船用燃料油質(zhì)量升級(jí)對(duì)煉油行業(yè)的影響

袁明江，王志剛

( 中石油華東設(shè)計(jì)院有限公司）

2018-2019年，全球船用燃料油年消費(fèi)量約為2.8億噸，其中高硫燃料油（HSFO）占比為70%，市場需求量約為2億噸。亞太地區(qū)燃料油消費(fèi)居前3位的國家依次為新加坡、中國和日本。隨著國際海事組織（IMO）2020年限硫新規(guī)的實(shí)施，全球船用燃料清潔化已是大勢所趨，馬士基（MAERSK）等國際大型航運(yùn)企業(yè)陸續(xù)宣布將嚴(yán)格遵守國際海事組織新規(guī)。新規(guī)對(duì)全球煉油、成品油貿(mào)易及海運(yùn)行業(yè)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，全球煉油企業(yè)已分別采取應(yīng)對(duì)措施。

1 燃料油市場及價(jià)差分析

對(duì)于未來船用燃料油市場的需求，多家知名咨詢公司和能源公司的預(yù)測基本一致，即高硫燃料油市場需求量將在2020年驟降至最低點(diǎn)，之后隨著船用洗滌器的逐步普及，高硫燃料油市場需求會(huì)出現(xiàn)回暖，但依然無法回到國際海事組織新規(guī)實(shí)施前的水平，高硫燃料油市場勢必出現(xiàn)明顯萎縮。對(duì)于高硫燃料油是否依然為主流產(chǎn)品，多家知名咨詢公司和能源公司持有不同看法?？梢灶A(yù)期的是，2020年作為國際海事組織新規(guī)影響的波動(dòng)年，船用柴油和低硫燃料油的需求比例將大幅增加，對(duì)高硫燃料油的需求下降至最低點(diǎn)，相關(guān)調(diào)整和波動(dòng)有望在2020年第四季度趨于穩(wěn)定。盡管高硫燃料油市場需求會(huì)適度復(fù)蘇，有望逐步恢復(fù)至船用燃料油總需求的30%～40%，但是未來低硫燃料油需求會(huì)超過高硫燃料油，并占據(jù)市場主導(dǎo)地位，市場份額有望穩(wěn)定在50%左右。

可以預(yù)期，未來高硫船用燃料油市場將長期存在于亞太等主要國家，高硫船用燃料油和低硫船用燃料油之間的價(jià)差，將長期處于緩步下行態(tài)勢，但會(huì)有一定支撐。根據(jù)伍德麥肯茲公司的預(yù)測，2020-2021年，低硫柴油（硫含量為10ppm）和高硫燃料油的價(jià)差為30美元/桶左右，低硫燃料油和高硫燃料油的價(jià)差為28.8美元/桶左右（見圖1）。應(yīng)該指出，低硫燃料油和高硫燃料油的價(jià)差存在相當(dāng)?shù)牟淮_定性，不如低硫柴油和高硫燃料油的價(jià)差明朗，這也是部分企業(yè)在確定燃料油升級(jí)路線的目標(biāo)產(chǎn)品時(shí)，將石腦油或低硫柴油而不是低硫燃料油作為渣油升級(jí)轉(zhuǎn)化目標(biāo)的考量因素之一。

高低硫燃料油價(jià)差存在不確定性的主要原因：1）需求方面，大多數(shù)船東會(huì)選擇使用低硫燃料油，部分船東會(huì)新裝煙氣脫硫設(shè)施而繼續(xù)使用高硫燃料油，還有部分船東會(huì)使用液化天然氣作為替代燃料；2）供應(yīng)方面，在國際海事組織新規(guī)實(shí)施初期，低硫船用燃料油的新產(chǎn)能尚未集中釋放，市場供應(yīng)不足，存在高價(jià)差窗口期；3）政策層面，國家燃料油出口退稅相關(guān)政策已正式生效，將對(duì)降低國內(nèi)保稅低硫船用燃料油價(jià)格起到積極作用。

