石油焦供求情况及综合利用技术经济分析

任国庆，王兴斌，卢跃刚

(1.中国石油吉林石化公司 炼油厂，吉林 吉林 132021；2.中国石油吉林石化公司，吉林 吉林 132021)

石油焦是延迟焦化装置的产品之一，近几年来，随着国内延迟焦化装置数量及加工能力的增加，延迟焦化石油焦市场供求情况变化较大，作者着重分析了近期石油焦市场供求情况，并对石油焦进一步综合利用的技术经济情况进行分析。

1 石油焦基本情况

1.1 国内延迟焦化装置基本情况

进入21世纪以来，随着原油资源的变化，原油加工向重质化、劣质化方向发展，而延迟焦化装置做为加工重质、劣质渣油的重要装置之一，在近十年里得到了长足的发展[1]。目前国内延迟焦化装置能力已达到约9 800万t/a，主要分布情况如下,中国石化3 900万t/a、中国石油2 100万t/a、中海油660万t/a、地方炼厂约3 100万t/a。

延迟焦化装置近年来能力增长较快，特别是加工重质原油和劣质原油的企业，近年来均在增上或改造延迟焦化装置，地方炼厂延迟焦化装置能力已达到相当的规模，尽管开工率较低，但对石油焦的市场已产生较大的影响。

1.2 石油焦质量标准情况

目前国内生产的石油焦产品执行质量标准SH0527—92，主要指标见表1。

表1 延迟石油焦质量标准SH0527—92

表1的质量标准中主要以w(硫)指标对各级石油焦进行等级划分，另外，不同等级的挥发份与灰分指标也有所不同。

1.3 石油焦各牌号用途及市场需求情况

w(硫)<3.0%的石油焦统称低硫焦，又划分为1～3(A/B)级，主要应用于电解铝、碳素、冶炼等。1级焦主要用于炼钢工业中制作石墨电极，也用于炼铝工业用碳素；2级焦用于炼铝工业中电极；3级焦用于生产碳化硅及碳化钙，以及其它碳素制品，也可用作燃料[2]。其中，电解铝行业需求量约1 200万t/a，占石油焦总市场需求的约50%～60%，其它冶炼等需求量约330万t/a，约占15%。w(硫)>3.0%的石油焦称为高硫焦，主要用于动力燃料及水泥工业燃料，这部分需求总量约700万t/a，占市场总量的30%。另外，每年有一定的出口量，约100～200万t/a。

2 石油焦价格及市场情况

如前所述，石油焦产品的品质差别较大，因此用途、价格均有所不同，主要牌号的石油焦市场情况分析如下。

2.1 国内典型各品种石油焦平均价格情况

2014年12月份我国石油焦几种规格的销售价格见表2。

表2 国内几种规格的石油焦2014年12月平均价格表

由表2可见，石油焦价格与其品质相关性很大，国内1级A石油焦生产厂家少，仅有大庆、抚顺、大港几家生产，供应量有限，因此价格相应较高。而从1级B级石油焦开始，价格大幅下降，国内多数炼厂的石油焦品质在2级以上，甚至是高硫焦，价格更低。

2.2 国内市场供求情况分析

2014年国内石油焦产量超过2 200万t，无论是产量还是需求都处于一个增长的趋势；而进口与出口量也维持快速增长。

国内石油焦生产主要集中在中石油、中石化以及地方炼厂几大板块，其中中石化生产能力较大，延迟焦化装置总能力3 900万t/a，石油焦产量约1 100万t/a。其中高硫焦超过700万t/a，约占2/3，中石油延迟焦化装置总能力2 100万t/a，石油焦产量约460万t/a，以低硫焦为主，这与中石油加工的原油资源多为低硫原油有一定关系。中海油惠州与舟山炼厂2套焦化产量约100万t/a。地方炼油厂焦化装置总能力达到近3 000万t/a，但实际开工率较低。地方炼油石油焦产量在国内市场占有相当的份额，并且随原油成品油价格变化影响，开工率变化非常大(20%～70%)，因此是影响石油焦市场供求的一个重要因素。其分布情况见图1。

