石油焦供求情況及綜合利用技術(shù)經(jīng)濟分析

任國慶，王興斌，盧躍剛

(1.中國石油吉林石化公司 煉油廠，吉林 吉林 132021；2.中國石油吉林石化公司，吉林 吉林 132021)

石油焦是延遲焦化裝置的產(chǎn)品之一，近幾年來，隨著國內(nèi)延遲焦化裝置數(shù)量及加工能力的增加，延遲焦化石油焦市場供求情況變化較大，作者著重分析了近期石油焦市場供求情況，并對石油焦進一步綜合利用的技術(shù)經(jīng)濟情況進行分析。

1 石油焦基本情況

1.1 國內(nèi)延遲焦化裝置基本情況

進入21世紀以來，隨著原油資源的變化，原油加工向重質(zhì)化、劣質(zhì)化方向發(fā)展，而延遲焦化裝置做為加工重質(zhì)、劣質(zhì)渣油的重要裝置之一，在近十年里得到了長足的發(fā)展[1]。目前國內(nèi)延遲焦化裝置能力已達到約9 800萬t/a，主要分布情況如下,中國石化3 900萬t/a、中國石油2 100萬t/a、中海油660萬t/a、地方煉廠約3 100萬t/a。

延遲焦化裝置近年來能力增長較快，特別是加工重質(zhì)原油和劣質(zhì)原油的企業(yè)，近年來均在增上或改造延遲焦化裝置，地方煉廠延遲焦化裝置能力已達到相當?shù)囊?guī)模，盡管開工率較低，但對石油焦的市場已產(chǎn)生較大的影響。

1.2 石油焦質(zhì)量標準情況

目前國內(nèi)生產(chǎn)的石油焦產(chǎn)品執(zhí)行質(zhì)量標準SH0527—92，主要指標見表1。

表1 延遲石油焦質(zhì)量標準SH0527—92

表1的質(zhì)量標準中主要以w(硫)指標對各級石油焦進行等級劃分，另外，不同等級的揮發(fā)份與灰分指標也有所不同。

1.3 石油焦各牌號用途及市場需求情況

w(硫)<3.0%的石油焦統(tǒng)稱低硫焦，又劃分為1～3(A/B)級，主要應(yīng)用于電解鋁、碳素、冶煉等。1級焦主要用于煉鋼工業(yè)中制作石墨電極，也用于煉鋁工業(yè)用碳素；2級焦用于煉鋁工業(yè)中電極；3級焦用于生產(chǎn)碳化硅及碳化鈣，以及其它碳素制品，也可用作燃料[2]。其中，電解鋁行業(yè)需求量約1 200萬t/a，占石油焦總市場需求的約50%～60%，其它冶煉等需求量約330萬t/a，約占15%。w(硫)>3.0%的石油焦稱為高硫焦，主要用于動力燃料及水泥工業(yè)燃料，這部分需求總量約700萬t/a，占市場總量的30%。另外，每年有一定的出口量，約100～200萬t/a。

2 石油焦價格及市場情況

如前所述，石油焦產(chǎn)品的品質(zhì)差別較大，因此用途、價格均有所不同，主要牌號的石油焦市場情況分析如下。

2.1 國內(nèi)典型各品種石油焦平均價格情況

2014年12月份我國石油焦幾種規(guī)格的銷售價格見表2。

表2 國內(nèi)幾種規(guī)格的石油焦2014年12月平均價格表

由表2可見，石油焦價格與其品質(zhì)相關(guān)性很大，國內(nèi)1級A石油焦生產(chǎn)廠家少，僅有大慶、撫順、大港幾家生產(chǎn)，供應(yīng)量有限，因此價格相應(yīng)較高。而從1級B級石油焦開始，價格大幅下降，國內(nèi)多數(shù)煉廠的石油焦品質(zhì)在2級以上，甚至是高硫焦，價格更低。

