楊俊杰,王雷,蘭奕
(1.中國石油潤滑油公司,北京 100028;2.中國石油大連潤滑油研究開發(fā)中心,遼寧 大連 116021)
全球約152個基礎(chǔ)油生產(chǎn)廠,生產(chǎn)能力5300萬t/a,實際產(chǎn)量4500萬t/a,Ⅰ類比例約51%,全球基礎(chǔ)油產(chǎn)能及結(jié)構(gòu)見表 1;隨著“十三五”期間繼續(xù)有Ⅰ類裝置停工,Ⅱ、Ⅲ類增加,使Ⅰ類比例降低到44%,亞太基礎(chǔ)油產(chǎn)能的擴張速度明顯,特別是中國大連恒力、山西潞安等新產(chǎn)能的投產(chǎn),中國基礎(chǔ)油生產(chǎn)規(guī)模激增約400萬t/a,快速進入供需基本平衡新階段,市場競爭將日趨激烈。中國一般基礎(chǔ)油產(chǎn)能見表 2。
表1 全球基礎(chǔ)油產(chǎn)能及結(jié)構(gòu)
表2 中國一般基礎(chǔ)油產(chǎn)能 萬t/a
中國基礎(chǔ)油需求在2000年以后一直攀升,曾經(jīng)長期處于200萬t/a以上,在2015年達到260萬t/a峰值后有所下降;2019年前后,隨著山西潞安、大連恒力大量產(chǎn)能集中投產(chǎn),新增產(chǎn)能接近400萬t/a,使中國基礎(chǔ)油總生產(chǎn)規(guī)模超過900萬t/a,未來進出口供需有可能實現(xiàn)反轉(zhuǎn);還有待建中國石油蘭州、撫順,以及隨時可能增加的各地再生資源,預計2020年到2025年之間,將迎來中國基礎(chǔ)油市場分水嶺,2020年開始基礎(chǔ)油進口量有望進一步回落,有可能降到200萬t/a上下,2005年有可能到50萬t/a,基礎(chǔ)油或?qū)⒅鸩秸宫F(xiàn)供需基本平衡的趨勢,見表3。
進出口的差異及變化速度,將主要取決于四個變化因素:一是新裝置的品種質(zhì)量和數(shù)量穩(wěn)定程度;二是Ⅲ/Ⅲ+產(chǎn)品的認證進度;三是國家稅收規(guī)范執(zhí)行程度,特別是基礎(chǔ)油與溶劑油、白油、加工油之間關(guān)系的界定;四是再生基礎(chǔ)油及其應用。
表3 近年來我國基礎(chǔ)油進口量趨勢 萬t
典型的潤滑油,在機器設(shè)備中要發(fā)揮潤滑減摩、極壓抗磨、清凈分散、冷卻、密封等作用。為了使這些作用很好的發(fā)揮并有足夠的壽命,就需要潤滑油具有合適的黏溫性能(即黏度指數(shù)Ⅵ)、氧化安定性能(如旋轉(zhuǎn)氧彈)、低溫性能(如傾點及CCS)、抗泡、抗乳化與空氣釋放等性能。其中極壓抗磨、清凈分散、高溫抗氧等性能多需要添加劑的配合,并需進一步改善黏溫和低溫性能;而基本的黏指、抗氧化、揮發(fā)度、空氣釋放和抗乳化等性能必須以合適的基礎(chǔ)油為前提。
基礎(chǔ)油的各項性能由其結(jié)構(gòu)組成決定,見表4。以基礎(chǔ)油的黏度和黏度指數(shù)為例,不同的烴類、非烴類的貢獻不同,其中烷烴和環(huán)烷烴是潤滑油優(yōu)良的黏溫性能的主要貢獻者;芳烴具有較高的黏度和較差的黏度指數(shù);膠質(zhì)更是如此,比如6.4%的膠質(zhì),一般會對原餾分油的黏度貢獻達19.8%,黏度指數(shù)影響達13.4%。
表4 不同分子結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)油黏度和黏度指數(shù)的貢獻
基礎(chǔ)油的結(jié)構(gòu)組成和分類不同,性質(zhì)則迥異,比如Ⅰ~Ⅳ類運動黏度(100 ℃)4 mm2/s基礎(chǔ)油的典型性質(zhì)和組成,不僅是黏度指數(shù)差,還有對傾點和揮發(fā)度等的巨大影響,見表5。
表5 Ⅰ~Ⅳ類運動黏度(100 ℃)4 mm2/s基礎(chǔ)油典型性質(zhì)和組成
潤滑油行業(yè)從歷史到現(xiàn)在,各國普遍認可的基礎(chǔ)油分類主要有兩種:一是以黏度指數(shù)為基礎(chǔ)的基屬分類,見表6;二是美國API 1509 根據(jù)基礎(chǔ)油組成、硫含量和黏度指數(shù),綜合分類定義了五類基礎(chǔ)油,見表7。我國最有影響的中國石化和中國石油,就是大致先后參照這兩個分類規(guī)則,制定了自己的基礎(chǔ)油企業(yè)標準,成為市場的主要參照對象。
表6 潤滑油基礎(chǔ)油基屬分類
表7 API 1509基礎(chǔ)油綜合分類
隨著換油周期延長及全球經(jīng)濟增速放緩,基礎(chǔ)油需求下降,基礎(chǔ)油資源整體上將供過于求。從分類來看,Ⅵ類及Ⅴ類合成油會有所增加,但速度將受到眾多因素影響;Ⅰ類基礎(chǔ)油持續(xù)下降,將在一些工業(yè)油和高黏度產(chǎn)品中保持應用;基礎(chǔ)油生產(chǎn)技術(shù)格局已經(jīng)決定,Ⅱ類基礎(chǔ)油將成為主體,并且已經(jīng)處于過剩狀態(tài);一些優(yōu)質(zhì)基礎(chǔ)油在實現(xiàn)品牌化,通過取得OEM認證并應用到指定的配方中(高檔汽油機油)而曾經(jīng)供不應求?,F(xiàn)在,全球Ⅲ類生產(chǎn)能力也已超過500萬t/a,隨著潞安60萬t/aⅢ+的投產(chǎn),高端基礎(chǔ)油市場也將面臨新競爭,其有效的方向是瞄準基礎(chǔ)油用途進行差別化指標設(shè)計。
