代春雷 張梓涵

(1 大連西太平洋石油化工有限公司，遼寧 大連 116600；2 北京師范大學化學院，北京 100875)

一個煉廠評價所加工原油“好”、“壞”的實際標準是性價比。同一種原油由不同流程配置的煉廠加工，會產生不同的收益。對于一個加工手段已經(jīng)成型的煉廠來說，煉廠周邊石油產品需求環(huán)境變化也會影響原油的性價比[1]。煉廠的加工流程對原油的適應性有一定的局限。設計加工流程時，不同的加工流程對原油有不同的適應性，原油價格的差異和加工適應性體現(xiàn)不夠[2]。對于一個特定的煉廠，原油基準價格的高低，輕、重質原油的價差，產品與原油的價差都對煉廠的收益有影響。眾所周知，原油價格很難預測，近十年迪拜原油價格波動很大，2011—2013年迪拜原油基準價保持在100美元/桶以上，2014年下半年原油價格開始下跌，2016年1月迪拜原油價格跌至26.8美元/桶，2016年5月至2020年2月迪拜原油價格在40～80美元/桶范圍內波動，2020年4月迪拜原油突降至20.4美元/桶，然后緩慢上漲。文章通過W公司的實際運作經(jīng)驗闡述如何選擇原油加工方案。

1 W公司加工流程簡介

W公司地處渤海灣，主要加工以沙特原油為主的中東原油，是一家以生產汽油、煤油、柴油為主的燃料型煉廠。W公司的產品銷往國內、國際兩個市場，出口產品的主要去向是東南亞市場。W公司采用的渣油加工路線是固定床渣油加氫與加氫裂化(全循環(huán)工藝)相結合的全加氫路線，主要裝置的加工能力見表1。相對于渣油焦化技術，固定床渣油加氫能獲得更高的輕質油品與高附加值產品收率，在較高油價下可以取得很好的經(jīng)濟效益，因此近年來發(fā)展很快[3]。但是從表1數(shù)據(jù)可知，加工大于350 ℃渣油組分的能力僅有4.0 Mt/a,渣油加工能力明顯不足，渣油加氫裝置加工能力較催化裂化裝置加工能力低0.3 Mt/a。為保證催化裂化滿負荷運行，常減壓裝置需要加工低硫原油生產催化料，還需要進行含硫原油與低硫原油加工模式的切換。

表1 主要裝置加工能力 Mt/a

2 原油加工方案選擇

W公司渣油加工能力低,導致若需提高原油加工量則應選擇輕質原油，加工重質原油時需要降低原油加工量，如果不降低原油加工量則必須生產一定數(shù)量的瀝青。針對加工流程不匹配問題，如何充分利用現(xiàn)有加工流程實現(xiàn)毛利最大化是一個優(yōu)化課題。考慮到原油價格的不可預測性，W公司強化市場信息跟蹤，重點研究出口產品與迪拜原油價差的變化對毛利的影響，根據(jù)迪拜原油基準價格高低及出口產品裂解價差的變化確定加工方案。

2.1 加工方案的設定

根據(jù)基準原油迪拜/阿曼均價的變化選取2016年、2017年、2019年及2020年的實際價格體系作為模擬分析的價格體系，以汽油、煤油、柴油出口價格為基準，詳見表2。這幾年原油基準價格的變化較大，位于40～80美元/桶這個區(qū)間，能夠反映煉廠毛利的真實情況，而選用2020年價格體系則主要考慮出口產品的裂解價差比較低。汽油、煤油、柴油全部按出口考慮，其他產品內銷，內銷產品的價格采用當年的實際價格。為了便于比較原油輕重對毛利的影響，設定方案時采用了沙超輕原油、沙輕原油、沙中原油及巴士拉重質原油，其與出口產品對應的實際原油價格見表3。

表2 出口成品油裂解價差 美元/桶

表3 各種原油價格及價差 美元/桶

每個年度設置非瀝青工況4個、瀝青工況4個，共計設置8個方案。模型原油加工量、裝置能力按30 d考慮。

2.2 方案模擬比較

文章借助線性規(guī)劃模型PIMS進行方案比較(采用毛利法)，毛利法以工廠效益最大化為目標。設置模型時，各方案常壓裝置的加工量給定一個范圍，選購的各種原油數(shù)量也給定一個范圍，讓模型可以優(yōu)化常壓裝置的加工量及可能選購的原油品種與數(shù)量，并根據(jù)各方案毛利的大小進行排序。這種方法的缺點是各方案選購的原油數(shù)量差別較大時，需要考慮拼裝或后續(xù)的滾動加工問題[4]。