2.2 國內(nèi)市場供求情況分析

2014年國內(nèi)石油焦產(chǎn)量超過2 200萬t，無論是產(chǎn)量還是需求都處于一個增長的趨勢；而進口與出口量也維持快速增長。

國內(nèi)石油焦生產(chǎn)主要集中在中石油、中石化以及地方煉廠幾大板塊，其中中石化生產(chǎn)能力較大，延遲焦化裝置總能力3 900萬t/a，石油焦產(chǎn)量約1 100萬t/a。其中高硫焦超過700萬t/a，約占2/3，中石油延遲焦化裝置總能力2 100萬t/a，石油焦產(chǎn)量約460萬t/a，以低硫焦為主，這與中石油加工的原油資源多為低硫原油有一定關(guān)系。中海油惠州與舟山煉廠2套焦化產(chǎn)量約100萬t/a。地方煉油廠焦化裝置總能力達到近3 000萬t/a，但實際開工率較低。地方煉油石油焦產(chǎn)量在國內(nèi)市場占有相當?shù)姆蓊~，并且隨原油成品油價格變化影響，開工率變化非常大(20%～70%)，因此是影響石油焦市場供求的一個重要因素。其分布情況見圖1。

圖1 國內(nèi)石油焦產(chǎn)量分布情況

2.3 進出口情況分析

2014年上半年我國進口石油焦363萬t，同比降低103萬t，降幅達22.93%，出口23萬t，降幅巨大。

石油焦進口主要來源于美國、臺灣、加拿大、印尼等，其中美國的比例最大，高硫燃料焦占有相當?shù)谋壤?/p>

石油焦出口方向主要為巴林、印度、俄羅斯、日本等周邊國家，以高品質(zhì)低硫焦為主，也有一定的高硫焦。

2.4 價格趨勢分析

石油焦市場價格主要受供求關(guān)系及原油價格影響，另外，有相關(guān)關(guān)系的煤價格對石油焦也有間接影響。

近年來，隨著中石油、中石化以及地方煉廠延遲焦化裝置的建設(shè)及擴能改造，石油焦產(chǎn)量快速增加，供應(yīng)量增加較快，下游需求方面，制鋁、冶煉、燃料需求方面也是增長趨勢，供應(yīng)方面燃料級增長較低硫焦要快。預(yù)計近期石油焦價格總體相對平穩(wěn)。

燃料級石油焦呈過剩趨勢，低硫焦方面，由于受原油及渣油品質(zhì)限制，產(chǎn)量增加有限，總體仍是絕對不足、相對過剩，即總體市場不足，但部分地區(qū)如東北地區(qū)相對過剩，如前所述，東北地區(qū)石油焦全部為低硫焦，供應(yīng)遠大于需求。因此，石油焦銷售，特別是燃料級的石油焦銷售，市場形式不容樂觀，這也是促使各企業(yè)尋求石油焦加工利用追求效益的原因之一。

3 石油焦綜合利用技術(shù)分析

石油焦市場供需均增加較快，但品質(zhì)稍差的石油焦市場前景并不樂觀，特別是以燃料銷售的石油焦，銷售效益并不理想，也影響了延遲焦化裝置的加工效益。

基于以上原因，探討石油焦進一步加工利用，是否可自用于鍋爐燃料或其它用途，以徹底解決銷售中存在的問題。目前，石油焦在煉化企業(yè)自用，主要是用于動力鍋爐燃料，以下主要對用于鍋爐燃料進行分析，并簡要分析其它應(yīng)用情況。

3.1 石油焦用于鍋爐燃料技術(shù)情況

3.1.1 全石油焦鍋爐

目前石油焦鍋爐絕大部分采用循環(huán)流化床(CFB)鍋爐技術(shù)，自1999年鎮(zhèn)海石化CFB鍋爐投產(chǎn)以來，已有十余年的工業(yè)應(yīng)用，石油焦鍋爐已應(yīng)用到十幾個煉化企業(yè)，技術(shù)已比較成熟，環(huán)保等指標滿足要求。燃料種類由全焦到焦煤混燒均有分布。近年來國內(nèi)煉化企業(yè)以石油焦為燃料的鍋爐分布情況見表3。

