汽油吸附脫硫裝置技術經濟特性分析

趙文忠，孫麗麗，吳德飛，袁忠勛

(1.中國石化工程建設有限公司，北京 100101；2.中石化南京工程有限公司)

中國石油化工股份有限公司汽油吸附脫硫(S Zorb)技術可節能高效地對催化裂化汽油進行超深度脫硫并減少辛烷值損失，是我國汽油質量升級的重要手段。汽油吸附脫硫裝置加工了全國超過50%的催化裂化汽油，是煉油廠生產硫質量分數不大于10 μg/g清潔汽油的核心裝置。

汽油吸附脫硫裝置的規模和原料產品方案決定著煉油廠生產清潔汽油的投入和成本，進而影響到全廠的經濟效益和同業競爭實力。通過分析汽油吸附脫硫裝置的技術經濟特性，可以認知和掌握影響其效益的各種因素，從而在實踐中趨利避害，不斷優化項目效益，提高整體競爭力。以下從投資、成本、財務效益、行業和社會效益等方面入手，詳細闡述該裝置的技術經濟特性。

1 汽油吸附脫硫裝置投資特性分析

1.1 建設投資分析

裝置規模、工藝技術、原料性質、產品要求、建設現場條件等因素都會影響到新建汽油吸附脫硫裝置的建設投資。按2013年國內價格計算，一套1.5 Mt/a汽油吸附脫硫裝置，單位加工能力建設投資約在180元/t左右(不含增值稅)；一套2 Mt/a汽油吸附脫硫裝置，單位加工能力建設投資約在160元/t左右(不含增值稅)[1]。

典型汽油吸附脫硫裝置建設投資中各種投資費用的比例如圖1所示。由圖1可見：汽油吸附脫硫裝置建設投資中，固定資產投資是主體，占92%；無形資產約占2%；其他資產約占1%；預備費約占5%。建設投資中通常含有占比為百分之十幾的外匯部分，主要集中在引進設備材料及催化劑等方面。

圖1 汽油吸附脫硫裝置建設投資費用構成■—固定資產投資； ■—無形資產； ■—其他資產； ■—預備費

對于汽油吸附脫硫裝置改擴建而言，其建設投資因情況而異，差別較大。一般而言：裝置的改擴建或利用增量調動存量；或因脫瓶頸而貫通流程，擴大裝置加工規模；或改變產品方案；或為適應原料油性質變化等而進行的改擴建，其需要的投資費用也有很大差別。通常，在汽油吸附脫硫裝置改擴建項目的投資結構中，工藝設備的增加或更換是主要內容。

1.2 工程費用分析

工程費用是建設投資的主要構成部分，也是其他費用的計算基礎，是影響建設投資高低的決定因素。汽油吸附脫硫裝置工程費用約占建設投資的87%，工程費用中各項費用的構成比例各不相同，但差別不大。以一套2 Mta汽油吸附脫硫裝置為例，靜設備費用占38.04%，自控儀表費用占21.90%，構筑物費用占12.54%，工藝管道費用占9.18%，電氣費用占5.30%，機械設備費用占5.24%，工業爐費用占3.98%，建筑物費用占1.52%，其他費用占2.30%，如圖2所示。

圖2 汽油吸附脫硫裝置工程費用構成■—建筑物； ■—構筑物； ■—靜置設備； ■—機械設備； ■—工業爐■—工藝管道； ■—電氣； ■—自控儀表； ■—其他

從上述分析來看，降低投資的重心主要在于降低工程費用。工程費用中各種動、靜設備費用占比超過40%，其次是自控儀表、構筑物、工藝管道等費用，占比為10%～21%。對設計人員來說，在滿足工藝要求的同時，要盡可能降低設備費用，盡可能減少占地以節省管道和土建費用。此外，由于汽油吸附脫硫裝置的控制系統較為復雜，其自控儀表投資占比明顯高于常規煉油裝置，降低自控儀表投資對減少汽油吸附脫硫裝置的工程費用具有重要意義。

2 汽油吸附脫硫裝置成本特性分析

2.1 成本構成要素

汽油吸附脫硫裝置的總成本費用包括以下內容：原料費用，根據裝置原料進料量及其價格計算；輔助材料費，包括催化劑和化學藥劑消耗的費用；燃料動力費，根據水、電、蒸汽、燃料、壓縮空氣等的用量及價格計算；工資及福利費，人員工資及福利費用；制造費用，包括折舊費、修理費和其他制造費，為車間級管理費用；管理費用，包括無形資產及其他資產攤銷、其他管理費，為全廠級管理費用的分攤費用；財務費用，包括流動資金借款利息和長期借款利息；營業費用，一般按營業收入的一定比例計取(按全廠分攤考慮)。汽油吸附脫硫裝置的成本中絕大部分是原料費用，而其他各項均可歸集到加工費的范疇(相當于廣義的完全操作費用)。

