炼油行业发展趋势及可持续发展面临的挑战
——第117届AFPM年会综述
黄丽敏1，孟宪玲2，张喜文3，林 崧4，张毓莹1，潘 煜4，钟永钢4
（1.中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，北京100083；2.中国石化咨询有限责任公司，北京100029；3.中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，辽宁大连116045；4.中国石油化工股份有限公司，北京100728）
摘 要： 对2019年第117届美国燃料和石化生产商组织年会（AFPM）内容进行了总结，主要包括全球及美国炼油和石化行业发展趋势以及面临的法规等方面的挑战、催化裂化和加氢等炼油工艺工程技术和催化剂技术的进展、生物燃料技术、安全环保技术、数字化及智能化技术发展，同时也介绍了人力资源等可持续发展面临的问题和挑战。
关键词： 美国燃料和石化生产商组织年会 炼油 炼化
美国燃料和石化生产商组织（American Fuel &Petrochemical Manufacturers，AFPM）年会一直是全球炼油行业发展的风向标。该会议关注美国和全球炼油行业发展趋势、面临的挑战和对策，关注炼油行业最新技术进展。跟踪分析AFPM年会反映的发展动向和趋势对我国炼化行业发展具有一定的参考意义。
1964年，我初中毕业。家里无力供我升学，一家农场到省城招工，说是就在“庐山脚下”。我报了名，第三天就兴冲冲地上车。到了那里才知道，庐山只是一片剪影。我并不气馁。乡村充满了新鲜感，我可以写诗。每天在地里搜肠刮肚，下工就趴在草铺上奋笔疾书，寄往全国各地，又从全国各地被退回。退稿签都是铅印的，抬头上作者的名字也没有填写。终于有一篇我照当地“五句头”山歌写的叙事诗收到了江西省文联文学月刊《星火》一位编辑手写的回信，说：稿件拟留用。但目前停刊运动，用稿时间另告。
1 大会概况
2019年3月17-19日，第117届AFPM年会在美国德州圣安东尼奥举办，美国石油协会会员，世界主要炼油技术专利商、催化剂供应商、工程设计与承包商、设备制造商，咨询公司、人力资源等数百家公司共约1 300多人参加了此次会议。本次会议正式会议共计2天，设1个主会场和4个分会场。本次会议并没有明确划分技术及领域分类，本文以与本次大会相关的AFPM报纸和会场会议报告为基础资料，对相关内容进行了分类、整理和总结。
2 全球及美国炼油和石化行业情况
2.1 全球炼油和石化行业情况
1）供需
据国际能源署（IEA）预计，2024年底前全球石油需求仍会增长，将以年均120万桶/日的速度增长，届时将会增加到1.064亿桶/日。IEA目前仍预计电动汽车不会使石油需求达到峰值，认为石化产品和喷气燃料需求的增长会远远抵消汽油需求降低和电动汽车带来的影响。
从供应来讲，IEA预计未来5年美国将增加400万桶/日的原油供应量，有望推动全球石油供应增长。预计美国石油产量将从2018年的1 550万桶/日攀升至2024年底的1 960万桶/日。美国原油出口量将翻倍，预计到2024年底，美国石油出口量将超过俄罗斯，接近沙特阿拉伯的出口量，使全球原油供应更趋多元化[1]。
2019年AFPM年报指出，预计2050年，美国75%的新售车辆为内燃机车。2018年美国运输部门用能90%为石油产品，预计在21世纪中期仍将保持90%[2]。
（124）中华光萼苔 Porella chinensis（Steph.）S.Hatt.刘胜祥等（1999）；赵文浪等（2002）；熊源新等（2006）；杨志平（2006）；
近年来，国内勘探技术发展势头良好，但总体技术水平仍然较低，勘察技术创新不够，不利于工程勘探技术经济效益的提升。在实际的测量过程中，测量取样所获得的数据质量较低，测量方法的应用范围较小，没充分分析地基承载力。对于勘测来说，即使能够满足勘测的技术要求，但随着社会的不断前进，传统技术难以满足现实需要。
2）油价
对AFPM报纸及大会报告中出现的信息进行整理和总结，主要包括：国际海事组织2020年新规（IMO 2020）及其履约措施、催化裂化（FCC）、加氢、向化工转型、生物燃料、数字化和人工智能、安全生产、环保技术和企业管理等。
3）化工市场展望