表3 國內(nèi)煉化企業(yè)以石油焦為燃料的鍋爐分布情況

從應(yīng)用情況中可以看出，上述企業(yè)均為中石化所屬企業(yè)，其共同點是加工重質(zhì)含硫原油能力強，焦化裝置加工重質(zhì)原油的渣油，在降低原油成本的同時，增加輕質(zhì)油品產(chǎn)量，以較低的原油成本生產(chǎn)高價值油品，創(chuàng)造效益，所用的石油焦以高硫焦為主，價值相對較低；大部分應(yīng)用于動力鍋爐，并有一定的規(guī)模(除武漢石化外)；多數(shù)煉廠距離煤炭產(chǎn)地較遠，購買煤運費相對高，在考慮煤與石油焦的價格差時，運費的價格也構(gòu)成了一個有利因素，因此，中石化上述鍋爐運行效益較好，特別是2007年之前原油價格相對較低時，效益更加明顯。近年來，中石化在長嶺、洛陽等分公司開始3級石油焦用于鍋爐的推廣。

3.1.2 煤燃料鍋爐摻石油焦

國內(nèi)有原設(shè)計煤燃料鍋爐摻燒石油焦的報道[6]，目前該項技術(shù)多處于研究階段，實際工業(yè)應(yīng)用不多，其主要特點是采用煤作為燃料的鍋爐，燃煤鍋爐可摻少量的石油焦成分，在石油焦銷售難度大，銷路不好時，做為煤的替代能源。

3.2 石油焦作為鍋爐燃料的技術(shù)經(jīng)濟分析

3.2.1 產(chǎn)汽成本情況分析

鍋爐產(chǎn)汽成本主要為燃料成本，另外還包括制水成本、石灰石、藥劑成本、自用蒸汽成本。燃料變化對于制水、藥劑及自用蒸汽消耗成本不會有大的影響，石灰石消耗方面，石油焦燃料消耗石灰石高于煤，但石灰石在燃料成本中比例較低，影響很小。因此，可視為蒸汽成本的變化基本取決于燃料成本的變化。即石油焦與煤的價格比。因此，鍋爐產(chǎn)汽成本可視為基本由燃料成本所決定。

為準確評價石油焦價值，引入等熱值價值概念，即等同1 t標準油的相應(yīng)燃料的價值，計算情況見表4。采取時間點為2011年6月，環(huán)渤海地區(qū)煤價。

表4 2011年6月份環(huán)渤海地區(qū)煤炭價格

同一時期廣州地區(qū)動力煤價情況見表5。

表5 2011年6月廣州地區(qū)動力煤炭價格

石油焦熱值平均為34 727～35 982 kJ/kg，折合噸標油價值情況見表6。

表6 2011年6月份石油焦價格及折合標準熱值價值情況

3.2.2 煤價格趨勢分析

近幾年某石化公司采購原煤價格變化情況見圖2。由圖2可見煤價格近年總體呈上漲趨勢。石油焦與動力煤價格的共同趨勢，為石油焦替代煤提供了效益保證。

年份圖2 近幾年原煤價格趨勢

3．3 其它石油焦綜合利用及深加工技術(shù)分析

3.3.1 鍛燒焦

延遲焦化裝置生產(chǎn)的石油焦為生焦，在煉鋼用的石墨電極或制鋁、制鎂用的陽極糊(融熔電極)時，為使石油焦適應(yīng)要求，必須對生焦進行煅燒。

生焦經(jīng)鍛燒后有一定的損失，但鍛燒焦價值高于石油焦。有些工廠為提高深加工效益，把石油焦鍛燒成鍛燒焦后出售。部分下游應(yīng)用廠家為降低成本，也通過采購生焦，自行鍛燒后使用。

3.3.2 造氣及制氫

石油焦用于造氣或制氫方面，在國內(nèi)也有應(yīng)用[7]，相對于用重油作為原料的裝置，有較好的經(jīng)濟效益。由于渣油與石油焦價差很大，石油焦價格僅為渣油價格的40%～45%，即使扣除石油焦與渣油的品質(zhì)差因素，以石油焦替代渣油，也將會使原料成本大幅度下降[8]。

4 石油焦替代煤做為燃料對生產(chǎn)優(yōu)化的影響及促進作用

石油焦替代煤做為動力鍋爐燃料時，3級或以下牌號的石油焦有一定的效益，石油焦如能全部做為燃料使用，其質(zhì)量要求的限制大幅度放寬，更有利于煉油裝置的流程優(yōu)化，可能會取得更好的間接效益。