2.2 原料費用

在煉油廠的成本構成中，原料費用占比通常超過90%；而在汽油吸附脫硫裝置的成本構成中，原料費用約占95%以上。但由于汽油吸附脫硫裝置的主要原料費用為催化裂化汽油，主要產品為脫硫汽油，兩者的價格高度相關，單獨裝置的經濟效益主要體現在脫硫汽油相對于催化裂化汽油的毛利與操作費用的相對關系。因此，原料價格僅對流動資金會有一些影響，對裝置的經濟效益影響不大。

2.3 操作費用分析

當前，操作費用指標在煉油項目財務分析中受重視的程度越來越高。客觀上(單位)操作費用反映了一套煉油裝置在生產中對于加工(單位)原料的總費用支出。在既定的裝置產品方案下，降低操作費用可直接增加裝置的利潤總額，從而增強裝置競爭力。操作費用作為生產裝置的主要技術經濟指標之一，其高低已成為衡量一套煉油裝置在同類型裝置中先進性的重要尺度[2]。

操作費用通常分為完全操作費用和現金操作費用。計算式分別為：完全操作費用(元t)=(輔助材料費+外購燃料費+外購動力費+工資及福利費+折舊費+修理費+其他制造費用+管理費用+財務費用)原料油加工量；現金操作費用(元t)=(輔助材料費+外購燃料費+外購動力費+工資及福利費+修理費+其他制造費用+其他管理費用)原料油加工量。

裝置完全操作費用計算式的分子僅從總成本費用中扣除了原料費用和營業費用，反映了裝置對加工單位原料的總費用支出；裝置現金操作費用在完全操作費用的基礎上，扣除了折舊費、攤銷費(列支在管理費用項下)和財務費用等先期因素的影響，只考慮生產經營中直接付現的部分，反映了企業現實的生產管理水平。

對汽油吸附脫硫裝置成本費用進行分析，通常主要考察其單位操作費用，分別是完全操作費用和現金操作費用。對一套2 Mta裝置進行測算，其操作費用及其明細構成如圖3所示。由圖3可知，一套2 Mta汽油吸附脫硫裝置，其單位完全操作費用(含增值稅，不含財務費用)為94.61元t，單位現金操作費用(含增值稅，不含財務費用)為83.69元t，單位完全操作費用(不含增值稅和財務費用)為84.27元t，單位現金操作費用(不含增值稅和財務費用)為73.34元t。

圖3 2 Mta汽油吸附脫硫裝置完全操作費用構成

在汽油吸附脫硫裝置完全操作費用的構成中，費用最高的前5位分別為氫耗費用、公用工程費用(燃料動力費用)、折舊費、輔助材料費(催化劑和化學藥劑費)和直接固定成本中的修理費。其中，裝置氫耗費用由氫氣消耗量和氫氣價格(與氫氣來源有關)決定；燃料動力費用由燃料動力消耗量及其價格決定；折舊費由裝置一次性投資形成的固定資產原值轉化而來，裝置一次性投資水平直接決定了年均折舊費的高低，受各種條件影響，相同規模裝置的投資水平也會存在一定的差異；催化劑和化學藥劑的費用則與工藝方案和原料硫含量密切相關；修理費則由項目的投資水平和采用的大修方式決定。

2.4 降低操作費用的途徑分析

以下對汽油吸附脫硫裝置的完全操作費用各分項構成逐一進行分析，探討降低裝置操作費用的有效途徑。

2.4.1 氫耗費用在汽油吸附脫硫裝置完全操作費用的構成中，氫耗費用約占43%。為降低氫耗費用，應努力降低氫氣消耗量和氫氣價格。在項目設計階段，應優化流程設計，減少氫氣消耗，盡可能選擇乙烯裝置副產氫、重整裝置副產氫等較為廉價的氫氣。在操作中應通過精細操作避免過度耗氫或增加不必要的氫耗[3]。

2.4.2 輔助材料費在汽油吸附脫硫裝置完全操作費用的構成中，催化劑和化學藥劑費用約占6%。在裝置工程設計階段，應對裝置主要工藝專利技術及催化劑和化學藥劑費用進行方案技術經濟比選，在滿足裝置產出要求的前提下，優先選擇性價比高、年均費用低的方案。

