美国炼厂的发展经验和运营经验
美国炼厂的发展经验和运营经验...
导读：自1976年马拉松石油公司在路易斯安那州Garyville建起全美最后一座复合型炼厂之后，美国本土再没有新建大型炼化项目。行业扩张停止，转而完全以关闭落后产能、技术改造和环保升级为发展方向。
美国的第一座炼厂始建于1862年，最早的炼厂以生产航煤为主。随着汽车工业的发展，1911年汽油需求首次超过了航煤。1920－1940年是美国炼油行业高速发展的阶段，从炼厂数量到成品油产量都有显著增长。在随后的30年里，美国炼油行业布局逐渐形成，也建成了较为完善的原油和成品油管网。美国最后一座复合型炼厂建于1976年，为马拉松石油公司（Marathon）位于路易斯安那州Garyville市的炼厂。此炼厂建成之后，美国本土再没有新建大型炼化项目。行业扩张停止，转而完全以关闭落后产能、技术改造和环保升级为发展方向。
一、关闭落后产能
尤其进入21世纪后，炼油行业竞争日趋激烈，兼并重组相当活跃。1981年美国有324家炼油厂，而现在炼油厂的数量只有30年前的一半，当然行业投资者的集中化未必代表产业集中度提高。关于实际炼力我们还是数字说话。据美国能源部有关部门统计，截至2015年1月，美国炼油厂数量148个（其中闲置的4座），美国的炼油产能约为9.5亿吨/年。
过去十年来，有近50家炼厂关闭，而现有的企业也大多设备陈旧老化，各种事故不断。究其原因，主要归咎于上世纪七十年代两次石油危机后炼油企业进行大范围重整，如出售、关闭过剩生产设备，导致该行业炼厂数目减少。除了八十至九十年代生产能力过剩因素影响对炼油行业的新的投资外，美国的各种规定，如更为严格苛刻的环境法、清洁空气法、如在空气质量、水质质量、废料和汽车尾气排放上的相关法规，更多额外的政府许可和规定汽油柴油中硫含量的进一步降低，另外，炼厂还需根据联邦标准、州政府标准和地方政府标准要求生产标准各异的汽油和柴油，以及耗费时日去申请更为繁复的政府许可等。在这种高投入、低产出的大环境下，一些炼厂因无法适应日益激烈的行业竞争被迫关闭。
虽然近几年美国关停或闲置了一些炼厂，但总体炼油能力并未显著下降。年加工能力维持在8.4亿吨左右，总加工能力甚至有所增加。
近年来，美国原油产量持续上升。虽然原油出口已于去年年底放开，但是量也不大，炼油商们正在扩大炼油产能，将新增原油产量转化为成品油用于出口。近年来，国内炼厂原油加工率都得到攀升。
二、炼厂技术改造
按照美国索罗门公司(Solomon)的能量密度指数(EII)和KBC的最佳技术指数(BTI)来衡量，多年以来炼油厂作为一个整体能源利用效率并不高，炼油厂的平均能耗约为“最佳技术”炼厂水平的两倍。因此，炼油厂能量消耗系统存在很大的节能潜力，即使在能源利用效率较高的炼油厂也同样如此。据估计，目前一座以催化裂化装置为基础的炼厂，其自用能耗约为原油加工量的10%左右。今后可以改善能量效率的途径包括：
1)改进工艺装置内部单位热能利用
例如，可将渐次蒸馏概念应用于分馏部分；改善烟道气废热回收；利用窄点技术优化换热流程等。
2)工艺装置之间的热联合
避免连续的工艺装置之间工艺物流的冷却和加热，将上游的热产品直接作为进料送入下游装置，改善产生热能装置和消耗热能装置之间的热联合。
3)改进工艺技术节能
改进催化剂，使加氢装置在较低的氢分压下运转；提高循环氢的氢含量。
4)采用先进的工艺设备
选用高效换热器；利用透平回收高压液流的动力。
5)采用热电联产
