Содержание серы в сырой нефти: что значат термины «малосернистая» и «сернистая» для цен на сырье

Определение содержания серы в сырой нефти
Содержание серы является ключевым показателем качества сырой нефти. Согласно стандарту ASTM D4294, нефть с содержанием серы менее 0,5% по весу классифицируется как «малосернистая» (sweet), а с содержанием более 0,5% — как «сернистая» (sour). Более высокое содержание серы требует сложной и дорогостоящей переработки на НПЗ, что делает сернистую нефть менее ценной по сравнению с малосернистой нефтью аналогичной плотности. Разница в цене — так называемая премия за малосернистую нефть или дисконт на сернистую — может варьироваться от нескольких долларов до более чем 10 долларов за баррель в зависимости от мощностей НПЗ, экологических требований к топливу и условий поставок.

---

Оглавление

1. Малосернистая и сернистая нефть: базовое определение
2. Почему пороговые значения содержания серы различаются в разных источниках
3. Почему содержание серы влияет на цену
4. Примеры сортов сырой нефти: эталоны малосернистой и сернистой нефти
5. IMO 2020: как экологические стандарты судоходства изменили нефтяные рынки
6. Паспорт качества нефти: руководство для покупателя
7. TAN: третий параметр качества
8. Часто задаваемые вопросы
9. Основные выводы

---

Малосернистая и сернистая нефть: базовое определение

Работники нефтяной отрасли на заре индустрии определяли качество нефти на вкус и запах: «малосернистая» (sweet) нефть имела приятный, почти фруктовый запах и слабый запах серы. «Сернистая» (sour) нефть пахла сероводородом (H₂S) — газом с запахом тухлых яиц. Эти названия сохранились даже после того, как органолептические методы были заменены химическим анализом.

Сегодня различие имеет количественный характер. Стандарт ASTM D4294 — общепринятый во всем мире метод испытаний — устанавливает пороговое значение на уровне 0,5% серы по весу:

• Малосернистая нефть (Sweet crude): менее 0,5% серы (также записывается как <0,5 мас.%)
• Сернистая нефть (Sour crude): более 0,5% серы (>0,5 мас.%)

Сера в сырой нефти присутствует в различных химических формах: сероводород (H₂S), меркаптаны, сульфиды, дисульфиды и тиофены. Метод ASTM D4294 измеряет общее содержание серы во всех формах с помощью рентгенофлуоресцентного анализа, не разделяя их по типам.

Содержание серы в барреле нефти распределено неравномерно. Различные фракции дистилляции (нафта, керосин, дизельное топливо, мазут) концентрируют серу по-разному. Тяжелые, высококипящие фракции обычно содержат больше серы. Это означает, что даже умеренно сернистая нефть может давать относительно малосернистую нафту и керосин, при этом концентрируя серу в остаточном тяжелом топливе.

---

Почему пороговые значения содержания серы различаются в разных источниках

В отраслевой литературе вы можете столкнуться с противоречивыми определениями. Некоторые источники (включая производителей оборудования и устаревшие тексты) определяют сернистую нефть как имеющую содержание серы выше 1,0%, а не 0,5%. Другие используют порог ASTM 0,5%.

Объяснение простое: эти два порога служат разным целям.

Порог 0,5% по ASTM D4294 — это стандарт классификации качества нефти, используемый в торговле сырьевыми товарами, при расчете ценовых дифференциалов и при выборе сырья для НПЗ. Это корректный порог для целей товарного рынка.

Порог 1,0%, иногда упоминаемый в нефтегазовой инженерии, относится к другому контексту — часто это спецификации трубопроводов, оценка риска коррозии или требования к обращению с H₂S. Когда производитель оборудования заявляет, что нефть является «сернистой при содержании выше 1%», он может иметь в виду порог, связанный с металлургией и контролем коррозии, а не с ценообразованием на нефть.

Для целей ценообразования и торговли: используйте 0,5% как порог между малосернистой и сернистой нефтью. Если источник данных использует другой порог, примите это к сведению, но не рассматривайте его как стандарт товарного рынка.

На практике в «серой зоне» (0,5–1,0% серы) находятся несколько важных сортов нефти, включая Brent с содержанием серы примерно 0,37–0,45% (чуть ниже порога малосернистости) и различные сорта Северного моря. Эти сорта торгуются как малосернистые и получают соответствующую ценовую оценку.