2 燃料油升級(jí)路線選擇

燃料油升級(jí)沒有普遍適用的路線或方案。煉廠渣油升級(jí)路線的選擇取決于各煉廠的燃料油數(shù)量、周邊市場、現(xiàn)有裝置配置、地理位置、可采購的原油種類等多種因素。在2017年召開的第22屆歐洲煉油年會(huì)上，為應(yīng)對(duì)2020年低硫船用燃料油標(biāo)準(zhǔn)要求，從資本投入和投資回報(bào)出發(fā)，殼牌公司提出了3條技術(shù)路線[1]（見表1）。渣油升級(jí)轉(zhuǎn)化存在多種可行路線，不同方案的渣油轉(zhuǎn)化率不同，渣油轉(zhuǎn)化率最高的方案未必能實(shí)現(xiàn)最高的投資回報(bào)。各煉廠需根據(jù)具體情況定制最合理的方案，多種解決方案的集成或許是最好的選擇。

雖然國際海事組織新政策將大幅減少對(duì)高硫燃料油的需求，但燃料油產(chǎn)量降速可能更快。升級(jí)路線選擇的核心在于燃料油對(duì)柴油或原油的價(jià)差。例如，新加坡某煉廠高硫燃料油產(chǎn)量為250萬噸/年，燃料油升級(jí)路線規(guī)劃為3個(gè)方案：一是延遲焦化+餾分油加氫/少加氫，二是渣油加氫脫硫+催化裂化，三是沸騰床加氫+延遲焦化/渣油加氫裂化+溶劑脫瀝青。各方案的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如表2所示?？梢钥闯?，方案1A、1B、2A和3A在經(jīng)濟(jì)上都是可行的。方案1A的內(nèi)部收益率為23%，高于方案3A的18%，低于方案2A的27%，但是方案2A和方案3A的投資和操作運(yùn)行成本均比較高。

圖1 高、低硫燃料油，柴油與原油的價(jià)差預(yù)測

表1 殼牌公司提出不同投入/產(chǎn)出的低硫船舶燃料油生產(chǎn)技術(shù)方案

表2 新加坡某煉廠燃料油升級(jí)路線各方案經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

2.1 焦化或脫瀝青路線

部分煉化項(xiàng)目選擇延遲焦化路線，主要是考慮到焦化路線的工藝技術(shù)成熟、投資相對(duì)較低，但是要考慮好高硫石油焦的處置問題，最好能與其他氣化或石油焦利用項(xiàng)目形成協(xié)同效益。

重油脫瀝青路線是投資較低的路線之一。脫瀝青油可作為加氫裂化、催化裂化的原料，可用于生產(chǎn)潤滑油。與焦化方案相類似，需要考慮脫油瀝青的后續(xù)利用方案，脫油瀝青如果只是作為硬瀝青產(chǎn)品，效益受損，瀝青氣化與石油焦氣化項(xiàng)目具有相似性。

2.2 加氫路線

劉初春提出，擴(kuò)大渣油加氫脫硫能力應(yīng)對(duì)低硫燃料油生產(chǎn)是煉廠的最佳解決方案[2]。部分煉化項(xiàng)目選擇加氫路線，優(yōu)勢在于內(nèi)部收益率高，產(chǎn)品方案靈活，不足之處在于加氫方案的總投資偏高，如果目標(biāo)產(chǎn)品僅是生產(chǎn)低硫燃料油，其經(jīng)濟(jì)性受到質(zhì)疑[3]。采用渣油加氫技術(shù)生產(chǎn)低硫燃料油具有技術(shù)可行性。目前，渣油加氫后的加氫渣油通常作為催化裂化原料，也可作為低硫燃料油組分。如果渣油加氫催化劑只脫硫而不脫重金屬和殘?zhí)?，可以降低投資和操作成本。對(duì)于生產(chǎn)低硫燃料油工況，渣油加氫裝置催化劑的一次裝入量可節(jié)省10%，催化劑單價(jià)也能下降約4000元/噸。在節(jié)省操作費(fèi)用方面存在以下問題。