通过采用热电联产技术，用燃气透平发电，同时用烟道气加热工艺物流，减少CO2排放和燃料消耗。利用现场热电联产装置取代工艺装置中常规的高负荷主加热炉；用一套热电联产装置将整个工艺装置需要的所有热量联系起来。
6)采用联合循环(IGCC、TGCC)
这类技术的能效明显高于多数现有炼厂常规公用工程发生系统(约高80%)。
通过上述六项改进，可使炼厂自用能耗占原油加工量的比例下降2%~3%，为炼厂节省可观的成本。
三、内部炼油结构调整
美国炼厂主要是加工高硫重质原油，而美国炼油厂整体装置复杂程度是世界上最高的。近年来，美国炼厂炼油加工总量保持稳定，除2009年有显著下降外，2005－2012年基本处于1500万桶/日（约合7.5亿吨/年）的水平。在整体加工量没有显著变化的前提下，美国炼油行业却经历了较为显著的结构性调整，主要体现在原油来源、原油品质和运输方式等几个方面。
1.进口原油的来源发生变化
由于美国本土自产原油的增产，从2003年以来，美国原油进口量逐步下降，由高峰时的1000万桶/日降至2012年的800万桶/日；而且进口原油的主要来源也发生了较为显著的变化。在美洲主要原油供应国中，加拿大对美国的原油出口量逐年上升，委内瑞拉和墨西哥对美国的出口量逐年递减。
2.本土轻质原油替代进口原油
近几年美国页岩油革命的影响，美国进口的轻质原油逐渐减少，取而代之的是本土生产的页岩油，但与此同时，美国进口原油总的API及重质油数量却是增加了，以北达科他州的Bakken油田和得克萨斯州的EagleFord油田为代表，生产了大量轻质原油，部分取代了此前从非洲等地进口的轻质原油。随着美国本土由北向南原油管线的新建和扩建，美国自产原油取代进口原油的趋势将继续保持，这有助于维持WTI相对于布伦特原油的价格优势。炼厂在降低原油进料成本的同时，也增加了原材料供应的灵活性。
进入2010年，致密油(主要是页岩油)产量的大幅增长令当前美国原油日产量比2008年增加了250万桶，增幅达到49%，但原油出口刚刚放开量还很小，因此炼油商们正在扩大炼油产能，将新增原油产量转化为成品油用于出口。
3.管道运输比例增加
原油进口总量持续下降，更多的原油通过管道运输而不是通过海运进入美国炼厂，2011年管道运输比例比2006年整体增加了3%，其中国内管道油增加了5%；2011年海运原油比例比2006年整体减少4%，全部体现在进口原油上。
四、环保升级
过去10年以来，美国的炼油行业已经投入了大约470亿美元巨资用于环境保护项目，主要是用于生产更为有利于环境保护的低硫无铅汽油。而且，美国的各种规定，如更为严格苛刻的环境法、清洁空气法、如在空气质量、水质质量、废料和汽车尾气排放上的相关法规，更多额外的政府许可和规定汽油柴油中硫含量的进一步降低，另外，炼厂还需根据联邦标准、州政府标准和地方政府标准要求生产标准各异的汽油和柴油，在此内外环境制约下，不少石油炼制企业高投入、低产出，一些炼厂则因无法适应日益激烈的行业竞争被迫关闭。
炼油产业未来的方向必然是炼化一体化、产业链精细化、对环境影响最低化。美国炼厂的发展便是经验和借鉴，随着我国在世界经济体中的地位逐渐显现，炼油业对我国经济的支柱作用也日渐明显。我国经济发展水平在不断提高，成品油需求量也将逐步提高。炼厂未来将出现建厂难，建好厂的趋势。现有的炼厂要想生存下去必须有所改变。这个改变必将是凤凰涅槃，痛苦重生的过程。
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