元化，加大國內(nèi)勘探開發(fā)力度與科技創(chuàng)新，全方位保證能源供應(yīng)安全

中國自2017年成為世界第一大原油進(jìn)口國后，2018 年原油對外依存度再創(chuàng)歷史新高，達(dá)到70.85%。與此同時(shí)，美國原油進(jìn)口量則逐年下降，2018 年對外依存度降至34.64%，這直接歸功于頁巖油氣革命的成功，但究其根本是美國的能源政策，其底線是確保國家能源的穩(wěn)定供應(yīng)。在頁巖油氣革命之前，美國不斷拓展原油進(jìn)口渠道，并強(qiáng)化勘探開發(fā)技術(shù)創(chuàng)新，特別是對頁巖油氣勘探開發(fā)技術(shù)的攻關(guān)，通過內(nèi)外發(fā)力，美國原油依賴國外的局面正在改變，在逐步實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立的基礎(chǔ)上，成為石油凈出口國。美國保證其國內(nèi)能源穩(wěn)定供應(yīng)的做法值得我國借鑒。

（2）中國應(yīng)嚴(yán)控?zé)捰湍芰Γ掷m(xù)加大落后產(chǎn)能淘汰步伐，強(qiáng)化裝置結(jié)構(gòu)調(diào)整，擴(kuò)大成品油出口，加快傳統(tǒng)煉油技術(shù)升級及新技術(shù)創(chuàng)新

在煉油能力方面，2018 年中國煉油能力達(dá)到8.31億噸/年，較美國僅差1億噸左右，但中國開工率卻比美國低近20%，中國煉油能力過剩超0.9 億噸。在原油二次加工裝置結(jié)構(gòu)方面，中國油品質(zhì)量升級步伐的加速使加氫裝置比例由2011年的40.4%提至2018年54.79%，但較美國仍有較大差距。

成品油方面，中國汽油消費(fèi)量增速明顯放緩，柴油已連續(xù)三年下滑，航煤仍將維持高位增長，汽柴油已出現(xiàn)過剩。然而，作為成熟市場的美國，其成品油產(chǎn)量增速一直高于消費(fèi)量增速，隨之而來的是出口量的持續(xù)增長。當(dāng)前正是“一帶一路”倡議大發(fā)展的機(jī)遇期，中國應(yīng)根據(jù)“一帶一路”沿線國家的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和市場特點(diǎn)，有針對性地?cái)U(kuò)大成品油出口。

在煉油技術(shù)方面，中國整體達(dá)到世界先進(jìn)水平，特別是化工型煉油廠技術(shù)走在世界前列。然而，伴隨著原油的劣質(zhì)化和重質(zhì)化，油品的清潔化、高端化，對高效、節(jié)能、環(huán)保的催化裂化、加氫裂化、汽柴油加氫處理、烷基化等新技術(shù)、新催化劑、新裝置的需求日增，除了加強(qiáng)上述傳統(tǒng)煉油技術(shù)的研發(fā)與改進(jìn)之外，當(dāng)務(wù)之急是攻關(guān)用于國防、航天等尖端工業(yè)的合成潤滑油基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)，高純度氧化鋁等催化新材料制備技術(shù)，原油直接生產(chǎn)化工品等“卡脖子”技術(shù)。特別是原油直接生產(chǎn)化工品技術(shù)，未來油品需求增速放緩、化工品需求持續(xù)增多的態(tài)勢仍將持續(xù)，該技術(shù)的規(guī)模效應(yīng)、成本優(yōu)勢帶來的經(jīng)濟(jì)效益和強(qiáng)有力的競爭力，將給傳統(tǒng)煉油企業(yè)帶來巨大沖擊，并推動煉油業(yè)發(fā)生革命性改變。與此同時(shí)，持續(xù)促進(jìn)新一代信息技術(shù)與煉油技術(shù)的融合，推動智能煉油廠的建設(shè)，助力中國煉油業(yè)轉(zhuǎn)型升級、高質(zhì)量發(fā)展。

（3）中國應(yīng)堅(jiān)持乙烯原料的多元化和低成本化，加快石化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，強(qiáng)化高端化工產(chǎn)品科技創(chuàng)新

當(dāng)前油價(jià)下，石油路線仍是中國乙烯生產(chǎn)的主流。除石腦油外，合理利用干氣、飽和液化氣、加氫尾油等資源作為乙烯原料，將有效降低蒸汽裂解成本。此外，因中國能源特點(diǎn)，非石油路線的煤制烯烴也將持續(xù)發(fā)展，但成本與美國乙烷裂解裝置存在較大差距，在追求乙烯原料多元化的同時(shí)，必須追求成本的最低化。

石化產(chǎn)品供需方面，存在明顯的結(jié)構(gòu)性不平衡，2018 年，我國60%～70%的化工產(chǎn)品過剩程度為30%～50%，如合成橡膠、PTA、丙烯酸等細(xì)分領(lǐng)域產(chǎn)能利用率不足70%。然而，高性能樹脂、橡膠、纖維、電子化學(xué)品等高端化工產(chǎn)品2018 年的自給率不足60%，特別是高端聚烯烴自給率僅38.1%。

據(jù)工業(yè)和信息化部對全國130多種關(guān)鍵基礎(chǔ)材料調(diào)研的結(jié)果，其中32%在中國是空白，52%的材料依賴進(jìn)口。高端化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)已成為制約中國化工行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的短板。就聚乙烯技術(shù)而言，我國僅有一項(xiàng)自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)，且用于高端膜材料的茂金屬聚乙烯專用樹脂、茂金屬催化的乙烯與高碳α-烯烴共聚物、高性能聚烯烴彈性體、EVOH等核心“卡脖子”技術(shù)仍未突破，即使是當(dāng)前生產(chǎn)的茂金屬聚乙烯，其質(zhì)量與美國相比仍有一定差距。此外，茂金屬均聚聚丙烯樹脂、己二腈、1,4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM）、高檔碳纖維等一些關(guān)鍵技術(shù)仍受制于人。