~:~認識21世紀初世界石油石化工業發展趨勢~:~(下)
從世界範圍內看,各國都在實施資源的全球化配置,逐步形成國內國外兩個資源市場、長期安全穩定供應、合理利用的體系。不少國家在堅持對本國資源有效控制和主權、安全的前提下,鼓勵引進外資,把合資經營、國外投資等方式作為石油工業發展的主要途徑。印度、巴西、安哥拉、阿爾及利亞、尼日利亞等國家積極開發石油資源,吸引國內外投資。挪威、日本、英國、印度、中國以及其他國家的石油公司越來越廣泛地與國外石油公司進行合作開發。中東國家和委內瑞拉等產油國家為了使石油資源發揮最大效益,也在頻頻向歐美大石油石化公司招手,以結成合資或合作夥伴關係。
跨國大石油公司在這些聯合開發活動中,由於具備資金、技術實力,在世界石油市場中處於有利地位。它們正在把勘探開發的視角擴向深海地區,陸上領域除了繼續穩固中東、非洲、南美和亞太地區外,正在里海擴大版圖。
在抓石油資源的同時,各國更加重視石油儲備的建設,以降低國際石油市場油價動盪的風險。
天然氣儲量豐富,熱能利用率高,污染程度低,各國對天然氣市場開放程度較大,作為新世紀主要清潔資源之一,消費增長強勁,將以每年2.6%的幅度遞增,從而成為新的亮點和熱點,已受到各大石油石化公司和有關國家的加倍重視,加大了勘探開發和利用的力度。在21世紀能源需求中,天然氣增長份額將占居首位,成為解決能源與環保衝突的首選資源。美國、中東國家、非洲、拉美、俄羅斯及亞洲等國家和地區紛紛加大天然氣勘探開發及相關配套輔助設施的投資力度,並已取得不小的進展。美國各大石油石化公司的天然氣產量在大幅度提升。日本打算斥資 4萬億日元,修建一條外長5 300 km在日本境內長9 100 km,連接中國俄羅斯韓國的天然氣管道,以聯繫日本和亞洲天然氣田,保證日本的能源供應。韓國將從2002年開始在東海進行天然氣的開發與生產,爭取實現天然氣自給。馬來西亞也在進行國內天然氣資源的對外合作開發。
除了加大天然氣資源開發的力度外,各國也在重視天然氣的應用技術。受天然氣管線運輸成本過高,難以形成有效的國際化市場等特點的限制,當前人們關注的天然氣工業發展的焦點問題主要是在天然氣的運輸、市場開發和綜合利用等方面。這其中天然氣的液化與LNG市場、天然氣汽車技術、天然氣合成油技術、燃料電池技術等已經成為或正在成為研究熱點,如火如荼地在各國展開著。歐美石油石化公司在這些具有前景的技術中又走在前列,它們除利用天然氣的熱能作為燃料應用外,更注重天然氣合成油技術的產業化,以使天然氣轉化為石油化工原料或產品。相信21世紀隨著天然氣合成油技術的日趨成熟,隨著天然氣運輸、利用問題的全面解決,天然氣的發展將出現一次新的飛躍。
各國和地區在新世紀還將繼續努力實施能源多樣化措施,並加快新能源和能源替代技術的開發和利用。
在燃料電池領域,1999年4月美國殼牌、阿科、德士古等石油公司,戴勒姆·克萊斯勒、福特等汽車公司,加利福尼亞空氣資源委員會、加州能源委員會等政府機構,Ballard電力系統公司等共同建立了“加州燃料電池聯盟”,在燃料電池領域聯合進行技術開發和商業應用。在冰島,殼牌與Norsk Hydro、戴勒姆·賓士以及冰島的生態能源公司聯合成立了名為冰島氫與燃料電池公司的合資公司,進行氫能源的開發,世界上第一個“氫經濟”體系將誕生。在太陽能應用領域,歐洲的汽油加油站已部分安裝了太陽能設施,悉尼2000年奧運會的奧運村也利用了太陽能設備。在南非、印度、斯里蘭卡等能源市場不發達的地方,利用太陽能發電很具吸引力。日本、德國、荷蘭也在積極開發太陽能一體化發電裝置。另外,風能和生物能源等再生能源也正在成為許多國家石油石化公司的研究開發項目。