1）按照反應(yīng)活性，渣油加氫反應(yīng)通常先脫金屬，再脫硫，再脫殘?zhí)亢偷?，而難脫除的噻吩硫及其衍生物都集中在重質(zhì)組分中，為了達(dá)到脫硫效果必須要深度脫硫，因而不可避免地發(fā)生脫殘?zhí)康确磻?yīng)。渣油中的鈉、鈣、鎳等金屬沉積在加氫催化劑上會(huì)造成催化劑永久性中毒，因此在加氫脫硫、脫氮前，必須使用脫金屬劑將金屬脫除，渣油脫金屬催化劑還應(yīng)具有適宜的加氫活性，以利于對(duì)膠質(zhì)和瀝青質(zhì)超大分子的解聚，防止膠質(zhì)和瀝青質(zhì)在催化劑孔口堵塞而使之失活。

2）加氫脫金屬、脫硫、脫氮及降殘?zhí)康拇呋瘎┒际羌託渚拼呋瘎?，不同的是針?duì)不同雜質(zhì)的活性不同。例如，加氫脫硫催化劑在脫硫的同時(shí)也脫氮，只是脫硫的活性高一些，因此很難做到只脫硫而不脫重金屬和殘?zhí)肌?/p>

2019年，恒力集團(tuán)320萬噸/年沸騰床渣油加氫和中國石化鎮(zhèn)海煉化260萬噸/年沸騰床渣油加氫裝置順利投產(chǎn)，為深度轉(zhuǎn)化重質(zhì)渣油樹立了典范，特別是沸騰床渣油加氫與延遲焦化/脫瀝青工藝組合，可實(shí)現(xiàn)渣油轉(zhuǎn)化率92%，甚至更高。

2.3 其他低投入措施

部分煉廠根據(jù)自己的特點(diǎn)，采取了一些低投入的應(yīng)對(duì)措施，包括更換低硫原油、全廠降低原油加工量、提高餾分油收率、最大化瀝青生產(chǎn)等，以實(shí)現(xiàn)最大限度減少高硫燃料油產(chǎn)量的目的。這類措施和表1中的路線1具有相似性，其特點(diǎn)是投資成本低，回報(bào)率高。

3 低硫船用燃料油的生產(chǎn)和供應(yīng)

3.1 歐洲的低硫船用燃料油生產(chǎn)

波蘭Grupa Lotos公司采用溶劑脫瀝青與加氫裂化和延遲焦化組合工藝處理減壓渣油，主要目標(biāo)是增產(chǎn)柴油[4]。通過調(diào)節(jié)脫瀝青裝置與焦化之間的原料分配，以及脫瀝青油加氫處理與下游未轉(zhuǎn)化油減壓蒸餾裝置的組合工藝流程，可以增加煉油廠的靈活性，應(yīng)對(duì)未來重質(zhì)潤滑油基礎(chǔ)油和低硫燃料油需求變化帶來的挑戰(zhàn)。

荷蘭Petrogenium咨詢公司介紹了擁有減黏裂化裝置的煉油廠應(yīng)對(duì)國際海事組織新規(guī)的技術(shù)方案，減黏裂化裝置是應(yīng)對(duì)新規(guī)的有效措施之一[4]。由于用輕質(zhì)餾分稀釋調(diào)和減壓渣油生產(chǎn)船用燃料會(huì)降低輕質(zhì)餾分的價(jià)值，建議將純減壓渣油用作氣化原料、重質(zhì)鍋爐燃料、生產(chǎn)瀝青或進(jìn)入延遲焦化裝置。

3.2 新加坡的低硫船用燃料油生產(chǎn)

