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本人是就职于炼厂加氢装置的高级工程师，因为对于加氢技术的热爱，搜刮了很多国内关于加氢方面的论文，看得多了，感觉国内的论文水平就那样，从而感觉要研究国外的技术到底如何。但看了基本国内的handbook之后，又感觉不能只懂加氢技术，必须要对其它炼油技术也要略知一二，从而开始研究炼油技术。再后来，发觉炼油技术在不同的厂的效果不一样，从而延伸到上游，开始研究原油了。本人从自身角度阐述对于美国油气工业的一些理解，并提出自己的一些见解。行业大牛轻拍啊，欢迎互相交流。
二十一世纪没想到那么快就过了十五年了，世界的经济中心也越来越明朗，一个发达国家和世界的霸主---美国，一个发展家和屌丝的代表---，两者是世界经济的两台发动机起到了缺一不可的作用。成为世界的发动机，创造大量财富的同时，那么也意味着要消耗不可计量的资源，两国就是世界原油需求及炼油产能最大的两个国家。其中的炼油产能约为7亿吨/年，美国的炼油产能约为9.5亿吨/年。
一、美国油气行业概况
得益于美国的页岩气革命，美国的油气行业在经历2008年以来的低迷期之后，在2010年油气开始迎来了大发展，减少了国内炼油业对于进口原油的依赖度。美国鹰格、贝肯等等几个页岩油产区的产量持续上升（其中import只是做一个估算，具体看后面的论述）。
图一 美国原油生产及消耗
说到美国油气资源，大家都很熟悉的，但首先要说页岩油，页岩油和油页岩是有区别的。
页岩油是储存在页岩夹层之中的原油，而油页岩是一种固体可燃烧的有机岩石，经过处理可以提出石油的。
2007年美国借鉴页岩气开发的经验，在北达科他州和蒙大拿州的Bakken石油大规模水力压裂开采出了石油，并获得了巨大的成功，随后在Eagle Ford、Niobrara也获得了成功。
图二 美国页岩油主要产区
1.1 Bakken
位于Williston盆地，跨域加拿大延伸至美国的北达科他和蒙大拿，是美国的第二大油田，储量为584亿方，约400-500亿吨（第一大是阿拉斯加的Artic National Wildlife Refuge油田，储量1600亿方）。
图三 Williston盆地
其主要特征是面积分布大，无明确的油水界面、低孔渗等等。进行水力压裂时，一般的水平段长度在400-1350米，平均长度为1050米，每个水平段压裂级数在4-20级，平均为8级。
大多数使用裸眼封隔器和投球滑套完井。
1.2 Eagle Ford
从美国-墨西哥边界到德克萨斯西南部的地区，地层深度为1800-4500米，厚度大约90--120米。开发主要技术是：水平井钻井和多级水力压裂。
多数水平井采用了12-21级的压裂。射孔段总长为1000-2380米。
Eagle Ford页岩层非均质严重，岩性、储层物性差异较大。各井在压裂施工时的参数也有较大的不同。
图四 agle Ford页岩层
1.3 Niobrara
位于科罗拉多东北。堪萨斯西北和怀俄明东南部。深度为1200-4200米，基本采用水平井技术。
图五 Niobrara地区
美国的主要是三个页岩油油田都是属于致密油-低孔低渗透，裂隙相对发育。
1.4 页岩油和传统原油的差别
传统原油大多数API都在35以下的，而页岩油其API大多数都在40以上。那么API的不同会导致怎样的问题呢？
图六 原油API和酸值
下图就显示了，不同API的原油，其组分的收率情况。
图七 不同原油收率
图八 不同原油收率（二）
一般来说页岩油的汽油-石脑油组分较多，按照上图可知，其汽油组分大约为60%-80%左右，剩余的柴油和蜡油组分；而一般炼油加工的API为31的原油，汽油组分有30%左右，柴油组分大约有20%。页岩油与一般原油的最显著的区别就是汽油-石脑油组分较多。
二、美国炼厂分布情况
美国共有约136家炼厂，常压装置加工能力约9.3亿吨/年，炼常压装置平均规模约600万吨/年，炼厂加工的进口原油API约为28，硫含量约1.87%，为典型的高硫重质原油。
图九 美国原油区域划分
表一 美国各区炼厂数量及产能
由上图及上表可知，美国最重要的产能位于美国中部及美国墨西哥湾区，两者的产能合计约7亿吨，约占美国总产能的80%左右，其中墨西哥湾区的产能约占美国炼厂总产能的50%左右。
2.1 PADD1区
Philadelphia、Trainer、Delaware City三个炼厂是该区最主要的炼厂，产能都在1000万吨以上，其中三个炼厂非常有特色的。
Philadelphia以本地原油为主，炼厂为带焦化的全加氢型炼厂，产能是该区最大的。
Trainer以进口欧洲及加拿大低硫原油为主，也是带焦化的全加氢型炼厂，其焦化装置规模合计500万吨/年，加氢裂化装置规模也时500万吨/年。
Delaware City为加工进口高硫原油为主，其特色是重整装置、催化裂化装置规模大，重整装置产能为700万吨/年，催化裂化装置产能为600万吨/年。
图十 美国PADD1区
由于Appalachian Moutains的缘故，该区域可视为一个独立的供需区域，不能与PADD2、3区的原油、成品油管线交换，只能通过铁路还有轮船运输。炼厂大多数都集中在Washington和New York附近，有一些小型的炼厂只有几十万吨，但别人做的很有特色的，该区域炼厂的尼尔森系数大多数为6-8。