图1 国内石油焦产量分布情况

2.3 进出口情况分析

2014年上半年我国进口石油焦363万t，同比降低103万t，降幅达22.93%，出口23万t，降幅巨大。

石油焦进口主要来源于美国、台湾、加拿大、印尼等，其中美国的比例最大，高硫燃料焦占有相当的比例。

石油焦出口方向主要为巴林、印度、俄罗斯、日本等周边国家，以高品质低硫焦为主，也有一定的高硫焦。

2.4 价格趋势分析

石油焦市场价格主要受供求关系及原油价格影响，另外，有相关关系的煤价格对石油焦也有间接影响。

近年来，随着中石油、中石化以及地方炼厂延迟焦化装置的建设及扩能改造，石油焦产量快速增加，供应量增加较快，下游需求方面，制铝、冶炼、燃料需求方面也是增长趋势，供应方面燃料级增长较低硫焦要快。预计近期石油焦价格总体相对平稳。

燃料级石油焦呈过剩趋势，低硫焦方面，由于受原油及渣油品质限制，产量增加有限，总体仍是绝对不足、相对过剩，即总体市场不足，但部分地区如东北地区相对过剩，如前所述，东北地区石油焦全部为低硫焦，供应远大于需求。因此，石油焦销售，特别是燃料级的石油焦销售，市场形式不容乐观，这也是促使各企业寻求石油焦加工利用追求效益的原因之一。

3 石油焦综合利用技术分析

石油焦市场供需均增加较快，但品质稍差的石油焦市场前景并不乐观，特别是以燃料销售的石油焦，销售效益并不理想，也影响了延迟焦化装置的加工效益。

基于以上原因，探讨石油焦进一步加工利用，是否可自用于锅炉燃料或其它用途，以彻底解决销售中存在的问题。目前，石油焦在炼化企业自用，主要是用于动力锅炉燃料，以下主要对用于锅炉燃料进行分析，并简要分析其它应用情况。

3.1 石油焦用于锅炉燃料技术情况

3.1.1 全石油焦锅炉

目前石油焦锅炉绝大部分采用循环流化床(CFB)锅炉技术，自1999年镇海石化CFB锅炉投产以来，已有十余年的工业应用，石油焦锅炉已应用到十几个炼化企业，技术已比较成熟，环保等指标满足要求。燃料种类由全焦到焦煤混烧均有分布。近年来国内炼化企业以石油焦为燃料的锅炉分布情况见表3。

表3 国内炼化企业以石油焦为燃料的锅炉分布情况

从应用情况中可以看出，上述企业均为中石化所属企业，其共同点是加工重质含硫原油能力强，焦化装置加工重质原油的渣油，在降低原油成本的同时，增加轻质油品产量，以较低的原油成本生产高价值油品，创造效益，所用的石油焦以高硫焦为主，价值相对较低；大部分应用于动力锅炉，并有一定的规模(除武汉石化外)；多数炼厂距离煤炭产地较远，购买煤运费相对高，在考虑煤与石油焦的价格差时，运费的价格也构成了一个有利因素，因此，中石化上述锅炉运行效益较好，特别是2007年之前原油价格相对较低时，效益更加明显。近年来，中石化在长岭、洛阳等分公司开始3级石油焦用于锅炉的推广。

3.1.2 煤燃料锅炉掺石油焦

国内有原设计煤燃料锅炉掺烧石油焦的报道[6]，目前该项技术多处于研究阶段，实际工业应用不多，其主要特点是采用煤作为燃料的锅炉，燃煤锅炉可掺少量的石油焦成分，在石油焦销售难度大，销路不好时，做为煤的替代能源。

3.2 石油焦作为锅炉燃料的技术经济分析

3.2.1 产汽成本情况分析

锅炉产汽成本主要为燃料成本，另外还包括制水成本、石灰石、药剂成本、自用蒸汽成本。燃料变化对于制水、药剂及自用蒸汽消耗成本不会有大的影响，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较低，影响很小。因此，可视为蒸汽成本的变化基本取决于燃料成本的变化。即石油焦与煤的价格比。因此，锅炉产汽成本可视为基本由燃料成本所决定。

为准确评价石油焦价值，引入等热值价值概念，即等同1 t标准油的相应燃料的价值，计算情况见表4。采取时间点为2011年6月，环渤海地区煤价。

表4 2011年6月份环渤海地区煤炭价格

同一时期广州地区动力煤价情况见表5。

表5 2011年6月广州地区动力煤炭价格

石油焦热值平均为34 727～35 982 kJ/kg，折合吨标油价值情况见表6。

表6 2011年6月份石油焦价格及折合标准热值价值情况

3.2.2 煤价格趋势分析

近几年某石化公司采购原煤价格变化情况见图2。由图2可见煤价格近年总体呈上涨趋势。石油焦与动力煤价格的共同趋势，为石油焦替代煤提供了效益保证。

年份图2 近几年原煤价格趋势

3．3 其它石油焦综合利用及深加工技术分析

3.3.1 锻烧焦

延迟焦化装置生产的石油焦为生焦，在炼钢用的石墨电极或制铝、制镁用的阳极糊(融熔电极)时，为使石油焦适应要求，必须对生焦进行煅烧。

生焦经锻烧后有一定的损失，但锻烧焦价值高于石油焦。有些工厂为提高深加工效益，把石油焦锻烧成锻烧焦后出售。部分下游应用厂家为降低成本，也通过采购生焦，自行锻烧后使用。