2.3 模擬結果分析

2.3.1 原油結構分析

各種工況原油結構詳見表4。從表4可知：4個年度非瀝青工況的原油結構基本相似，而且都沒有加工沙中原油，從表3沙中與沙超輕的價差看，無論各年度的價差大小，都沒有選擇加工沙中原油，這說明在渣油加工能力受限的情況下，增加原油加工量比原油重質化更有利于增加毛利。2016年、2017年、2019年這3個年度瀝青工況的原油結構很相近，2020年度瀝青工況與其他年度比，沙中原油多加工101.5 kt，沙超輕原油多加工82.4 kt，沙輕原油加工量大幅降低，主要是由于2020年產品市場較差，汽油、煤油、柴油裂解價差降低，加工毛利大幅降低，輕質、中質原油的性價比相差很小，也可理解為沙中原油、與沙超輕原油按一定比例混合與沙輕原油的性價比相近。

表4 各種工況原油結構 kt

2.3.2 裝置加工量分析

各種工況主要裝置加工量詳見表5。從表5可知：4個年度的非瀝青工況常減壓裝置的加工量都是746.91 kt，重油加氫裝置加工量已達到最大值。受重油加氫裝置能力限制，常減壓裝置加工量不能繼續(xù)提高，石腦油加氫裝置的能力也已達到上限。4個年度瀝青工況常減壓裝置的加工量達到了最大值，較非瀝青工況提高了83.09 kt，這說明通過生產瀝青提高了原油加工量，原油加工量增加使得加氫裂化、柴油加氫裝置的加工量也提高，而催化裂化裝置和催化重整裝置負荷基本相當。

表5 各種工況主要裝置加工量 kt

2.3.3 產品結構分析

各工況主要產品結構詳見表6。從表6可以看出：瀝青工況較非瀝青工況多產瀝青60.89 kt，煤油、柴油多產16.27 kt，硫磺產量略有增加，其他產品變化不大，這說明通過生產瀝青不但增加原油加工量，而且主要增加煤油、柴油產量。此外，生產瀝青時加工原油以巴士拉重質原油為主，硫質量分數(shù)升高，重油加氫、加氫裂化、柴油加氫裝置原料硫質量分數(shù)也有一定程度的升高，因此硫磺產量增加。

表6 各種工況主要產品結構 kt

2.3.4 各工況毛利分析

各工況的煉油毛利詳見表7。從表7可知：這幾年瀝青工況的毛利高于非瀝青工況2 964萬～5 032萬元，2016年、2020年的單位毛利略高于非瀝青工況，2016年、2017年瀝青工況與非瀝青工況的單位毛利相近，這說明瀝青工況毛利增加主要受益于原油加工量的增加。

表7 各種工況的煉油毛利

(1)裂解價差與毛利

2016年、2017年、2019年毛利及單位毛利都比較高，這主要受益于出口成品油裂解價差較高，2020年毛利低則主要受出口產品裂解價差低影響。從表2可知：2019年出口煤油、出口柴油的裂解價差高于2017年，但出口汽油的裂解價差低6.42美元/桶。綜合來看，2017年出口產品的裂解價差高于2019年，因此其毛利也最高，2017年出口汽油、煤油、柴油的裂解價差均高于2016年，實際模擬2017年毛利高于2016年9 935萬元；2020年受新冠疫情影響，全球經(jīng)濟受挫，出口汽油裂解價差降至2.46美元/桶，出口航煤裂解價差降至3.04美元/桶，出口柴油價格也大幅下降，這導致2020年毛利處于盈虧平衡點附近，加工費高的企業(yè)很難盈利。由此可見，成品油裂解價差是影響煉油毛利的關鍵因素。

