全球炼油催化剂进入快速发展期

□ 中国石油石油化工研究院朱庆云李顶杰李雪静

　　炼油业提供了全球90%以上的交通运输燃料和有机化工原料，炼油过程中80%以上使用催化剂，催化剂是炼油技术不断发展的核心。催化剂性能的提高和更新换代推动炼油工艺的改进和创新，催化剂技术进步则成为炼油行业提高盈利能力和应变能力的主要手段之一。当前，清洁燃料需求的大幅增加，原油质量劣质化、重质化趋势的加剧，生产过程清洁化要求的不断提高，成为推动全球炼油催化剂需求不断增长的主要因素。

　　炼油催化剂产业具有技术密集度高、生产要求高、产品种类多、更新换代快、投资回报率高等特点，炼油催化剂的性能及成本已成为影响炼油业务发展的主要因素之一。炼油催化剂主要包括催化裂化、加氢（裂化、处理等）催化剂、重整以及烷基化等，炼油催化剂业务主要包括催化剂的研发、生产以及销售等。由于炼油催化剂的特殊性，全球炼油催化剂的研发、生产等较为集中，尤其是催化裂化以及各类加氢催化剂等主要集中在少数几家公司。

一、不同催化剂市场需求差异大

　　催化裂化催化剂、加氢催化剂、重整催化剂是最为重要的炼油催化剂，它们的技术含量高、使用要求高、单价高，尤其是加氢类（均价高达1.7万美元/吨）和重整催化剂。从市场销售额看，加氢类催化剂最高（占总炼油催化剂销售额的43%），催化裂化催化剂次之（占38%），烷基化催化剂最低（详见表1）。全球各地区经济发展水平不同，清洁燃料质量升级进程不同，炼厂装置结构不同，油品需求结构不同，炼油催化剂的使用量和使用周期不同，造成主要炼油催化剂的需求存在较大差异。

　　全球主要炼油催化剂的生产和研发主要包括大型石油公司（壳牌、巴斯夫、雪佛龙、中国石化等）、炼油技术开发公司（UOP、托普索、Axens等）、催化剂专业公司（Grace Davison、雅保等）。催化裂化催化剂的生产和研发主要有Grace Davison、巴斯夫、雅保、中国石油、中国石化等。2011年世界催化裂化催化剂总产能约80万吨，相比于加氢催化剂，催化裂化催化剂的生产厂家相对较少，产能相对集中，前3家公司占全球催化裂化催化剂市场份额80%以上。加氢催化剂种类较多，包括汽油加氢、柴油加氢、加氢裂化、渣油加氢以及催化裂化原料预处理等，因此加氢类催化剂生产机构较多，产能较为分散，但例外的是由ART和雅保两家公司提供的固定床渣油加氢催化剂市场占有率超过80%。重整催化剂的生产和研发机构比较集中（见表2）。

　　　表1 2012年全球炼油催化剂份额及类型统计/亿美元

地区/国家份额/% 价值催化剂类型份额/% 价值

北美 43 19.35 加氢处理 43 19.35

中国 19 8.55 催化裂化 38 17.10

西欧 11 4.95 加氢裂化 6 2.70

亚洲（不包括中国、日本） 9 4.05 催化重整 6 2.70

日本 6 2.70 烷基化 6 2.70

其他 12 5.40 其他 1 0.45

合计 100 45.00 合计 100 45.00

　　　表2 主要炼油催化剂生产及研发公司

催化剂类别公司

催化裂化 Grace Davison、巴斯夫、雅保

加氢处理催化汽油 Axens、 CDTECH、埃克森美孚

石脑油 Criterion、雅保

柴油 Criterion、雅保

超低硫柴油托普索、雅保、ART、Axens、CRI

减压瓦斯油 Criterion、雅保、ART

加氢裂化 ART&CLG 、UOP、Axens、CRI

渣油加氢固定床 ART、雅保、Axens

沸腾床 Criterion、 ART、Axens

　　重整 UOP 、Axens

二、催化剂公司各种体制共存

　　由于催化剂在炼厂中的重要作用，许多大石油公司、炼油技术开发公司、催化剂专业公司非常重视炼油催化剂业务的发展。

　　1．大型石油公司

　　全球石油公司排名靠前的壳牌、埃克森美孚、BP、中国石化、中国石油、雪佛龙等基本都有炼油催化剂业务，只是研发、生产及销售方式等存在一定差别。有的公司采用研发、生产、销售及服务的完整运营方式，成立专业的催化剂业务公司，如壳牌公司、中国石化等；有些公司设有催化剂的研、产、销等部门，但没有催化剂业务运营公司，如中国石油；有些公司设立专门的催化剂研发机构，几乎包括催化裂化、加氢等主要炼油催化剂的研发，但生产业务大部分委托公司外企业，如埃克森美孚；有的公司为提升催化剂业务优势，采用与催化剂专业公司合作的方式加速发展炼油催化剂的研发、生产及销售等业务，如雪佛龙分别与Grace Davison、Lummus催化剂公司合作成立ART和CLG公司，大幅提高其加氢类催化剂的市场占有率。这些公司炼油催化剂业务发展的模式有所不同，但基本拥有自己的研发团队。至于催化剂生产，壳牌、中国石化等拥有独立的生产企业；雪佛龙主要依靠合资企业生产；埃克森美孚、BP等则主要依靠外委企业生产，其中埃克森美孚只生产少量的炼油催化剂。