2.4.3 燃料動力費汽油吸附脫硫裝置一般需要外供燃料，外供燃料類型應因地制宜，因廠而異，通常采用單位熱值價格較低的燃料氣、天然氣和燃料油等。

汽油吸附脫硫裝置所需動力消耗包括水、電、汽、風等，其中電和蒸汽的消耗量最大。從降低配套投資、節省費用角度考慮，全廠公用工程有多種技術方案可供選擇，如設在工業園區的企業，應充分依托園區統一設置的公用工程中心；煉油化工一體化企業可共享規模化的公用工程設施；有條件的企業可考慮采用煤、石油焦或天然氣自發電等。當然，降低燃料動力費用的根本方法還是在于節能降耗。

2.4.4 人員工資及福利費在人員設置及管理上，應采用新廠新模式，優化配置，實行一專多能，嚴格控制裝置定員，降低工資總額支出。

2.4.5 折舊費在汽油吸附脫硫裝置完全操作費用的構成中，折舊費的占比約為11%。固定資產原值是影響裝置折舊費的決定因素，包括工程費用、預備費及建設期內發生的利息等。在固定資產原值既定的情況下，雖然采用不同的折舊辦法，如直線折舊法、年數總和法、雙倍余額遞減法等，可以改變不同年份的折舊額，但壽命期內的折舊總額是固定不變的，因此控制裝置的一次性投資才是降低折舊費用的根本途徑。為此，應進行全員動員、全過程投資管控，努力將裝置的投資費用控制在合理可行的水平。

2.4.6 修理費在裝置完全操作費用的構成中，修理費(大修費)的占比約為5%。裝置的固定資產原值、大修間隔年數、采用的大修方式等都與修理費的高低相關。為此在設計和采購階段比選設備，應秉持設備壽命周期費用最低的原則，將修理費用控制在一定范圍；在生產運營中，考慮到專業化并節省費用，也可采用外部委托的方式進行大修，并注重日常小維修，努力延長裝置連續開工時間。

2.4.7 攤銷費攤銷費主要是無形資產(專有技術費用、土地使用權出讓金等)和其他資產(生產準備費、出國人員費用、銀行擔保費等待攤費用)的分期攤銷。應從技術選擇、工程設計和項目管理的角度，控制和降低各類攤銷費用。

2.4.8 其他費用其他費用包括兩部分，一是屬于車間級管理費用的其他制造費用，二是屬于企業級管理費用分攤的其他管理費用。主要有辦公費、差旅費、運輸費、保險費、公司經費、工會經費、職工教育經費、勞動保險費、咨詢費、土地使用費、土地損失補償費、業務招待費等。其他費用的高低與裝置定員多少有關，與運營管理體制相關。

2.4.9 財務費用財務費用主要是銀行匯兌損益和生產年份發生的借款利息，利息主要包括建設投資借款形成的長期借款利息和流動資金借款形成的短期借款利息。在控制建設投資和流動資金總額的前提下，適當提高資本金的比例，可有效減少財務費用，增強抗風險能力。此外，由具有更高資質的集團公司/母公司出面為下屬企業集中借貸，也可獲得一定程度上的銀行貸款利率優惠。

由上可知，按對汽油吸附脫硫裝置操作費用的影響程度排序，氫耗費用最大，燃料動力費次之，折舊費再次，而輔助材料費也排在了第四位。因此，節能降耗必然是降低裝置操作費用的首選措施；由于折舊費和修理費隨一次性投資的變化而變化，合理有效地控制投資，保持投資在合理可行的水平，也是控制和降低裝置操作費用的重要舉措。

3 汽油吸附脫硫裝置財務特性分析

3.1 基于單裝置的財務分析

對汽油吸附脫硫裝置而言，由于催化裂化汽油和脫硫汽油均為中間產品，其價格或價差不易確定，因此，單裝置評價的經濟效益僅用于測算催化裂化汽油和脫硫汽油的臨界點價差(即單裝置評價所得稅后內部收益率達到行業基準值10%時，催化裂化汽油和脫硫汽油的價差水平)，其客觀經濟效益應在全廠增量分析中體現[4]。

案例：對某10 Mt/a級煉油廠的2 Mt/a汽油吸附脫硫裝置進行單裝置評價，其中，催化裂化汽油硫質量分數為172 μgg，脫硫汽油硫質量分數不大于10 μgg。

評價范圍以該裝置邊界為限，評價范圍內與外界的物料及公用工程消耗均按買斷考慮。原料及產品的價格采用中國石化經濟技術研究院推薦的“項目經濟效益測算價格(2018版)”。該價格體系的定價基準為布倫特原油離岸價60美元bbl(1 bbl=159 L)。