---

Почему содержание серы влияет на цену

Сера в сырой нефти — это технологическая проблема. Ее необходимо удалить до того, как нефтепродукты смогут быть использованы, поскольку соединения серы в транспортном топливе:
– Выводят из строя каталитические нейтрализаторы автомобилей
– Создают загрязнение воздуха диоксидом серы (SO₂)
– Вызывают коррозию оборудования НПЗ
– Снижают эффективность катализаторов при дальнейшей переработке

Процесс удаления называется обессериванием или гидроочисткой. Газообразный водород реагирует с соединениями серы при высокой температуре и давлении, превращая их в сероводород, который затем улавливается и удаляется. Оборудование и процессы требуют затрат:
– Капитальные затраты: установка гидроочистки (HDS) стоит сотни миллионов долларов
– Операционные затраты: производство водорода энергоемко, а гидроочистка потребляет водород
– Сложность: нефть с более высоким содержанием серы требует больше водорода, больше циклов катализатора и более сложной конфигурации НПЗ

Не все НПЗ одинаково способны перерабатывать сернистую нефть. «Простой» НПЗ с ограниченными мощностями гидроочистки может перерабатывать только малосернистую нефть. «Сложный» НПЗ — с полным циклом гидроочистки, гидрокрекинга или установками каталитического крекинга (FCC) — может экономически эффективно перерабатывать тяжелую сернистую нефть. Индекс сложности Нельсона классифицирует НПЗ по этой шкале (простые = 1–5, сложные = 8–15+).

Это создает премию за малосернистую нефть: малосернистую нефть могут перерабатывать больше НПЗ, поэтому за нее конкурирует больше покупателей, что толкает цену вверх. У сернистой нефти меньше потенциальных покупателей. Премия, которую малосернистая нефть получает по сравнению с аналогичной сернистой, колеблется в зависимости от:

• Доли сложных НПЗ на данном рынке
• Экологических спецификаций топлива в ключевых регионах потребления (более строгие требования к сере → выше спрос на малосернистую нефть)
• Баланса спроса и предложения конкретных сортов
• Экологических требований IMO 2020 (см. ниже)

Исторически премия за малосернистую нефть составляла от 1 до более 15 долларов за баррель. В периоды ограниченного предложения малосернистой нефти или высокого спроса на «чистые» продукты спред значительно увеличивается.

---

Примеры сортов сырой нефти: эталоны малосернистой и сернистой нефти

Реальные сорта нефти охватывают широкий спектр содержания серы. Знание того, где конкретный сорт находится на этой шкале, важно для интерпретации ценовых дифференциалов.

Сорт нефти	Происхождение	Сера (мас.%)	Классификация
WTI Cushing	США (Пермский бассейн/Mid-Continent)	0,24%	Малосернистая
Brent Blend	Северное море (Великобритания/Норвегия)	0,37-0,45%	Малосернистая
Saharan Blend	Алжир	0,09%	Очень малосернистая
Bonny Light	Нигерия	0,13%	Очень малосернистая
Arab Light	Саудовская Аравия	1,8%	Сернистая
Arab Heavy	Саудовская Аравия	2,8%	Сернистая
Mars Blend	США (Мексиканский залив)	2,0%	Сернистая
Urals	Россия	1,3-1,5%	Сернистая
Basrah Heavy	Ирак	3,0%+	Очень сернистая

WTI и Brent — два самых широко цитируемых эталона цены на нефть в мире — являются малосернистыми сортами. Цены, упоминаемые в СМИ как «нефть», почти всегда относятся к этим эталонам. Сернистые сорта торгуются с дисконтом к этим эталонам, что отражает разницу в стоимости переработки.

Например, если Arab Light оценивается как «Brent минус $2,50», этот дифференциал частично объясняется более высоким содержанием серы (1,8% против 0,4%). Разница не полностью зависит от серы — плотность (API gravity) также играет роль, но сера является существенным фактором.

---

IMO 2020: как экологические стандарты судоходства изменили нефтяные рынки

IMO 2020 — это регламент Международной морской организации, вступивший в силу 1 января 2020 года. Он снизил максимально допустимое содержание серы в судовом бункерном топливе с 3,5% до 0,5% по всему миру, с более строгим лимитом 0,1% в зонах контроля выбросов (ECA), таких как Северное море и побережья США.

Этот регламент стал важным событием на рынке сырьевых товаров.

До IMO 2020 суда использовали высокосернистое мазутное топливо (HSFO) — самую дешевую, тяжелую и загрязненную серой фракцию нефтепереработки. HSFO фактически было продуктом утилизации сернистого остатка от переработки сернистой нефти.