新加坡作為國際航運(yùn)中心，是全球船用燃料油消費(fèi)大國，2018年船用燃料油消費(fèi)量為4980萬噸。從2019年10月起，新加坡市場的低硫船用燃料油需求開始明顯增長，高、低硫船用燃料油的價(jià)差逐步擴(kuò)大，有咨詢機(jī)構(gòu)曾預(yù)測，價(jià)差高點(diǎn)可能達(dá)到230～250美元/噸。2019年12月初，新加坡低硫燃料油與380cSt高硫燃料油現(xiàn)貨價(jià)差曾達(dá)到308.84美元/噸。

新加坡的幾大煉廠都在積極采取措施應(yīng)對(duì)國際海事組織新規(guī)。2019年4月，新加坡?？松梨跓拸S決定投資數(shù)十億美元進(jìn)行渣油升級(jí)改造，思路是將燃料油和其他重油產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為更高價(jià)值的潤滑油基礎(chǔ)油和餾分油。其他幾家煉廠也針對(duì)船用燃料油質(zhì)量升級(jí)開展了前期可行性研究，目前尚未做出最終投資決定。由此，新加坡各煉廠在未來3年內(nèi)仍將保留相當(dāng)比例的高硫燃料油，各煉廠只能利用現(xiàn)有裝置生產(chǎn)部分低硫燃料油。

3.3 中國的低硫船用燃料油生產(chǎn)

低硫船用燃料油在一定時(shí)期內(nèi)已成為高附加值煉油產(chǎn)品。從產(chǎn)品競爭力角度出發(fā)，煉廠生產(chǎn)低硫燃料油首先要考慮自身是否具有原油資源優(yōu)勢（低硫原油），例如遼河石化公司加工的是低硫重質(zhì)原油。其次要考慮能否利用煉廠現(xiàn)有渣油加氫等設(shè)施的富余能力，例如上海石化公司通過調(diào)整渣油加氫脫硫裝置生產(chǎn)低硫燃料油。對(duì)于加工環(huán)烷基原油的煉廠，加氫重油不是優(yōu)質(zhì)的催化裂解原料，裂解雙烯收率低，可考慮作為低硫燃料油的調(diào)和組分。針對(duì)國際船用燃料油市場出現(xiàn)的短暫市場機(jī)遇，中國幾大煉油商分別采取了不同的應(yīng)對(duì)策略。

2019年6月5日，中國石化宣布，2020年其低硫重質(zhì)清潔船用燃料油產(chǎn)能將達(dá)到1000萬噸/年，2023年將超過1500萬噸/年。中國石化將對(duì)其全球銷售供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)加以完善，2020年1月1日前在國內(nèi)主要港口全面供應(yīng)合規(guī)、穩(wěn)定、綠色環(huán)保的低硫重質(zhì)清潔船用燃料油；在新加坡、漢班托特、ARA區(qū)域（安特衛(wèi)普-鹿特丹-阿姆斯特丹）等全球50多個(gè)重點(diǎn)港口具備供應(yīng)能力。中國石化旗下金陵石化、上海煉化、海南煉化、齊魯石化生產(chǎn)了部分低硫船用燃料油，這幾家煉廠借助現(xiàn)有渣油加氫脫硫裝置，以凈化油漿、蠟油為原料，合理摻渣，保證了燃料油黏度。

從2018年10月開始，中國石油煉化板塊有序組織所屬沿海煉廠（大連石化、遼河石化、廣西石化、大港石化、大連西太、錦州石化和錦西石化）規(guī)劃或試生產(chǎn)低硫船用燃料油。計(jì)劃產(chǎn)能為200萬～500萬噸/年，主要路線是通過常減壓裝置加工低硫原油，用低硫渣油與催化油漿、催化柴油甚至加氫裂化未轉(zhuǎn)化油調(diào)和而成。