　　2．催化剂生产、研发的专业公司

　　专门进行炼油催化剂的研发和生产企业，其母公司或其本身并不仅局限于炼油催化剂，同时生产其他种类的化学品和催化剂，如隶属于Grace化学品公司的Grace Davison催化剂公司，隶属于巴斯夫的巴斯夫催化剂公司等。此类公司一般提供催化剂产品，但也有采用与大型能源公司合资合作共同开拓市场，如Grace Davison与雪佛龙成立合资公司ART；雅宝与巴西石油公司成立合资公司生产催化裂化催化剂等。

　　3．炼油催化剂技术开发公司

　　这类公司主要依靠其在某一催化剂领域占据世界领先水平的优势大力发展炼油催化剂，UOP公司连续重整技术应用率占世界市场份额的70%以上，为其该类催化剂的生产和销售奠定了基础；托普索公司生产超低硫柴油的加氢催化剂以及Axens公司生产超低硫汽油的加氢催化剂都是以其强大的技术优势一起推出。这些公司与世界大型石油石化公司开展合作，进行成套技术开发。这类炼油催化剂公司的代表主要有UOP、托普索和Axens等。

三、业务发展模式各有千秋

　　通过对三类主要炼油催化剂公司的调研分析，可以看出各公司炼油催化剂业务发展模式及特点（见表3）。

这些公司的炼油催化剂业务得以持续稳定发展，引领世界炼油催化剂的发展，并为企业获取利润，主要得益于以下方面的成功运作。

第一，研发是关键。将催化剂研发摆在重要位置，不断提高催化剂研发水平，是国际化大型石油公司成功的关键。炼油催化剂的竞争，不仅仅是质量、价格、技术、人才的竞争，更重要的是催化剂产品能否满足高品质油品生产的需求。高水平的研发是炼油催化剂发展的根基，是油品质量不断提高的关键。一些大石油公司都将催化剂研发摆在重要位置，持续投入经费，不断完善催化剂研发装备。壳牌的标准催化剂公司现已成为全球最大的加氢处理催化剂生产商，占全球加氢类催化剂总需求40%。作为全球炼油技术的开创者和领先者，埃克森美孚在炼油领域的核心技术呈多点覆盖之势，囊括催化裂化、催化重整、加氢处理、润滑油生产等主要炼油催化剂技术。

第二，采用国际合作、并购等方式实施国际化发展战略，适时调整炼油催化剂业务，突出公司炼油催化剂特点，巩固公司炼油催化剂优势。大型的炼油催化剂业务公司，已基本没有地域概念，他们采取合作或合资建新厂的方式，拓展在世界各地的业务，巩固炼油催化剂业务的优势，最终达到占领市场的目的。雪佛龙为进一步提高渣油加氢催化剂的市场份额，与催化剂专业公司Grace Davison合资成立ART公司，目前市场占有率全球第一；与Lummus催化剂公司合资成立CLG公司，以加强加氢裂化、润滑油异构脱蜡等催化剂的优势，加氢裂化催化剂和润滑油异构脱蜡催化剂的全球市场占有率分别达到40%和60%以上；为扩大在亚太地区和中东地区的催化剂市场份额，2002年收购日本能源公司加氢处理催化剂业务，2007年收购科威特催化剂公司18%股份。雅保公司为发展催化裂化催化剂业务，2004年收购阿克苏诺贝尔公司催化裂化催化剂业务，目前催化裂化催化剂市场占有率位列全球前三；为进一步扩大加氢催化剂技术优势，2006年与UOP公司结盟，使其加氢处理催化剂市场占有率全球第二。巴斯夫公司2006年收购催化裂化催化剂恩格哈德公司，通过收购成为世界三大催化裂化催化剂供应商之一。为进一步扩大催化裂化催化剂业务，2007年对在荷兰和美国的催化裂化催化剂生产进行扩能改造以及收购我国的桂林REEcat催化剂厂。通过合资合作，大型石油公司获得专业催化剂公司的技术和服务，提高公司炼油业务水平，催化剂技术开发公司则获取了稳定的客户群，扩展了催化剂业务范围并扩大了市场占有率，这是大型石油公司炼油催化剂业务发展成功的重要经验。