После IMO 2020 судам потребовалось использовать:
1. Малосернистое мазутное топливо (VLSFO) — топливо с лимитом 0,5%, обычно производимое путем смешивания или из менее сернистой нефти
2. Судовое газойлевое топливо (MGO) — дистиллятное топливо, соответствующее лимиту 0,1% для ECA, но дорогостоящее
3. Скрубберы — системы очистки отходящих газов, которые удаляют серу из выбросов, позволяя продолжать использование HSFO
4. СПГ или другие альтернативные виды топлива для новых судов

Влияние на рынки сырой нефти:
– Вырос спрос на малосернистую нефть, так как она позволяет более эффективно производить нефтепродукты с низким содержанием серы, включая VLSFO
– Рынок HSFO обвалился по сравнению с более качественными продуктами — спред между HSFO и VLSFO резко увеличился в 2019–2020 годах
– Премия за малосернистую нефть к сернистой выросла в годы после внедрения IMO 2020
– Производители сернистой нефти (Саудовская Аравия, Ирак) столкнулись с дополнительным ценовым давлением, так как их сырье сложнее перерабатывать в топливо, соответствующее требованиям для судов

Переход IMO 2020 создал длительный период адаптации в судоходной и нефтеперерабатывающей отраслях. Это остается самым значимым экологическим регулированием содержания серы в топливе в морской истории, продолжающим влиять на спреды цен на нефть.

---

Паспорт качества нефти: руководство для покупателя

Паспорт качества нефти (crude oil assay) — это подробный отчет лабораторного анализа, детально характеризующий конкретный сорт нефти. Это руководство для покупателя о том, что именно он приобретает.

Стандартный паспорт качества нефти включает:
– Общие свойства: плотность по шкале API, содержание серы, TAN (см. ниже), вязкость, температура застывания, содержание воды и механических примесей (BS&W)
– Кривая разгонки (TBP): как нефть разделяется на фракции при различных температурах — какой процент составляет нафта, керосин, дизельное топливо, газойль, остаток
– Свойства фракций: содержание серы, плотность и качественные характеристики каждой отдельной дистилляционной фракции
– Содержание металлов: никель, ванадий, железо — примеси, отравляющие катализаторы НПЗ
– Содержание азота: влияет на качество продукции и активность катализатора

Нефтепереработчики используют паспорта качества для запуска моделей оптимизации линейного программирования (LP) — программного обеспечения, которое рассчитывает оптимальную корзину сырья (смесь различных сортов нефти) для максимизации маржи НПЗ с учетом текущих цен на продукты и производственных ограничений.

Для покупателей и трейдеров паспорт качества отвечает на критически важные вопросы: какой выход дизельного топлива можно ожидать от этой нефти? Хватит ли мощностей нашей установки гидроочистки для ее обработки? Соответствует ли она спецификациям качества нашего долгосрочного контракта на поставку?

Основные базы данных паспортов качества нефти ведутся производителями (Saudi Aramco, Equinor и другие публикуют паспорта для своих сортов), ценовыми агентствами (Argus, Platts) и частными консалтинговыми фирмами. Данные не всегда доступны публично — некоторые производители считают подробные паспорта качества конфиденциальной информацией.

---

TAN: третий параметр качества

Содержание серы и плотность API являются двумя основными измерениями качества при ценообразовании на нефть. TAN (общее кислотное число) является третьим.

TAN измеряет кислотность сырой нефти, выраженную в миллиграммах гидроксида калия (KOH), необходимых для нейтрализации одного грамма нефти. Нефть с высоким TAN (выше 0,5 мг KOH/г) содержит нафтеновые кислоты — органические кислоты, которые агрессивно разрушают оборудование НПЗ, особенно при высоких температурах в ректификационных колоннах и теплообменниках.

Нефть с высоким TAN торгуется с дисконтом, который отражает:
– Капитальные затраты на использование коррозионно-стойких металлов в установках НПЗ
– Потребность в смешивании — высококислотная нефть обычно разбавляется малокислотной, чтобы поддерживать общую смесь в пределах допустимых значений для оборудования
– Ограниченный круг покупателей — только НПЗ, специально спроектированные для работы с такой нефтью, могут ее перерабатывать

Примеры: многие сорта нефти из Западной Африки (Dalia, Kuito) и некоторые сорта из Южной Америки имеют одновременно высокий TAN и (в ряде случаев) высокое содержание серы. Совокупный штраф по обоим факторам может быть значительным. И наоборот, некоторая высококислотная нефть является малосернистой, что создает смешанный профиль качества, требующий тщательного анализа для правильной оценки.

О TAN говорят меньше, чем о сере, в публичных дискуссиях, но это обязательный предмет обсуждения при любых переговорах о закупке нефти для соответствующих сортов.

---

Часто задаваемые вопросы

Всегда ли «малосернистая» нефть лучше «сернистой»?

