炼油厂规模经济研究

07炼油厂规模经济研究赵文忠，孙丽丽（中国石化工程建设有限公司，北京100101）摘 要：对炼油厂规模经济的四种形态，即工程规模经济、聚集经济、范围经济和一体化经济，分别进行了阐述和深入分析，对当前技术、市场等条件下炼油厂工程规模经济进行了推算，阐述了发展我国炼油厂规模经济的最佳模式，提出了重视科技创新，提升炼油企业管理水平与核心竞争力，形成有竞争力的规模优势等相关建议。

关键词：规模经济 聚集经济 范围经济 一体化经济 炼油厂收稿日期：2019–01–15。

作者简介：赵文忠，天津大学技术经济专业学士，北京大学政治经济学硕士，长期从事前期项目咨询、技术经济分析及投资估算工作。

现为中国石化工程建设有限公司副总经济师，教授级高级经济师，中国技术经济研究会可行性研究与项目评价分会理事，全国咨询工程师（投资）职业资格考试参考教材编委会委员。

炼油行业是国民经济的支柱产业，以炼油厂为龙头的石化行业产值占中国GDP 的20%以上。

炼油厂运营成本的高低直接关系到汽煤柴等油品价格的高低和下游石化产品的原料供应，从而影响水电煤运和各种石化产品的价格；而炼油厂的运营成本与炼油厂的规模经济状况息息相关。

炼油厂规模经济通常有工程规模经济、聚集经济、范围经济和一体化经济四种形态，四种规模经济形态各有其独特的形态特征，同时也存在交叉和融合的情况。

工程规模经济是其他经济形态的基础，一体化经济是规模经济的最高形式，而聚集经济和范围经济在一定条件下，也可转化为一体化经济。

1 炼油厂工程规模经济1.1 炼油厂工程规模经济的特点马歇尔在《经济学原理》一书中率先提出了大规模生产的好处：“大规模生产的主要利益，是技术的经济、机械的经济和原料的经济，但最后一项与其他两项相比，正在迅速失去重要性”[1]。

换言之，经济规模主要是生产规模，核心内容是技术设备的经济规模，要求生产设备具有技术上的不可分性。

传统技术经济意义上的规模经济形态，即工程规模经济（也称内部规模经济），是指单一生产单位的单纯技术经济意义的规模，揭示企业的大小与平均成本的关系[2]。

如果以成本函数来分析规模经济，我们会发现长期平均成本函数曲线为一个开口向上的抛物线，随着生产规模的扩大，长期平均成本会经历一个先下降而后上升的过程，这其中的拐点（区间）就是最佳经济规模。

炼油行业是典型的“装置工业”，投资中关键设备的比重大，单位投资与成本随装置大型化程度（生产规模的扩大）而降低的趋势明显，而工程上常用的规模指数就是这种趋势的定量反映。

可以说，炼油厂具有显著的工程规模经济特征。

对炼油厂而言，如果生产规模太小，固定费用（设备厂房支出、管理成本、研发成本、交易费用等）的分摊基数太小，单位原油的固定费用PETROLEUM & PETROCHEMICAL TODAY2019年第27卷第3期专家专栏082019 年第 3 期会大大增加；如果建设规模太大，设计和机械制造及施工的难度和费用会大大增加，工程建设的风险增加，单位原油的管理费用及产品运输成本将大大增加，这些都将是不经济的。

因此，炼油厂的生产规模存在一个经济合理的区间。

1.2 当前中国炼油厂合理工程经济规模分析以某沿海新建炼油厂为例，通过对多种规模方案的技术经济分析推断现阶段中国炼油厂的工程经济规模。

1.2.1 案例分析某新建炼油厂项目拟建于沿海某港口城市市郊，选定的厂址周边具有较好的基础设施及储运条件。

如可利用邻近的商业储备油库，炼油工程所需原油均通过该商储油库周转，从而节省油罐等储运设施投资。

项目工程设计充分贯彻“大型、先进、系列、集约”的原则，坚持工厂设计模式改革，总平面布置紧凑集中，生产装置尽可能实行大型化、单系列，尽量采用联合布置、集中控制及统一管理，以降低能耗，节省占地、定员及工程投资。

经过工艺方案比选，项目采用轻油收率高的渣油加氢工艺方案[3]。

在此工艺方案下，规划了加工规模从500万吨/年至2 500万吨/年共9个工程规模方案。

项目工艺生产装置主要包括常减压蒸馏、轻烃回收、催化原料预处理（RDS ，含PSA ）、重油催化裂化、烟气脱硫、加氢裂化、气体分馏、MTBE 、预加氢、连续重整、芳烃联合、航煤加氢精制、柴油加氢改质、催化汽油吸附脱硫、煤制氢、脱硫脱硫醇、酸性水汽提、溶剂再生等装置；主要厂外工程包括（30万吨级）原油码头及相应成品油码头、原油进厂管线、成品油管线、厂外排水工程、厂外供电工程等。

1）原料、产品方案加工原油考虑为进口沙轻、沙中、沙重（质量比为50∶25∶25）混合原油方案，产品销售考虑以建厂地点为中心向周边辐射；不考虑规模变动可能带来的物料综合利用方面的差异；不考虑外购天然气；不考虑自发电，项目所需电力均为外购；考虑装置规模增大后，单系列变为双系列/三系列将带来单位消耗增加，分别按双系列增加20%、三系列增加30%考虑；考虑炼油厂规模增大后，产品销售半径超过经济运输半径将带来的费用增加。