预计2035年美国汽油需求将比2018年降低15%，柴油需求降低6%。同时，全球石化产品需求增速有望达到燃料需求增速的3～6倍。2018-2026年，汽油的全球复合年均增长率预计低于1%，而丙烯为4%，对二甲苯预计为5%。全球中产阶层的持续快速增长将拉动对石化产品的需求，为美国炼油行业带来机遇[4]。
2.2 美国炼油化工行业情况
2.2.1 总体情况
应该重视学龄前儿童视力问题，尽早对幼儿进行屈光筛查，早期发现儿童眼的屈光问题，尽早给予干预和矫治，不要错过视觉发育敏感期。同时做好宣传教育工作，使幼师、家长、幼儿了解儿童视力保健知识，为儿童营造良好的生活、学习环境，减少学龄前儿童看电视的时间，消除不良因素影响，以降低儿童屈光异常的发生率，促进儿童视力正常发育。
美国炼油和石化产品产量及开工率创新高，出口强势。美国炼油行业越来越关注公共政策问题，包括贸易和关税、IMO 2020法规、化学品法规、产品禁令、可再生燃料标准、燃料经济性（CAFE）标准、碳税以及电动汽车补贴政策等。2018年，美国炼油能力总计为1 860万桶/日。产能利用率平均为93%，为10多年来最高水平。燃料和石化行业净利润增长超过10%[5]。美国石化行业正经历一波扩能潮，这是过去50年里所没有见到过的。2019年还将有40亿美元投资有望涌入石化行业。仅在过去2年，美国和加拿大的石化项目总投资就超过了300亿美元。另据美国劳工局统计数据，美国炼油行业的事故或疾病发生率为0.7/100，石化行业为0.8/100，远低于全美制造业平均值[6]。
2.2.2 面临的政策挑战
BASF公司介绍了BASF工业4.0的愿景和架构以及BASF数字化转型的具体实施方案。预测了数字化对整个公司价值链的帮助，并以他人材料预言，到2027年，全球现有的500家标准普尔公司中75%将消失，所有职业中60%将受到自动化的影响。10年内，人工智能（AI）将介入到所有工业过程。
即使美国当局不积极参与全球气候行动，但美国的某些地方州政府也一直在积极推进气候行动。目前，已有9个州加入区域温室气体倡议（RGGI），有22个州加入了气候联盟，有11个州已经实施了碳定价体系。也存在一些挑战，其中加州限额和交易体系以及低碳燃料标准（LCFS）面临的挑战为：缺乏经济有效的减排措施，运输部门的温室气体减排目标难以实现；政策实施起来比较复杂，缺乏透明性，并存在一定的退化；应对气候变化行动所带来的好处与优点，存在不真实或虚幻的成分。
2020年1月1日起，IMO 2020法规将实施，要求船用燃料最高硫含量0.5%，且催化剂粉末小于50 ppm。该法规自发布以来一直备受关注，但存在诸多不确定因素，目前仍是观望居多。IMO 2020的应对措施主要有3种：采用低硫船用燃料油（预计应是2020年最主要的应对方案）；采用液化天然气；安装尾气脱硫装置[7]。预计船主会面临成本升高以及燃料相容性等诸多问题。可能会挤占部分柴油市场，导致炼厂改变产品结构或装置结构[8]。小规模炼厂只能等待船舶安装尾气脱硫设施，中等规模炼厂可能对调和与脱硫设施投资，大规模复杂型炼厂进行较小投资即可[9]。
2）可再生燃料标准
美国可再生燃料标准的实施在石化燃料和可再生燃料行业之间造成了很大的分歧。AFPM总裁Chet Thompson、美国生物柴油总裁Donnell Rehsgen、美国石油营销者协会总裁Rob Underwood、美国可再生燃料协会总裁Geoff Cooper等四大贸易协会领导者对可再生燃料标准（RFS）的看法总结如下：RFS确实减少了美国石油的对外依赖，并降低了交通领域温室气体的排放，也促进了就业；美国仍将坚定实施该标准，生物燃料的利用量也将持续增加；可再生燃料识别码/身份码（RINs）溯源管理体系大大增加了炼油商的履约成本，化石燃料生产商要增加130亿美元的人为政策性成本。
3）绿色新政
2.3.3 加氢
4）2019年驾驶员公平法案
美国炼油厂自动化协会认为生物基乙基叔丁基醚（ETBE）是提高乙醇使用水平、实施95号研究法辛烷值标准的解决方案。生物基ETBE在欧洲、拉美和日本广泛应用，调和比例最高可达22%（相当于E10）。目前已完成33%体积分数ETBE（相当于E15）和44%体积分数ETBE（相当于E20）的测试。认为可用生物乙醇替代甲醇，将MTBE装置改造为ETBE装置[20]。
2.3 炼化技术发展情况