图十一 美国PADD1区炼厂
2.2 PADD2区
Whiting、Wood River、Saint Paul是该区产能较大的三家炼厂，加工的原油大多数为加拿大混合油，原油API23左右，硫含量2.0%以上。三个炼厂
Whiting是该区最大的炼厂，也是美国第六大炼厂。其产能为2000万吨以上，设置的焦化装置约为500万吨/年，并且其催化裂化装置产能也很大，约为800万吨/年。特别是其焦化装置，三炉六塔的流程，绝对是一个经典的设计。
Wood River就比较中规中矩，产能1800万吨，是全加氢型的炼厂，也有焦化装置。
Saint Paul产能1400万吨，全加氢行的炼厂，焦化装置规模约400万吨，配置有渣油加氢--催化裂化的组合工艺。
图十二 美国PADD2区
该区域主要的产能在五大湖区及Oklahoma附近，该区域的炼厂不管是装置结构及规模都算比较新建的，估计其整体的尼尔森系数可达7-9，部分炼厂有可能达到11，加工的油种以加拿大管输原油为主，因为大多数炼厂都配置有焦化装置。
图十三 美国PADD2区炼厂
PADD2起到了承上启下的作用，它的下方就是PADD3区，美国最大的炼厂产能所在区域。而且很多管道都经过该区的Oklahoma州，也是库欣油库的所在地。
2.3 PADD3
作为老美产能最大的一个区域，该区域的地位非常重要，极大影响了美国的炼厂行业，不光是每年夏季飓风对其炼油的影响，而且还有库欣库存的影响，从而影响美国的油气行业。该区域加工的原油很多都是中东进口高硫原油、墨西哥重质油以及加拿大重质混合油，原油API最低达到18左右，平均约26，硫含量最高3.72%，平均为2.20%。因为加工中东原油的缘故，每年的夏季飓风就会对炼厂的加工负荷产能影响了。
该区域可以说各个炼厂的地位都比较重要，实在要按照产能来说的话，区域产能较大的三个炼厂（也是美国产能前三的炼厂）为Port Arthur、Baytown和Garyville炼厂，产能都是3000万吨/年左右的，分别属于Motiva Enterprises LLC、Exxon Mobil Corp和Marathon Petroleum Corp。那么该区域产能累计比较大的几个公司有Exxon、Valero和Marathon，三个集团的产能约2亿吨/年。
图十四 美国PADD3区各集团产能
Port Arthur炼厂，美国第一大炼厂，产能达到惊人的3200万吨/年，加工的原油大多数是中东及墨西哥重质原油，相应的装置结构中焦化装置规模较大，加氢裂化产能400万吨，重整产能约650万吨，焦化装置产能约800万吨，都是世界级的规模，预计能提高500万吨/年的柴油及400万吨/年的汽油，以及400万吨/年的航煤，有渣油加氢装置，预计尼尔森系数达到13。
Baytown炼厂，美国第二大炼厂，产能为3000万吨/年，加工的原油大多数是加工的原油比排名第一的炼厂略好，因此其焦化装置的产能仅为400万吨/年，但是其尼尔森系数并不低，也有10.5。相应的主要装置产能有：柴油加氢800万吨，加氢裂化200万吨，重整650万吨。
Garyville炼厂，美国第三大炼厂，产能为2800万吨/年，加工的原油大多数为中东及加拿大重质原油。加氢裂化产能500万吨，重整产能680万吨，催化裂化产能720万吨，溶脱产能为200万吨，其尼尔森系数为10。
该区域的炼油业高度发达，平均尼尔森系数达到了9-10。很多炼厂都是全加氢型炼厂，重整装置的规模很大，也有油品调和配套相应的烷基化装置。但是，由于其炼厂结构偏重质化，如果要进行轻质化改造，就需要新建装置或者在下一个检修周期内改造常减压装置。
图十五 美国PADD3区炼厂
2.4 PADD4
该区域的产能只有约4000万吨/年，可以说是美国炼油业最不发达的地区，炼厂加工的原油为当地原油及加拿大混合原油，原油平均API为28，硫含量为1.5%。
图十六 美国PADD4区炼厂
该区域基本上以小炼厂为主，不做过多的说明了。
图十七 美国PADD4区炼厂分布
2.5 PADD5
该区域的产能约1.63亿吨/年，加工的原油主要是欧洲的进口原油及小部分中东原油，原油API为23，硫含量1.2%，大部分的炼厂都集中在沿海，该区域的炼厂因山脉阻隔的因素而自成一派。
图十八 美国PADD5区炼厂分布
El Segundo、Carson及Richmond三个炼厂是该区域排名前三的炼厂，主要加工重质原油，该三个炼厂的产能都在1200万吨/年，主要都在加利福利亚州，该区域还有一个主要炼厂集中区域为Washington，其它的阿拉斯加和夏威夷扥等都是一些燃料型的小炼厂。
2.6 其它
美国炼厂总体而言，很多大型炼厂都是加工重质高硫原油的焦化加氢型炼厂，多数炼厂的尼尔森系数为9。湾区的炼厂为高度复杂的全加氢型炼厂，有些炼厂带有配套的化工装置，一体化的程度约有60%，因而湾区的尼尔森系数大多数为10以上。就美国炼厂的轻质化改造而言，PADD2区及PADD3区的改造难度较大，需要从整个炼厂的装置结构及能力考虑，才能得出更好的改造方案，特别是一些加工重质油的炼厂，其改造需要考虑的因素较多。
主编：陈Gaven
下期内容更加精彩，美国炼厂概况小结（二），随后呈上。
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