以1 500万吨/年方案为例，总物料平衡为：年原料量包括3.36万吨甲醇、1 500万吨沙特混合原油、185.95万吨制氢用煤，年产品量包括20.11万吨丙烯、4.59万吨丙烷、50.33万吨液化气、88.99万吨乙烯原料（含24.81万吨饱和液化气和64.18万吨轻石脑油）、316.52万吨国Ⅴ汽油（含249.95万吨92#汽油和66.57万吨95#汽油）、159.68万吨航煤、585.33万吨国Ⅴ柴油（含510.33万吨–10#柴油和75万吨–35#柴油，但鉴于市场因素，柴油销售价格按0#柴油60%、–10#柴油40%出厂考虑）、31.27万吨苯、115.69万吨对二甲苯、33.57万吨硫黄和23.18万吨燃料油。

其他方案的原料量和产品量均按原油处理规模等比例变化。

各方案均为柴汽比1.85、轻油收率84.14%和商品收率94.49%。

2）建设投资估算依据国家及中国石化当前相关规定和办法估算建设投资[4-6]；以1 200万吨/年方案为基础，采用规模指数法调整投资，炼油装置的投资规模指数通常为0.6~0.8，在此取0.7；某些装置的规模超过了当前工程能力的最大规模，装置配置需由单系列变为双系列/三系列，相应工程费用分别按双系列增加30%、三系列增加50%考虑。

3）采用的评估价格原油及产品的评估价格采用中国石化“项目经济效益测算价格（2017版）”中60美元价格体系。

该价格在取定布伦特原油离岸价为60美元/桶的基础上，根据相应的差价水平确定原油和主要成品油价格，并按进口等价的原则推算出国内价格水平。

4）分析结果各方案分析结果详见图1~图4。

1.2.2 小结及说明1）结果显示，以500万吨/年炼油厂为起点，随着炼油厂规模的增大，单位能力投资、单位成本呈下降趋势，而吨油利润、项目投资内部收益率、净现值均呈上升趋势；至1 500~1 800万吨/092019 年第 3 期降。

整体趋势体现为以1 500~1 800万吨/年区间为单位能力投资、单位成本的低点和吨油利润、项目投资内部收益率的高点，结合投资、成本和效率来看，1 500~1 800万吨/年规模区间是炼油厂的最佳经济规模。

2）以净现值指标为标准，从方案比较及经济总量而非投资效率的角度来看，1 800~2 000万吨/ 年规模区间是项目净现值的最佳区间，但其背后反映的却是投资效率在1 800万吨/年之后是下降的。

只不过在1 800~2 000万吨/年规模区间，差额投资内部收益率仍然超过了取定的行业基准收益率（税前12%，税后10%）而表现出净现值的增长；超过2 000万吨/年规模后，差额投资内部收益率将低于取定的行业基准收益率而表现为净现值下降。

3）上述分析是基于内销情况下的沿海新建炼油厂，这就出现一个问题，即如果将目标市场扩展到国外，产品考虑远洋外销，是否可以获得更大的经济规模呢？答案是否定的。

首先，由于1 500~ 1 800万吨/年规模下的炼油厂已处于目前工程能力能够达到的单系列的极限（个别装置可能出现两系列的情况），如果继续扩大规模，势必不能做到单系列，而出现较多两系列甚至三系列的情况，从而在投资和能耗上大幅增加；其次，由于中国为原油净进口国，通常是油品和石化产品价格的接受者而非制定者，这也是国内油品及石化产品价格可以考虑采用进口等价的原因。

如果出口，则油品/石化产品价格应为净回值价格，即海外目图1 单位能力投资走势炼油厂规模（万吨/年）图4 项目投资净现值走势1 100 000900 000700 000500 000300 000100 000–100 000炼油厂规模（万吨/年）500800 1 0001 200 1 5001 8002 0002 2002 500400380360340320300280260240220200 3 7503 7003 6503 6003 5503 500完全操作费用（元/吨）单位能力成本（元/吨）炼油厂规模（万吨/年）完全操作费用单位能力成本5008001 0001 2001 5001 8002 0002 2002 500图2 完全操作费用及单位能力成本走势4003803603403203002802602402202002018161412108642吨油利润（元/吨）项目投资内部收益率，%炼油厂规模（万吨/年）吨油利润项目投资内部收益率500800 1 0001 2001 5001 8002 0002 2002 500图3 吨油利润及项目投资内部收益率走势年区间，单位能力投资、单位成本不再下降，而吨油利润、项目投资内部收益率也不再上升，基本呈水平走势；在1 800万吨/年以上区间，随着炼油厂规模的继续增大，单位能力投资、单位成本不降反升，而吨油利润、项目投资内部收益率也不升反102019 年第 3 期标市场到岸价扣减海运费，基本相当于国际市场离岸价水平。

这个价格往往要比国内进口等价低几百元（价格差距包括运输费、保险费、码头费用、关税等），这种原油外购、产品外销的两头在外的方式，往往效益不好。

4）影响炼油厂经济规模的因素很多，其中炼油工艺技术水平、炼化工程技术能力和中国国民经济的发展水平是其中的主要因素。

如工艺技术的提高带来产品收率增加，附加值提高或工艺所要求的工程设备不再增加（甚至小型化），炼油工程技术取得突破，装置大型化不再是难题，国民经济的高速发展带动对油品需求的强劲增长等，都使炼油厂的经济规模区间不断提高。

如21世纪初普遍认为炼油厂的经济规模为800~1 000万吨/ 年，而当前已发展到1 500~1 800万吨/年。

此外，建厂地点也是影响炼油厂工程经济规模的重要因素。

由于中国经济总量大，并以中高速发展，对油品和石化产品的需求弹性大，使得规模经济空间较大，但可能小于工程上能实现的规模。