第三，依托母公司强大的技术后盾，为炼厂提供全方位技术服务，确保炼油催化剂业务的可持续发展。世界炼油催化剂生产厂家中有相当一部分是世界500强跨国公司的下属公司，典型的有壳牌标准催化剂公司、埃克森美孚研究与工程公司、巴斯夫催化剂公司，其母公司均为世界大型石油石化公司，同时开展炼油新工艺开发、工艺设计、成套设备等等业务，相当部分的炼油催化剂是与新工艺一起推向市场。两家合资企业ART和CLG的炼油催化剂，之所以在短短十几年间成为世界渣油加氢催化剂和加氢裂化催化剂市场的佼佼者，主要原因是其强大的炼油技术背景，为其炼油催化剂的发展奠定了良好基础。

这些公司炼油催化剂业务的成功发展，与这些公司为用户提供的研发、生产以及技术服务密不可分。配置合理的生产、研发、销售及服务体系是成功的重要保障，尤其是专为炼油催化剂业务成立的催化剂专业运营公司，在炼油催化剂业务的发展中起到了至关重要的作用。在激烈的炼油催化剂市场竞争中，拥有自己的研发团队和优势技术，适时地采取合资合作方式加强自身的优势或者拓宽催化剂领域，灵活地调整炼油催化剂发展方向等对于石油公司炼油催化剂业务的长期有序发展非常重要。

　　　　表3 主要炼油催化剂公司的研发、生产及销售模式

公司催化剂研发催化剂生产与销售

独资合资委托

合资方式合资单位委托方式委托单位

大型石油公司

壳牌 ● ●

埃克森美孚 ● ◎

BP ● ● UOP

中国石油 ● ●

中国石化 ● ●

雪佛龙 ● ● Grace Davison

Lummus

巴西石油公司 ● 雅保

催化剂公司

Grace Davison● ● ● 雪佛龙

雅保 ● ● ● 巴西石油公司等

巴斯夫 ● ● ●

技术开发公司

UOP ● ● ● BP等

Axens ● ● ●

托普索 ● ●

注：●表示拥有；◎表示部分拥有

四、未来发展趋势

　　（1）炼油催化剂需求将高于炼油能力增幅。虽然全球油品需求增幅放缓，但因清洁燃料标准要求不断提高以及炼厂处理原料的多样化等因素，促使炼油催化剂需求的增速仍然要高于炼油能力的增加。据雅保公司预测，从目前至2017年，全球炼油能力增幅为2%，炼油催化剂增幅约2.7%。

　　（2）中东、亚太将是炼油催化剂增长最快的地区，中国将是增长最快的国家。因为中东炼油能力的增加，以及亚太地区油品需求和化工原料需求的增加，使得中东和亚太等地区将是全球炼油催化剂需求增速最快的地区。据IHS化学公司预计，中东炼油催化剂年均增速为5%；中国年均增速将达到6.7%，2017年炼油催化剂费用将达到12亿美元。

　　（3）加氢催化剂将成为全球增速最快的炼油催化剂。受全球汽油、煤油以及柴油需求增加以及环保要求的不断严格等因素影响，用以提高油品质量和多产优质油品的加氢工艺的能力不断增加，因此，加氢催化剂将会成为增加最快的炼油催化剂，加氢处理则成为增长最快的加氢催化剂，2012年加氢处理催化剂销售额占当年全球总炼油催化剂销售额的43%，2013年占比达到44.7%，未来数年加氢处理催化剂的占比或销售额都将进一步提高。

　　（4）催化裂化催化剂的开发及应用将主要向着处理渣油、应对致密油加工等方向发展。由于亚洲和中东的炼油企业需要处理越来越多的渣油，以及因FCC装置加工致密油时出现的高转化率、热平衡以及较高含量的钠、铁及钙等问题，未来催化裂化催化剂的开发及应用将更加集中在解决渣油及致密油的加工上。

　　（5）美国致密油的快速发展以及不断波动的油价，都将会对现有的炼油催化剂的发展带来机会与挑战。炼油催化剂业务公司应提早或积极应对，方能长期屹立于世界。为了应对致密油加工带来的催化裂化装置减压瓦斯油减少、装置处理量降低、烷基化油原料减少等问题，巴斯夫公司、Grace Davison提供了相关催化剂解决了上述问题。

　　（6）催化材料的开发及应用将是提高炼油催化剂性能、降低催化剂成本的关键。新型结构分子筛、纳米催化材料、生物催化剂、离子液体、非晶态合金、固体超强酸、过渡金属氮化物等新型催化材料的开发等，将会对渣油加氢、蜡油加氢以及生产优质汽油组分的烷基化、异构化等技术的应用开辟新方向，将会使炼油业的发展过程更加环保和更加经济。