可持續發展以經濟的可持續發展為前提,以社會的可持續發展為目標,以環境和資源的可持續利用為基礎。世界石油石化業在新世紀可持續發展方面擔負著極為重要的歷史責任,並正進行不懈的努力,以期在為全社會創造更多財富的同時,也得到社會的認可,樹立本行業良好的形象。這些努力體現在下面兩方面。
世界石油石化業界都在千方百計地降低石油化工生產的單耗、能耗,少投入多產出。降低生產過程單耗、能耗的本身就有利減少污染,提高環境品質。國際上煉油和乙烯裝置的能耗在不斷降低。一些節省能耗的新產品和新工藝也相繼問世。目前正在積極探索採用的生產高效廉價乙烯的新工藝,如石腦油催化裂解,可降低裂解溫度大幅度地節省能耗,日本正將該項技術作為“21世紀化學工藝技術開發計畫”的研究項目,有一批大公司聯合參與開發。
在煉油工業方面,各國紛紛加快了油品升級換代和生產清潔燃料工藝技術的研究開發,目前已經成熟和正在開發的工藝技術有生產清潔汽油的加氫精製技術、生產清潔柴油的加氫精製技術、生產清潔航煤的臨氫脫硫醇技術、生產清潔汽油的固體酸烷基化技術等;另外還開發和利用生物技術生產清潔油品。到目前為止,已經和正在進行的技術開發工作包括生物脫硫、生物脫氮、生物脫重金屬、生物減粘、生物制氫等。如世界上第一套柴油生物脫硫裝置已在美國阿拉斯加州的Valdez煉廠建成,加工能力0.25 Mt/a。柴油生物脫硫與加氫脫硫相比,最大的優點是在裝置加工能力相同的情況下,投資節省50%,操作費用節省20%。再如,新開發的汙油分散劑將是21世紀一種創新技術,可解決原油採收、管輸和儲存設施的老大難問題,已在美孚、埃克森、雪弗龍等大石油公司的管輸公司中使用。此外,天然氣合成石油技術為生產清潔汽油、柴油提供了十分喜人的前景。合成油最重要的優點是不含硫、氮、重金屬雜質和芳烴等非理想組分,屬於清潔燃料,完全符合現代發動機的嚴格要求。用天然氣合成石油的技術已進入工業化階段。
在石化工業方面,各國正在抓緊研究開發不用有毒有害的原材料,廢水、廢氣、廢渣生成量少,最終實現“零排放”的新一代環境友好工藝技術。目前在國內外已開展研究並取得進展,可望在新世紀首批實現工業應用的環保工藝技術將主要是不用光氣、硫酸、磷酸、氫氟酸、鹽酸、三氯化鋁等有毒有害原材料生產石化產品的技術。如不用光氣法生產聚碳酸(PC)、甲苯二異氰酸酯(TPI)和二苯基甲烷二異氰酸酯(MDI);用離子交換樹脂催化劑替代鹽酸生產雙酚A,或用離子交換樹脂催化劑替代硫酸生產仲丁醇;用氟化氧化矽/氧化鋁催化劑替代氫氰酸生產直鏈烷基苯;改變原料路線,不以丙酮和氫氰酸為原料,改用異丁烯為原料,生產甲基丙烯酸甲酯(MMA)的新工藝;生產可降解(包括生物降解、光降解和光-生物降解)塑膠製品如光解塑膠薄膜(農用膜)和完全可生物降解塑膠的新技術。
環境保護已成為推進石油石化產品更新換代的主要動力,已經、正在和將要成為新世紀全球石化業的共同行動,並將越來越向更高的層次和水準發展。
當前石油石化業界在尋求新世紀進一步升級換代、再上新臺階,求得迅速發展中,加大技術創新力度已成各石油石化公司主要推行的戰略之一。新世紀的技術創新已不僅僅是開發新產品和降低製造成本,而是向依靠新思路新技術、探索新途徑,不斷滿足未來挑戰需求的方向發展。它是一個從新思路新技術的產生,到產品設計、試製、生產、行銷和市場化的過程,也就是知識的創造、流通和應用的過程。展望21世紀,不同類型學科間的界限將趨於縮小,自然科學和社會科學將實現有機的交融。高新技術將加快向石化工業的滲透和結合,這一發展趨勢對石油石化工業技術的發展將產生革命性的影響。