(2)原油價格與毛利

從表2可知：各年度基準原油迪拜/阿曼均價的變化較大，2016年、2017年、2019年其價格為41.53美元/桶，53.29美元/桶、63.72美元/桶，每個年度相差10～12美元/桶，2019年原油價格最高。從表7的毛利可知：2017年的毛利最高，2019年與2016年原油價格相差22.19美元/桶，但其毛利相差不大；2020年與2016年原油價格相差僅0.79美元/桶，但2016年的毛利是2020年的2.3倍以上，因此可以說明原油價格對煉油毛利影響不大。從過去的經(jīng)驗看，原油價格低于40美元/桶時，國內產品市場實行地板價控制，導致一些內銷產品價格高于國際市場價，煉油毛利大幅上升，此時加工輕質原油能夠提高原油加工量增加毛利；原油價格高于80美元/桶時，國內一些產品價格低于國際市場，導致煉油毛利下降，煉廠通常會尋求降低成本加工重質原油；原油價格在40～80美元/桶時，原油價格對煉油毛利影響不大。

(3)原油輕重質價差與毛利

供求關系是市場中決定價格的最主要因素，價格刺激供求的變化，供求又決定市場價格的形成。輕、重質和高、低硫原油作為原料生產同類石油化工產品時，加工成本和產品結構有明顯差別。不同品質原油的價值差異，推動原油價格不斷變化，形成原油品質的價格差。從表3可知：2016年沙特超輕原油與沙中原油價差為3.32美元/桶，是4個年度中最高的，2016年至2020年其價差依次降低；2016年巴士拉重質原油與沙輕原油的價差為6.16美元/桶，也是4個年度的最高值，2016年至2020年其價差也是依次降低。產生上述現(xiàn)象的原因是近幾年國內重質原油加工能力不斷提高及美國對委內瑞拉進行制裁。成品油市場的變化及原油供求關系推動原油輕重質差價的變化，不同的原油性價比基本相近。對于特定的煉廠，加工流程已經(jīng)確定，適合其加工的原油種類及性質也基本確定，可調整的范圍并不是太大。盡管各年度輕重質原油價差變化較大，但從表4可知，各年度非瀝青工況加工原油的品種、數(shù)量基本一致，2016年、2017年及2019年瀝青工況加工原油的品種、數(shù)量也基本一致，2020年瀝青工況加工沙中原油的數(shù)量增加主要受產品的裂解價差大幅降低所致，由此可說明原油輕重質價差對煉油毛利影響不大。

3 選擇優(yōu)化的原油加工方案

煉廠存在的價值在于承擔社會責任的同時實現(xiàn)效益最大化，煉廠選擇原油加工方案的原則是毛利最大化。

3.1 非瀝青工況原油加工方案

瀝青價格與原油價格在大趨勢上雖保持一致，但相比其他石油產品，其價格與原油價格關聯(lián)性較小[5]。瀝青市場的需求隨季節(jié)的變化而產生一定程度的波動，東北、華北地區(qū)冬季瀝青需求減少，瀝青價格降低，生產瀝青毛利降低且容易導致瀝青堵庫。根據(jù)市場變化，W公司在冬季(11月至次年3月)采用非瀝青工況原油加工方案，從表4可知：該方案加工的原油主要是沙特輕質原油、沙特超輕質原油。從上文可知：提高原油加工量是提高毛利的最主要因素，受渣油加氫裝置能力限制沒有選擇加工沙特中質原油，也可以說，在不生產瀝青的情況下，W公司適合加工相對較輕的原油。從表5可知：原油加工量達到746.91 kt，全年按8 000 h計算，瀝青加工量達到8.30 Mt。

3.2 瀝青工況原油加工方案

從表7可知：各年度瀝青工況的毛利均優(yōu)于非瀝青工況的毛利，而且加工瀝青工況的單位毛利與非瀝青工況相近。這說明W公司生產瀝青既可以增加毛利，又可以提高原油加工量。實際運作中，W公司選擇在4—10月生產瀝青，原料采用巴士拉重質原油、沙特中質原油，將沙特中質原油比例控制在20%，利用常減壓裝置生產瀝青，通過生產瀝青解決了渣油加氫裝置能力不足的問題，提高原油加工量83.09 kt，加氫裂化裝置、柴油加氫裝置的負荷率也得到提高，最關鍵的是毛利有較大提高。從表5可知：原油加工量達830 kt，全年按8 000 h計算，加工量達9.22 Mt。

4 結語

根據(jù)裝置加工流程及4個年度市場數(shù)據(jù)進行的模擬分析可知，無論非瀝青工況還是瀝青工況，原油價格、原油輕重質差價對煉油毛利的影響不大，原油與成品油的裂解價差是影響煉油毛利的關鍵因素；提高原油加工量能夠大幅度提高煉油毛利；在渣油加工能力受限的情況下，生產瀝青可以大幅度提高原油加工量及煉油毛利。