3.3.2 造气及制氢

石油焦用于造气或制氢方面，在国内也有应用[7]，相对于用重油作为原料的装置，有较好的经济效益。由于渣油与石油焦价差很大，石油焦价格仅为渣油价格的40%～45%，即使扣除石油焦与渣油的品质差因素，以石油焦替代渣油，也将会使原料成本大幅度下降[8]。

4 石油焦替代煤做为燃料对生产优化的影响及促进作用

石油焦替代煤做为动力锅炉燃料时，3级或以下牌号的石油焦有一定的效益，石油焦如能全部做为燃料使用，其质量要求的限制大幅度放宽，更有利于炼油装置的流程优化，可能会取得更好的间接效益。

石油焦属延迟焦化装置副产品，产品价值低，对于延迟焦化装置的效益影响较大，而且有的企业为保证石油焦质量，焦化装置采取的控制原料性质、保持较长的生焦时间、提高操作的苛刻度(较高的温度、压力、循环比)等调整对其效益造成负面影响，又进一步影响焦化装置的产品分布以及能耗，影响装置效益。因此，谋求石油焦替代燃料，降低品质标准，使延迟焦化装置以理想的工况运行，可望产生较好的效益。

延迟焦化装置加工原料劣质化、低循环比操作已成为近年的发展趋势，也是国内外普遍采用的加工重质劣质原油的一个重要手段，目前国外及国内延迟焦化装置大多采用较低的循环比操作，以降低低品质的石油焦产量，多产液体产品。国外延迟焦化装置以美国延迟焦化装置能力最大，技术先进，美国焦化技术重视采用低的循环比操作，甚至近年出现了超低循环比及零循环的焦化装置[9]。

中石化所属延迟焦化装置33套，总能力3 900万t/a(2009年数据)，以0.3以上循环比操作的仅有2套，占总能力的4%，以0.2以下循环比操作的为17套，占总能力的58%，最低循环比0.08(广州石化)，中石油焦化装置循环比普遍相对较高。

5 结束语

(1) 根据近期煤的价格与石油焦价分析计算，石油焦替代煤的盈亏平衡点为1 500～1 600元/t。高硫焦替代煤用于锅炉燃料，可有一定的效益，另一方面可减少外购煤、对外销售的成本。在南方部分企业，由于替代煤使用，可降低煤的外购及石油焦外销成本及运费等，即使是3级石油焦，替代煤也可有一定的效益。

(2) 石油焦用于合成气装置原料、制氢等用途，与渣油、轻油等做原料相比有非常大的成本优势，可大幅度降低合成气/氢气成本。

(3) 石油焦做为燃料使用，对炼油生产优化有积极的促进作用，在原油选择、原油加工路线优化中，使焦化装置得以进一步优化操作，降低生焦量，改善产品分布及降低成本。综合评价其产品分布的改善以及加工成本的降低带来的效益，一方面优化了原油加工路线，提高创效能力，另一方面也解决了石油焦销售问题，是众多生产石油焦企业需要考虑的问题。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 瞿国华.延迟焦化工艺与工程[M].北京:中国石化出版社，2008:1-33.

[2] 王玉章,申海平,刘自宾.延迟焦化石油焦及其应用[J].炼油技术与工程,2008,38(2):25-29.

[3] 段伦博,赵长遂,李英杰,等.掺烧石油焦410 t/h循环流化床锅炉NOx排放特性研究[J].热能动力工程,2008，23(4):391-394.

[4] 徐晖.循环流化床锅炉燃用石油焦技术[J].能源技术，2004,25(5):222-224.

[5] 邓雨生.CFB锅炉掺烧石油焦脱硫技术分析[J].热力发电,2010,39(4):42-45.

[6] 任慧锋,杨亚平,仲兆平,等.220 t/h煤粉锅炉掺烧石油焦的研究[J].发电设备，2004(6):359-363.

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