需要說明的是，在單裝置評價下，由于裝置規模不同，原料與產品性質的差異不同，汽油吸附脫硫裝置財務分析的結果也會有較大的差異。以上技術經濟分析是在假定的數據及參數條件下的測算結果，僅供參考。對不同企業、不同規模、不同工藝要求下的汽油吸附脫硫裝置，應分別進行測算。

3.2 基于全廠有無對比增量分析的財務分析

對汽油吸附脫硫裝置而言，由于產品對全廠汽油的調合帶來決定性的影響，其對全廠經濟效益的貢獻應以全廠增量分析綜合體現。在我國汽油產品升級的過程中，由于各煉油廠汽油產品占全廠產出的比例不同，汽油中催化裂化汽油的占比不同，相應汽油吸附脫硫裝置對全廠效益的貢獻也有較大差異。

對幾個典型煉油廠的汽油吸附脫硫裝置進行有無對比增量分析的結果表明，其增量投資所得稅后內部收益率均明顯超過行業基準收益率10%，具有良好的經濟效益。

汽油吸附脫硫裝置對各企業效益的實際貢獻，還應根據其具體情況具體分析，分別進行測算，不可一概而論。

4 行業及社會效益分析

4.1 行業效益分析

汽油吸附脫硫裝置解決了我國汽油質量升級過程中最重要的脫硫問題。其裝置的經濟性突出表現在以下3個方面：

第一，汽油吸附脫硫裝置能夠一步到位實現汽油標準從國Ⅲ到國Ⅵ階段對硫含量的要求。在不同階段考慮裝置經濟性，通過調整操作的苛刻度能夠靈活滿足各階段對硫含量的要求。不需要進一步對裝置進行適應性改造。

第二，汽油吸附脫硫原理在滿足高清潔汽油對硫含量要求的情況下減小辛烷值損失，避免其它技術因脫硫過程辛烷值損失太大而必須在調合中增購高價的高辛烷值組分。

第三，汽油吸附脫硫裝置的操作能耗僅為其它技術的三分之一。燃料動力費用遠低于其他技術，不僅經濟效益好，而且更加符合綠色低碳的要求。

相對而言，汽油吸附脫硫裝置對催化裂化汽油進料的單位完全操作費用在同類裝置中成本費用最低，通常每噸可節省幾十元。從煉油行業整體來看，目前我國已運行的汽油吸附脫硫裝置超過35套，每年處理的催化裂化汽油超過45 Mt，每年可節約大量的成本費用；如果追加考慮汽油吸附脫硫裝置辛烷值損失較少的潛在效益，其總量也相當可觀。

4.2 社會效益分析

隨著近年來我國汽車保有量的快速上升，機動車尾氣污染已成為一個難以回避的環境問題，機動車尾氣與煤煙混合污染已成為大氣污染的主要來源之一。當前，我國酸雨面積約占整個國土面積的30%，隨著二氧化硫和氮氧化物排放量的增加，酸雨污染已呈現出污染面積擴大與污染程度加重的趨勢。

從2018年1月1日起，《中華人民共和國環境保護稅法》開始施行。根據該環境保護法及其實施條例中稅目稅額相關規定，大氣污染物每污染當量稅額為1.2～12元，二氧化硫的污染當量值為0.95 kg，可推算出排放二氧化硫的稅額為1 260～12 630元t。

以目前我國已運行的汽油吸附脫硫裝置超過35套、每年處理的催化裂化汽油超過45 Mt計，相應每年可減少二氧化硫排放超過260 kt。如按二氧化硫環境保護稅1 260元t計，每年可節省環保費用3 276萬元；若按二氧化硫排放的環保成本12 630元t計，每年可節省環保費用32 838萬元。

5 結束語

汽油吸附脫硫裝置不僅可以節能高效地對催化裂化汽油進行超深度脫硫，同時也可減少辛烷值損失，對提升煉化企業的加工手段和經濟效益具有重要意義。明晰汽油吸附脫硫裝置的技術經濟特性，有利于認知和掌握影響其投資、成本和效益的各種因素，從而在實際工作中趨利避害，精準施策，不斷優化企業效益，提高整體競爭力。

總體來看，汽油吸附脫硫裝置提供了一步到位的汽油超深度脫硫解決方案，為我國汽油質量快速、低成本升級做出了卓越貢獻。同時，該技術的開發與實施是開放創新和自主創新有機融合取得突破性進展的示范，是踐行“科技創新成果轉化為現實生產力”的生動案例，創造了突出的經濟和社會效益。