巴克莱银行Michael Cohen认为，全球石油市场能够保持平衡。他指出特别是受到来自中国的经济增长激励，全球经济保持积极增长。分析认为：总体来看，近期油价增长受OPEC减产支撑，油价波动的主要因素与经济下行以及伊拉克、利比亚、尼日利亚或美国致密油供应表现相关。从中期看，如果美国供应表现良好，出口增加，抵消了OPEC的供应减产影响，则将导致全球原油供应宽松、油价走低的风险增加。报告分5种情景对近期2020年和中期2025年油价走势进行了分析和预测，预计油价低于70～85美元/桶[3]。
虽然现金流动性较强，但其盈利能力并不高。Jenson（1986）提出的自由现金流量假说认为，如果公司持有过多不必要的现金，管理者会不知不觉地实施现金滥用，从而盲目地进行投资项目，这在无形之间增加了企业经营期间的财务风险，也是对股东权益损害较大的一种自私自利的行为。由此可知，董事会需要抑制这种恶性投资行为来提高现金配置效率。但是当前现状是不论出于什么样的原因，很多公司都愿意超额持有现金量以满足自己的财务报表的需求。
2.3.1 IMO 2020法规及履约措施
对测控技术与仪器专业工程教育认证的思考 杨 晖,刘宏业,范彦平,华云松,张荣福,沈昱明,朱继岩 40(4)369
2.3.2 催化裂化
提高丁烯产率。Grace公司介绍了可以提高丁烯/丙烯比率，同时增加汽油研究法辛烷值（RON）的GBATM助剂技术[10]。BASF公司最新的FCC催化剂FourteTM也可提高丁烯产率[11]。
丙烯生产。BASF公司推出了FCC最大化生产丙烯（10.5%）催化剂及使用Selexsorb活性氧化铝吸附剂生产化学品级丙烯的整体解决方案[12]。
有研究发现TPPU可减轻博莱霉素诱导的小鼠肺纤维化5],同时抑制肺内炎症反应。而肺纤维化与ALI都存在一定的炎症放大效应,因此,本研究尝试探索TPPU是否也能减轻LPS诱导的ALI,并对其可能的机制进行探讨。实际上,实验结果证实了我们最初的猜想,本研究观察到采用TPPU抑制s EH活性,增加小鼠体内EETs含量后,可减轻LPS诱导的小鼠ALI,其机制可能与抑制ALI小鼠肺组织TNF-α的表达有关,从而为s EH抑制剂TPPU用于治疗ALI提供了一定的思路和实验基础。
绿色新政（the Green New Deal）提案旨在10年内全面改革能源系统，大力推广可再生能源、能效项目和零排放汽车，企图完全消灭美国石化行业。该提议已获得100个国会议员的支持，遭到AFPM反对。
这部分主要有德国hte公司的高通量技术、杜邦公司IsoTherming技术以及Albemarle公司和ExxonMobil公司的Celestia体相催化剂技术。
hte公司的高通量技术目前可以做到24列，可根据需要放大规模[13]。杜邦公司的IsoTherming技术目前已有16套装置建成运行，1套将于2020年运行，还将授权10套装置。据称使用该技术可使资金成本降低20%，公用工程节能总计达40%～60%。据称在中国海油应用后，柴油加氢裂化装置能耗仅为4.19kg标油/t[14]。Albemarle公司和ExxonMobil公司的Celestia体相催化剂于2015年首次工业使用，其相对加氢能力远超普通的NiMo催化剂，也超过了Nebula催化剂[15]。Wood公司认为用固定床加氢处理方案来生产IMO 2020船燃可以盈利[16]。
2.3.4 向化工转型
主要包括鲁姆斯公司的乙烯二聚与OCT技术组合生产聚合级丙烯的技术[17]以及UOP公司的“原油制化学品最新进展”。
UOP公司在一个由延迟焦化、VGO加氢裂化生产柴油、柴油加氢处理以及芳烃综合生产装置等构成的基准炼厂结构下，先后用UniflexTM和MCTM工艺替代延迟焦化工艺、再将VGO加氢裂化生产柴油替换为VGO加氢裂化最大化生产石脑油方案、然后再将柴油加氢处理替换为馏分油加氢裂化最大化生产石脑油方案、最后将甲苯甲基化生产对二甲苯工艺整合入芳烃综合生产工艺中。通过逐步改造，最终使每桶原油利润增加30美元，内部收益率（IRR）累计增加24%[18]。在UOP现场会议中还给出了零燃料生产装置工艺结构，产品为乙烯、丙烯、苯、对二甲苯和直链烷基苯[19]。
2.3.5 生物燃料
2019年驾驶员公平法案（the Fairness for Every Driver Act of 2019），旨在取消对电动汽车的无效补贴，促进各种车辆技术之间的公平竞争。
2.3.6 数字化和人工智能
1）总量与限额交易体系和低碳燃料标准