2020年1月22日，國家財(cái)政部、稅務(wù)總局、海關(guān)總署聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于對(duì)國際航行船舶加注燃料油實(shí)行出口退稅政策的公告》，明確自2020年2月1日起對(duì)國際航行船舶在中國沿海港口加注的燃料油（編碼為27101922），實(shí)行出口退（免）稅政策，增值稅出口退稅率為13%。2月13日，中國石油遼河石化公司5300噸低硫船用燃料油在遼寧大連完成海關(guān)申報(bào)，成為全國首單享受出口退稅政策的船用燃料油業(yè)務(wù)。煉廠出產(chǎn)外貿(mào)低硫船用燃料油免征收消費(fèi)稅，能夠顯著降低煉化企業(yè)燃料油生產(chǎn)成本，目前各企業(yè)的船用燃料油出口暫未使用配額指標(biāo)。目前，低硫船用燃料油外貿(mào)業(yè)務(wù)的市場關(guān)注度持續(xù)提升，除了前期4大集團(tuán)布局的20家煉廠總計(jì)1800多萬噸/年的低硫船用燃料油產(chǎn)能陸續(xù)釋放外，具備生產(chǎn)能力的各大地方獨(dú)立煉廠也嗅到商機(jī)，開始積極籌備低硫船用燃料油的生產(chǎn)和供應(yīng)。

4 關(guān)聯(lián)影響與發(fā)展趨勢

由于高硫燃料油的使用受到限制，部分高硫燃料油將會(huì)在鍋爐、發(fā)電廠等固定源場所作為燃料使用，并與煤炭形成競爭；部分高硫燃料油將會(huì)轉(zhuǎn)為瀝青產(chǎn)品，增加了瀝青產(chǎn)品的市場競爭。另外，在船用柴油及低硫燃料油調(diào)和過程中使用更多的柴油組分，也會(huì)帶動(dòng)柴油產(chǎn)品的消費(fèi)。部分加氫能力較弱的煉油廠，會(huì)考慮加工低硫原油，由此可能增加對(duì)海外輕質(zhì)低硫原油的購買量。在船用潤滑劑方面，由于燃料油硫含量降低，所需潤滑劑總量會(huì)下降，將需要不同級(jí)別（堿值）的汽缸油。

在國際海事組織2020年限硫令的驅(qū)動(dòng)下，全球航運(yùn)市場供給側(cè)改革加速，有利于打破運(yùn)力過剩和低價(jià)競爭的局面。船舶煙氣脫硫業(yè)務(wù)及市場存在進(jìn)一步發(fā)展的空間，新型動(dòng)力船舶及船舶脫硫污水處理相關(guān)技術(shù)和設(shè)施都將迎來新的發(fā)展機(jī)遇。

進(jìn)入2020年，全球各大煉油商、貿(mào)易商、船東分別采取了行動(dòng)，低硫船用燃料油和船用柴油的需求將大幅增加。船用脫硫洗滌器的安裝將持續(xù)，各煉廠渣油升級(jí)生產(chǎn)低硫船用燃料油項(xiàng)目也將進(jìn)入投產(chǎn)階段，低硫船用燃料油市場和價(jià)格存在不確定性。新的低成本低硫船用燃料油生產(chǎn)和調(diào)和技術(shù)將不斷被開發(fā)出來。海外高硫燃料油市場仍然存在。燃料油出口退稅業(yè)務(wù)的實(shí)施，能夠顯著降低中國煉廠燃料油生產(chǎn)成本，將對(duì)降低國內(nèi)保稅低硫船用燃料油價(jià)格起到積極作用，使中國有望成為全球低硫船用燃料油的價(jià)格洼地。中國煉化企業(yè)應(yīng)把握市場機(jī)遇，及時(shí)生產(chǎn)低硫燃料油并搶占亞太市場，這有助于緩解中國成品油過剩的局面。

從亞洲市場來看，新加坡煉化企業(yè)目前沒有新投產(chǎn)或即將投產(chǎn)的渣油轉(zhuǎn)化裝置，亞洲低硫燃料油市場格局有望重塑。中國舟山等船用燃料油保稅港有望在亞太地區(qū)低硫船用燃料油市場擁有更大的話語權(quán)，并有利于支持中國海運(yùn)業(yè)的發(fā)展。