高新技術的發展和它們向世界石油石化工業的不斷滲透,推動了世界石油石化工業的升級換代。目前已湧現出一批未來很有發展前途的新技術。最有代表性的新技術領域有上游勘探開發新技術、天然氣利用新技術、烷烴活化技術、實用生物新技術、催化劑新技術、選擇合成、納米技術、高分子新技術、複合化技術、組合化學技術等高新技術,以及相關的化學工程、反應工程、分離工程新技術和現代化資訊化技術等。
還必須指出,目前電子商務的迅猛發展正給世界石油石化市場帶來巨大的變革。網際網路和電子商務將石油化工業帶入嶄新的企業經營時代。這一經營發展趨勢將隨著電子商務發展的法律問題和安全問題的妥善解決而成為主流。目前,杜邦公司、道化學公司等已開始大量採用電子商務方式進行交易。據估計,1999年全球石化產品電子商務的營業額達到410億美元,2003年將增至7130億美元。美國1999年石化產品電子商務的貿易額估計為103億美元,到2003年將成倍增長,達到1783億美元,並占美國電子商務貿易額的13.4%。
面臨著新世紀知識經濟時代的到來,國外大型石油石化公司在技術創新和人才戰略上都出現了戰略調整趨勢,當前倍受關注的一個重要方面就是 “知識管理”。該方面的進展將為資訊管理的智慧化和決策科學化提供全新的途徑和可能。科學理論、現代技術、社會科學的系統融合,知識經濟與知識管理的實現與發展,最終將把石油石化技術的發展與應用、石化產業的管理提高到一個更高的層次。
儘管傳統石油石化工業的盈利空間在減少,世界石油石化市場跌宕起伏,國際化競爭日趨激烈,但世界石油石化業始終追求效益最大化的目標更加突出,各石油石化公司注重推行低成本戰略,已使世界石油石化工業的發展呈現新的特點,主要表現有:
90年代煉廠的經濟規模已增加到10 Mt/a以上,占總能力的比例大多在50%以上。目前煉油能力在20 Mt/a以上的煉油廠在世界上共有15座,其中最大煉油廠是韓國SK公司的蔚山煉油廠,其能力為40.85 Mt/a。乙烯裝置的經濟規模在21世紀將達到0.80~0.90 Mt/a,甚至1.0 Mt/a以上,諾瓦和聯碳目前正合資建設1套世界最大的1.27 Mt/a的裂解裝置;巴斯夫公司與菲納公司在美國德克薩斯州的巴斯夫石化基地合資建1套乙烯裂解裝置,能力為0.8165 Mt/a;中東及太平洋地區利用廉價的輕烴和天然氣資源,乙烯裝置規模最大達到1.16 Mt/a,噸產品投資和成本均有較大幅度下降。乙烯裂解爐同時也向大型化方向發展,各公司同時開發可應用於大規模裂解爐的技術。未來單台裂解爐的規模可放大到0.20~0.275 Mt/a。全球最大的單系列聚丙烯裝置規模為0.95 Mt/a,西歐和北美的PP生產廠產能已由1.0 Mt/a變為1.50 Mt/a。苯乙烯、聚苯乙烯裝置的產能分別達到0.91 Mt/a和0.50 Mt/a。甲醇裝置規模一般在0.50~0.80 Mt/a,最大達到1.60 Mt/a,魯奇公司計畫建於特立尼達的甲醇裝置,產能為1.65 Mt/a。
除了單套裝置能力增大外,許多企業還將幾套裝置建在一個廠區。如新加坡石化公司原有1套0.45 Mt/a乙烯裝置,又在原址附近建成0.515 Mt/a裝置。台塑“六輕”已投產0.45 Mt/a裝置,現又計畫在麥寮建設0.9 Mt/a蒸汽裂解專案。