③指导交流功能：学生在自主学习过程中，不可避免会碰到一些迷惑和困难，一方面可通过课堂的讨论和答疑来解决问题，另一方面也可通过网络平台的指导交流功能来答疑解惑，这部分功能为教师和学生搭建了一个平等交流和学习的平台，学生在规定时间内通过观看微视频，参与在线答疑、讨论等环节,进行各种主题学习以及学习经验的交流，这种交流不受时间和空间的限制，不仅方便了教师与学生间的互动，而且也增加了教师与学生之间的融洽度，为进一步教学提供了方便。
KBC的Co-Pilot ProgramTM计划结合KBC的策略和技术顾问及其全球领先的Petro-SIMTM模拟技术，可与云端工业物联网（IIoT）数据即服务解决方案连接，用于远程监控和帮助客户改善过程操作。
霍尼韦尔UOP公司使用大数据分析系统来提升连续重整装置和FCC装置的工艺可靠性[21]。此外，此次会议也介绍了人工智能或VR虚拟技术在培训新员工、安全生产培训等方面的应用。IBM公司还介绍了AI技术在石油石化领域安全生产中如何诊断、如何优化[22]。
2.3.7 安全生产
会上主要介绍了机械完整性分析和法规体系[23]、API工艺安全现场评估规划项目[24]、事故事前控制以及网络安全等。值得一提的是，在美国的很多州和区域创建了职业安全局域网络，起到了信息共享、总结实践与促进安全提升的良好作用。
芪骨胶囊组：口服芪骨胶囊（厦门中药厂有限公司生产，规格0.55 g/粒，国药准字Z20090656）3粒/次，3次/d，温水送服，治疗6个月。
2013年开始，常州市在多年开展“清水工程”的基础上，全面开展城区河道环境综合整治工作。通过近年来的努力，城区河道水质得到进一步提升，截至2016年，整治河道达38条，投入资金近20亿元。多年的水环境综合整治工作使得常州市区的河道环境得到改善，市区河道黑臭状况基本消除。
2.3.8 环保技术
加氢苛刻度增加，使得加氢脱氮（HDN）/加氢脱硫（HDS）的比值增加，导致酸性水汽提气的数量大于胺液再生酸性气，致硫黄回收装置的处理负荷增大，需新增或扩建尾气处理单元（TGTU）。将酸性水汽提气引入SWAATS装置可减轻硫黄回收装置的生产负荷，还可同时生产环保型肥料（ATS）[25]。
此外，苏伊士水务技术公司还介绍了ThermofloTM阻垢产品用于解决换热器高温部位的结焦问题[26]。
我国建筑行业随着经济和科学技术的不断发展，其管理模式已经逐渐从传统管理模式向着信息化转变，在建筑工程造价管理中应用BIM技术。建筑工程从设计阶段到施工阶段，BIM技术都能够提供可靠的技术支持，为确保工程造价的合理性，建筑企业也借助BIM技术对工程施工的各阶段进行工程造价管理，有效地控制了建筑工程施工成本，确保了企业的自身利益，也推动着建筑行业整体的进步发展。
2.3.9 公司管理
1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0统计软件对数据进行分析。计数资料以百分比表示，采用χ2检验；计量资料以x±s表示，采用t检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
Chevron，Valero，Motiva Enterprises，Chevron Phillips Chemical，ExxonMobil和CVR Energy公司的高层管理者就人力资源多元化及可持续性等公司管理方面进行了小组讨论。主要结论为：公司的人力资源需要多元化，需要对种族和性别等具有包容性；美国油气行业正在面临老龄化的趋势和挑战，需要做好准备，使知识和技能传承下去，也提到新进员工在进行职业选择时对公司的社会责任和可持续性越来越重视[27]。
3 总结
本次AFPM年会主要探讨了美国炼油行业所面临的法规和政策、IMO 2020法规及履约措施准备、向化工转型、催化剂和炼油技术、安全环保和优化以及数字化及人工智能技术在炼油行业的应用等方面的技术进展。从2018年以来，AFPM会议中弱化了对炼油技术相关领域的分类，可以明显感觉到炼化行业在不断提高及优化炼油工艺工程技术和催化剂技术的同时，越来越关注法规、政策、可持续以及大数据和人工智能等技术对行业的影响。
IMO 2020法规不仅对船用燃料硫含量进行了最大0.5%的限制，还对固含量进行了最大50 ppm的限制，当使用FCC油浆生产低硫船用燃料时，需要考虑催化剂粉末的脱除问题。预计该法规会提高对中间馏分油的需求，有可能会对不断增长的柴油市场产生一定的影响，最终可能会导致炼油厂产品结构和装置发生改变。