В общем, да — малосернистая нефть имеет более высокую цену, так как ее могут перерабатывать больше НПЗ, и она дает более ценные продукты с меньшими затратами на обработку. Однако сложный НПЗ, оптимизированный под сернистую нефть, может предпочесть именно ее, так как он может извлечь выгоду из дисконта, производя высокомаржинальные продукты. Что «лучше», зависит от конфигурации конкретного НПЗ.

Что такое стандарт ASTM D4294?

ASTM D4294 — это стандартный метод испытаний для определения серы в нефти и нефтепродуктах методом энергодисперсионной рентгенофлуоресцентной спектрометрии, опубликованный ASTM International. Это основной метод, используемый во всем мире для измерения содержания серы. Результаты представляются в процентах по весу (мас.%).

Почему в одних источниках пишут «sulphur», а в других «sulfur»?

Оба написания правильны: «sulphur» — британский/IUPAC вариант, используемый в Великобритании, Австралии и международных стандартах. «Sulfur» — вариант Американского химического общества (ACS), используемый в США. В этой статье мы используем «sulphur», следуя конвенции Великобритании/IUPAC. Оба варианта относятся к одному и тому же химическому элементу.

Насколько сильно высокое содержание серы снижает стоимость нефти?

Дисконт на сернистую нефть относительно малосернистой варьируется в зависимости от рыночных условий. В общих чертах, сорт с содержанием серы 2% может торговаться с дисконтом 3–8 долларов за баррель к аналогичному малосернистому сорту той же плотности. В периоды ограниченного предложения малосернистой нефти или после ужесточения требований IMO 2020 этот спред был шире. В периоды высокого спроса на сернистую нефть (при избытке мощностей сложных НПЗ) дисконт сужается.

Что происходит с серой, удаленной из сырой нефти?

НПЗ, обессеривающие нефть и нефтепродукты, улавливают серу в виде жидкой элементарной серы (побочный продукт). Эта сера продается в удобрительную промышленность (для производства серной кислоты, из которой делают фосфатные удобрения) или используется в других промышленных целях. Добыча битуминозных песков в Канаде генерирует огромное количество элементарной серы как побочного продукта облагораживания битума.

Всегда ли WTI торгуется с дисконтом к Brent?

Не всегда. Спред WTI-Brent обусловлен прежде всего логистикой трубопроводов и экспорта из США, а не содержанием серы (оба сорта — малосернистые). Исторически WTI торговался с премией в 1–3 доллара к Brent. Сланцевый бум в США (после 2010 года) создал избыток нефти внутри страны в Кушинге, штат Оклахома, что привело к значительным дисконтам WTI ($20+) по отношению к Brent. Расширение экспортной инфраструктуры и разрешение на экспорт нефти из США (после 2015 года) в целом вернули спред к низким уровням.

---

Основные выводы

• Стандарт ASTM D4294 определяет малосернистую нефть как нефть с содержанием серы менее 0,5%, сернистую — более 0,5%; это пороговое значение для товарного рынка, используемое при ценообразовании.
• Некоторые отраслевые источники используют порог 1,0%, но он применяется в инженерном контексте и при оценке коррозии, а не для классификации рыночных цен.
• Сернистая нефть требует дорогостоящей обработки (гидроочистки), что уменьшает количество НПЗ, готовых ее купить, и снижает ее цену по сравнению с малосернистой нефтью.
• Премия за малосернистую нефть обычно составляет 1–15 долларов за баррель в зависимости от мощности НПЗ, условий рынка и экологических норм.
• WTI (0,24% S) и Brent (0,37-0,45% S) — малосернистые сорта. Arab Heavy (2,8% S) и Mars Blend (2,0% S) — сернистые, торгуются с существенным дисконтом.
• IMO 2020 (действует с января 2020 года) ограничил содержание серы в судовом бункерном топливе на уровне 0,5%, резко повысив спрос на малосернистую нефть и продукты с низким содержанием серы.
• Паспорт качества нефти — это полный документ спецификации, охватывающий плотность API, содержание серы, TAN, выход дистиллятов и содержание металлов, который нефтепереработчики используют для оценки и переработки конкретного сорта.
• TAN (общее кислотное число) — третий параметр качества, наряду с плотностью и серой, измеряющий кислотность нефти и ее коррозионное воздействие на оборудование НПЗ.

Связанные материалы

Чтобы глубже разобраться в темах, затронутых в этой статье, изучите эти связанные руководства: how traders classify grades along the quality spectrum, the parallel distinction based on density and distillation yield и the benchmarks that reflect these quality differences in their pricing.