石油焦屬延遲焦化裝置副產(chǎn)品，產(chǎn)品價值低，對于延遲焦化裝置的效益影響較大，而且有的企業(yè)為保證石油焦質(zhì)量，焦化裝置采取的控制原料性質(zhì)、保持較長的生焦時間、提高操作的苛刻度(較高的溫度、壓力、循環(huán)比)等調(diào)整對其效益造成負面影響，又進一步影響焦化裝置的產(chǎn)品分布以及能耗，影響裝置效益。因此，謀求石油焦替代燃料，降低品質(zhì)標準，使延遲焦化裝置以理想的工況運行，可望產(chǎn)生較好的效益。

延遲焦化裝置加工原料劣質(zhì)化、低循環(huán)比操作已成為近年的發(fā)展趨勢，也是國內(nèi)外普遍采用的加工重質(zhì)劣質(zhì)原油的一個重要手段，目前國外及國內(nèi)延遲焦化裝置大多采用較低的循環(huán)比操作，以降低低品質(zhì)的石油焦產(chǎn)量，多產(chǎn)液體產(chǎn)品。國外延遲焦化裝置以美國延遲焦化裝置能力最大，技術(shù)先進，美國焦化技術(shù)重視采用低的循環(huán)比操作，甚至近年出現(xiàn)了超低循環(huán)比及零循環(huán)的焦化裝置[9]。

中石化所屬延遲焦化裝置33套，總能力3 900萬t/a(2009年數(shù)據(jù))，以0.3以上循環(huán)比操作的僅有2套，占總能力的4%，以0.2以下循環(huán)比操作的為17套，占總能力的58%，最低循環(huán)比0.08(廣州石化)，中石油焦化裝置循環(huán)比普遍相對較高。

5 結(jié)束語

(1) 根據(jù)近期煤的價格與石油焦價分析計算，石油焦替代煤的盈虧平衡點為1 500～1 600元/t。高硫焦替代煤用于鍋爐燃料，可有一定的效益，另一方面可減少外購煤、對外銷售的成本。在南方部分企業(yè)，由于替代煤使用，可降低煤的外購及石油焦外銷成本及運費等，即使是3級石油焦，替代煤也可有一定的效益。

(2) 石油焦用于合成氣裝置原料、制氫等用途，與渣油、輕油等做原料相比有非常大的成本優(yōu)勢，可大幅度降低合成氣/氫氣成本。

(3) 石油焦做為燃料使用，對煉油生產(chǎn)優(yōu)化有積極的促進作用，在原油選擇、原油加工路線優(yōu)化中，使焦化裝置得以進一步優(yōu)化操作，降低生焦量，改善產(chǎn)品分布及降低成本。綜合評價其產(chǎn)品分布的改善以及加工成本的降低帶來的效益，一方面優(yōu)化了原油加工路線，提高創(chuàng)效能力，另一方面也解決了石油焦銷售問題，是眾多生產(chǎn)石油焦企業(yè)需要考慮的問題。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 瞿國華.延遲焦化工藝與工程[M].北京:中國石化出版社，2008:1-33.

[2] 王玉章,申海平,劉自賓.延遲焦化石油焦及其應(yīng)用[J].煉油技術(shù)與工程,2008,38(2):25-29.

[3] 段倫博,趙長遂,李英杰,等.摻燒石油焦410 t/h循環(huán)流化床鍋爐NOx排放特性研究[J].熱能動力工程,2008，23(4):391-394.

[4] 徐暉.循環(huán)流化床鍋爐燃用石油焦技術(shù)[J].能源技術(shù)，2004,25(5):222-224.

[5] 鄧雨生.CFB鍋爐摻燒石油焦脫硫技術(shù)分析[J].熱力發(fā)電,2010,39(4):42-45.

[6] 任慧鋒,楊亞平,仲兆平,等.220 t/h煤粉鍋爐摻燒石油焦的研究[J].發(fā)電設(shè)備，2004(6):359-363.

[7] 瞿國華,王輔臣.高硫石油焦氣化制氫工藝在煉油工業(yè)中的發(fā)展前景[J].當代石油石化,2010(10):1-6.

[8] 何素珍,孫永勝.高油價下資源優(yōu)化-配置的有效途徑[J].當代石油石化,2006，14(2)：39-42.

[9] 張立新.中國延遲焦化裝置的技術(shù)進展[J].煉油技術(shù)與工程,2005，35(6)：1-7.