煉廠與石化生產裝置一體化可降低運輸和終端銷售成本,公用事業、管理成本及其它費用等。一體化的部分吸引力來自於其靈活性,即更多的選擇機會,也就是說帶來了高利用率、高毛利和利潤增長的機會。將煉廠與下游高附加值品聯合生產,可優化原料成本並增加收益。世界石油石化公司目前都在積極推行煉油-化工一體化模式。殼牌集團提出了重質原油深度轉化型煉油與化工一體化的設想;德國巴斯夫公司與比利時菲納公司聯合建設油化一體的聯合石化基地。目前,美國七大石油石化公司已在墨西哥灣地區、新加坡、泰國設有煉油-石油化工一體化聯合企業。據粗略估算,美國墨西哥灣沿岸現有的煉油和石化聯合企業通過一體化每年可以獲得5000萬美元以上的協同效益,在典型的運行週期中可提高聯合企業的投資回報率2%~5%,有效的煉化一體化企業能將煉油廠進料的25%以上轉化為更高價值的石油化工產品。德國路德維希港基地,煉油和石化企業之間的協作與產品的綜合利用1年就可節約6億美元。
上述大規模石化裝置的集中建設和煉化一體化企業的誕生,促成了一批大型石化基地或石化中心的形成。目前的幾大乙烯中心:美國休士頓附近有乙烯廠7座,生產能力超過5.0 Mt/a,列第一;沙特的朱拜勒雖然只有3座乙烯廠,但生產能力分別達到0.65 Mt/a、0.80 Mt/a和1.10 Mt/a,是單廠平均規模最大的地區,同時以總規模2.45 Mt/a列第二;另2個乙烯中心在東亞,分別是日本的千葉和韓國的蔚山,各有乙烯廠5座,生產能力分別為2.39 Mt/a和2.235 Mt/a。再一個是比利時的安特衛普,也有乙烯廠5座,生產能力合計1.72 Mt/a。在亞洲其他地方也正在形成這樣的大型石化基地,如中國臺灣省麥寮工業區、新加坡裕廊島石化中心、馬來西亞關丹地區等。乙烯衍生物種類繁多,適當分工不但不會造成不良競爭,還不怕裝置停車,屆時可相互串換原料,因此下游 (或上游)裝置不必停車,計畫檢修也不會造成市場大的波動。此外集中統一利用副產品,可作到規模化,提升其附加價值,大大降低乙烯生產成本。
發展原油深度加工主要是發展渣油加工,提高輕油收率,多出輕油,少出渣油;其次是用好廢油和石油焦,提高原油資源利用率,提高煉油廠的經濟效益。另外,一個值得重視的發展趨勢是,渣油/石油焦/廢油的氣化、發電、制氫、聯產蒸汽技術正在推廣應用,其價值在於把煉廠的低值產品變為煉廠急需的氫氣、蒸汽和電力。
在下游石化產品方面,產品結構正向新型、高經濟效益轉化。石化產品進一步向電子化學品、農用化學品、保健醫藥用品、醫療診斷用品、資訊影像用製品、航空航太用品、建築新材料等高新領域拓展,石化產品的科技含量和經濟效益正在提高。
中國周邊國家和地區,如日本、韓國、新加坡、中國臺灣省都以含硫量較高的低成本原油為主要選擇品種,含硫原油加工比例高達70%~80%,使煉油公司具有較強的成本競爭能力和抵禦市場風險能力。中東產油國將會在歐洲和亞洲以及美洲加強對下游領域和市場網路的投資,同時還將繼續加大自身煉油和石化裝置的建設,力圖使其原油資源升值。據統計,中東國家的煉油能力將從1995年的155 Mt/a增至2010年的200 Mt/a以上。
選擇原料及合理利用副產物也很重要,可提高裝置的靈活性。據化學系統公司預測,2005年,全球乙烯原料來源分佈為石腦油55.0%、乙烷25.9%、丙烷8.3%、丁烷2.5%、柴油5.8%、其他產品2.5%。
【資料來源~中石化經濟技術研究院~】
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