《大宗商品Ⅰ》——原油的煉製

系列文章中已經介紹了原油的供給與需求、原油的分類、原油的歷史、原油的作用以及未來的替代能源發展。至此，基本上宏觀方面的原油知識已經介紹完了，但是在結尾部分，還是想介紹一下煉製的過程，因為原油並不能夠直接使用，而是要通過一系列工藝處理才能夠被使用，而工藝水平等會影響到原油的需求與供給。

1 原油煉製工藝

煉製工業是把原油通過石油煉製過程加工為各種石油產品的工業。最常用成品油如汽油、煤油和柴油均是通過這種方法提煉而來。

上圖簡單勾勒出了原油的加工過程，基本上可以分為兩大過程：

1）將原油先按不同產品的沸點要求，分割成不同的直餾餾分油，然後按照產品的質量標準要求，除去這些餾分油中的非理想組分；

2）通過化學反應轉化，生成所需要的組分，進而得到一系列合格的石油產品。

圖中，右端黃色部分代表的是成品，如合成橡膠、樹脂、纖維、汽油、柴油、瀝青、石蠟等。綠色部分代表的是基本工藝，如常減壓蒸餾、催化裂化、延遲焦化、加氫裂化、溶劑脫瀝青、加氫精制、催化重整等。灰色部分為中間產品。

從圖中可以看出，單位水平的原油所產出的每一種材料的比例是相對固定的，按照估計，一桶原油大約160升，經過煉製，大約可以產出約90升成品汽油、25升煤油、25升柴油以及部分瀝青，還有一些其他的如橡膠、石蠟等化工產品。當然，其比例與煉油工藝水平有關，同時也與原材料相關，因為不同產地的原油在含量方面還是有所區別的。但是，總體上的水平相差不會太大。

2 煉製工藝的發展

A 煉油工業的產生

先來看一下以下幾個對煉製工藝發展的重要事件：

1）1823年，俄國杜比寧三兄弟在莫茲多克建立俄國的第一座釜式蒸餾工廠煉製石油。

2）1854年,美國B.西利曼建立最早的原油分餾裝置。

3）1860年,美國人W.巴恩斯代爾和W.A.艾博特在賓夕法尼亞州的泰特斯維爾建造了美國第一座煉油廠。

至19世紀末全世界已建設了許多煉油廠或煉油裝置，大都採用釜式間歇蒸餾或釜式連續蒸餾，主要生產照明用的煤油。由於當時還處於工業發展的初期階段，機械能源主要依靠煤炭，汽油和重質油沒有找到用途，一度成了煉油廠難以處理的廢料。

4）1876年,俄國根據化學家Д.И.門捷列夫的提議，建造了一座從重質油大規模煉製潤滑油的工廠，重質油得到有效利用。至此，石油潤滑油開始在各個應用領域取代動植物油脂。

5）用於燃燒重質油的噴嘴（燃燒器）得以發明，使得重質油開始用作鍋爐燃料，並逐漸成了各工業部門以至鐵路和水運部門不可缺少的燃料。

B 近代煉油工業

1）19世紀末葉，汽車發動機和柴油發動機相繼問世以後，汽油和柴油很快取代燈用煤油的地位。開始改變能源結構，煤炭的作用進一步下降。

2）1913年W.M.伯頓液相裂化工藝首先實現了工業化，在一定的壓力和溫度下進行石油餾分的熱裂解，獲得了更多的汽油。

3）1925年後至第二次世界大戰前，化學工程的發展和實際應用，管式爐、泡罩塔、汽提塔等設備的採用，促進了煉油技術的發展。

這個階段最重要的是汽車以及工業的發展，使得對原油的需求開始出現猛增，第一次世界大戰更是加速了這個過程，其次才是煉油工藝的改進。

C 現代煉油工業

1 ）為了增產汽油和提高辛烷值，以滿足第二次世界大戰的需要，煉油工業由熱加工轉向催化加工。

2）第二次世界大戰期間，石油化工因戰爭刺激而興起，提供大量生產硝酸銨炸藥所需的氨、生產梯恩梯(三硝基甲苯)炸藥所需的甲苯、生產合成橡膠所需的丁二烯和苯乙烯等。

3）二戰之後，全球掀起了重建高潮，對能源的需求再度高漲。

4）1973年中東戰爭開始后，隨之而來的兩次石油價格上漲給煉油工業帶來了衝擊，迫使一些煉油公司停建新煉油廠，並關閉一部分煉油廠，而致力於增加二次加工能力，以便充分利用原油，提高石油產品的產率。

5）隨著新世紀的到來，世界對環保的重視程度日益增加，巴黎全球氣候組織的建立與運營伴隨著節能減排的進行，新的煉製工藝得到發揚。

3 煉油產業

俗話說，無利不起早，隨著能源需求的日益增長，以及原油價格的一路走高，特別是1970年後的兩次原油價格大暴走，使得原油工業的發展從低效走向高效，從高污染逐步降低污染。

從上圖來看，中國與美國的煉油產能居高不下，主要是由於經濟發展對原油的需求量巨大。從能源消耗的角度來說，中國已經接近美國的水平，其次是俄羅斯，然後是印度、日本、韓國。其他的主要的產油大國，其煉製相對較少。

從上面來看，煉油主要在消費國佔據主要地位。