可以預期的動向是:4 mm2/s產(chǎn)品應更加收窄餾分,以控制揮發(fā)損失,適當放寬傾點、強化低溫動力黏度,如運動黏度(100 ℃):由3.50~<4.50 mm2/s調(diào)整為4.00~<4.40 mm2/s;傾點從不高于-18 ℃放寬到不高于-15 ℃,靠加入0.2%~0.3% PPD可降到-39 ℃乃至-42 ℃;低溫動力黏度從-25 ℃“報告”,改為-30 ℃“不大于1800 mPa·s”,以方便作為5W油品的基礎(chǔ)。見表8。
5 mm2/s最好不產(chǎn),但在結(jié)構(gòu)無法調(diào)整的情況下,可考慮傾點由不高于-18 ℃調(diào)整到不高于-15 ℃,關(guān)注對降凝劑的感受性以及全配方油品的傾點;低溫動力黏度從-20 ℃“報告”,改為-30 ℃“不大于2600 mPa·s”,實際在2500 mPa·s上下,以方便部分用于5W級別油品。
6 mm2/s的100 ℃運動黏度最好由5.50~<6.50 mm2/s,調(diào)整為5.80~<6.50 mm2/s;傾點由“不高于-18 ℃”調(diào)整到“不高于-15 ℃”;低溫動力黏度-20℃“報告”改為-30 ℃“不大于5000 mPa·s”,實際在4500 mPa·s左右,以作為10W油品的基礎(chǔ)。
8 mm2/s傾點要求約-12 ℃,重點關(guān)注對降凝劑的感受性以及全配方油品的傾點;低溫動力黏度有必要從“無要求”,增加-20 ℃及-25 ℃“報告值”,一般分別約為2550 mPa·s和4580 mPa·s,以用于調(diào)合10W和15W級別油品。
表8 4 mm2/s基礎(chǔ)油技術(shù)指標
表8(續(xù))
由于高黏度潤滑油品種的需要,BS曾經(jīng)長期是緊俏基礎(chǔ)油品種;但是,隨著發(fā)動機油低黏化快速推進,齒輪油和工業(yè)油換油期大大延長,未來對BS的需求將呈下降趨勢,其溶解能力的優(yōu)勢也會一定程度上被酯類合成油的應用而替代,亞太地區(qū)產(chǎn)能能力約71萬t/a,實際產(chǎn)量約47萬t/a,加上克拉瑪依產(chǎn)能的擴大,未來將長期進入供大于求的局面,見表9。
表9 亞洲(含俄羅斯)BS產(chǎn)能 萬t/a
2014年以后,隨著發(fā)動機油低黏化的加快,以及工業(yè)潤滑產(chǎn)品使用周期延長、PAO100等高黏度合成油組分應用,需求端有所下降。Ⅰ類150 BS華東市場ICIS掛牌價已經(jīng)從2013年曾經(jīng)的11050元/噸高點和2014年的10050元/噸降到7325元/噸(2019年7月26日價格),從2016年原油30美金/噸,到2019年近70美金/噸緩慢提升,BS價格卻持續(xù)下降,見圖1。
……圖1 150 BS價格走勢
而另一個全球性供大于求的品類將是環(huán)烷基油,其主要消費是橡膠加工、電氣絕緣、溶劑與白油、以及冷凍機油等領(lǐng)域,但冷凍機油對礦物型的需求將斷崖式下降,而其他三大類需求將分別穩(wěn)定在100、140和70萬t/a的水平,總量在340萬t/a并下行;而全球生產(chǎn)能力已超過550萬t/a,主要環(huán)烷基油煉廠包括中國的中國石油、中國海油、北燃、北瀝、宏業(yè)、?;?,以及歐美的Nynas、Ergon、San Joaquin 和Calumet等,隨著中國北瀝、北燃等穩(wěn)定下來,以及遼河改造完成,環(huán)烷基油產(chǎn)品品質(zhì)差將逐步被縮小,進入殘酷的同質(zhì)化競爭新階段,見表10。
表10 全球環(huán)烷基產(chǎn)需 萬t/a
中國每年潤滑油消費在700萬t/a以上,產(chǎn)生的廢潤滑油數(shù)量巨大,能夠回收再生的潛力約300萬t/a?,F(xiàn)在也有不少回收和再生,正在向規(guī)范的溶劑精制和加氫精制兩條技術(shù)路線升級,生產(chǎn)滿足Ⅰ、Ⅱ類新基礎(chǔ)油標準不存在根本性技術(shù)制約,主要問題是投資和管理運營,表現(xiàn)在品種、質(zhì)量和數(shù)量都不穩(wěn)定,這給穩(wěn)定的應用帶來風險。
但是,隨著國家對潤滑油使用、回收、再生環(huán)境要求的提高,以及經(jīng)濟環(huán)境變化,對廢潤滑油再生利用是最大的行業(yè)潛力和變數(shù),不僅再生業(yè)務本身,也會對整個基礎(chǔ)油和潤滑油市場帶來深遠影響。