业界普遍关注向化工转型，UOP对现有炼油厂分步实施炼化一体化改造方案进行了探讨，受到了与会人员的广泛关注。能够进行装置结构调整和布局以便能够根据市场情况灵活安排生产，是企业实现盈利、确保生存的重要条件。
利用信用评分辅助绿通治理，可对信用评分较低的驾驶人员及车辆进行详细检查，在一定程度上提高驾驶人员对信用评分重要性的认识；同时，可对信用评分较高且无任何疑似异常通行记录的驾驶人员及车辆进行绿通免检。
炼油行业受到气候政策、可再生燃料政策、电动汽车等诸多方面的挑战，外界对炼油行业的容忍度也越来越低。炼油行业在为自己发声的同时，更需要树立积极履行社会责任、关注安全环保和可持续发展的正面形象。
数字化和人工智能等技术在炼油领域的应用越来越多，如何使这些技术真正发挥指导实际生产、实现最大盈利的目的也是需要切实关注和考虑的问题。
此外，本次会议中提到的一些安全生产监管体系和理念以及知识传承和人员可持续发展战略等对我国石化行业安全生产和可持续发展也具有很好的借鉴意义。
参考文献
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Refining and Petrochemical Industry: Trends and Challenges for Sustainable Development——A Review of the 117th AFPM Annual Meeting
Huang Limin1, Meng Xianling2, Zhang Xiwen3, Lin Song4, Zhang Yuying1, Pan Yu4 and Zhong Yonggang4
(1.Sinopec Research Institute of Petroleum Processing, Beijing 100083, China;2.China Petrochemical Consulting Corporation, Beijing 100029, China;3.Sinopec Dalian Research Institute of Petroleum and Petrochemical, Dalian Liaoning 116045,China;4.China Petroleum & Chemical Corp., Beijing100728,china)
Abstract s: The 117th American Fuel & Petrochemical Manufacturers (AFPM) Conference was summarized based on the information from the 117th AFPM Conference Daily and papers.The topics included the trend of the US refining and petrochemical industry, the challenges to the industry's development and sustainability, the improvements of FCC, hydroprocessing, bio-fuels manufacturing, safety and environment protection, and digital and intelligent technologies.The topics such as the sustainability of human resources of the industry were also addressed.
Keywords: AFPM, crude refining, petrochemical
收稿日期： 2019-08-02。
作者简介： 黄丽敏， 高级工程师，主要从事炼油领域情报调研及相关规划工作。
标签：美国燃料和石化生产商组织年会论文; 炼油论文; 炼化论文; 中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院论文; 中国石化咨询有限责任公司论文; 中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院论文;