原油中的硫含量：甜原油与酸原油对大宗商品价格的意义

原油硫含量定义
硫含量是衡量原油质量的关键指标。根据 ASTM D4294 标准，硫含量（重量百分比）低于 0.5% 的原油被归类为“甜”原油（sweet crude）；硫含量高于 0.5% 的原油被归类为“酸”原油（sour crude）。硫含量越高，炼油过程就越复杂且成本越高，这使得在密度相当的情况下，酸原油的价值低于甜原油。这种价格差异——称为“甜原油溢价”或“酸原油折价”——根据炼油厂产能、燃油法规和供应条件的不同，每桶价格差从几美元到超过 10 美元不等。

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目录

1. 甜原油与酸原油：基本定义
2. 为何不同来源的硫含量阈值存在差异
3. 为何硫含量会影响价格
4. 原油实例：甜原油与酸原油基准
5. IMO 2020：航运法规如何重塑石油市场
6. 原油化验报告：买家的质量指南
7. TAN（总酸值）：第三大质量维度
8. 常见问题解答
9. 重点总结

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甜原油与酸原油：基本定义

早期的石油工人通过闻和尝原油来评估质量——“甜”原油有一种令人愉悦、近乎果香的气味，且硫磺味较低。“酸”原油则散发着硫化氢（H₂S）那种臭鸡蛋味的气体。尽管后来化学测试取代了感官测试，但这些命名习惯却保留了下来。

如今，这种区分是定量的。全球通用的权威测试方法——ASTM D4294 标准——将阈值定义为重量百分比 0.5% 的硫含量：

• 甜原油：硫含量低于 0.5%（也写作 <0.5 wt%）
• 酸原油：硫含量高于 0.5%（>0.5 wt%）

原油中的硫以多种化学形式存在：硫化氢（H₂S）、硫醇、硫醚、二硫化物和噻吩。ASTM D4294 测试使用 X 射线荧光光谱法测量所有形态的总硫含量，它不区分硫的具体类型。

原油桶内的硫含量分布并不均匀。不同的蒸馏馏分（石脑油、煤油、柴油、燃料油）中硫的富集程度不同。较重、沸点较高的馏分通常含有更多的硫。这意味着即使是中等酸度的原油，也可以生产出相对较甜的石脑油和煤油馏分，而将硫富集在重质燃料油渣油中。

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为何不同来源的硫含量阈值存在差异

您会在行业文献中遇到相互冲突的定义。一些来源（包括某些设备制造商和较旧的行业文本）将酸原油定义为硫含量高于 1.0%，而非 0.5%。其他人则使用 ASTM 的 0.5% 阈值。

解释如下：这两个阈值服务于不同的目的。

ASTM D4294 / 0.5% 阈值是用于大宗商品交易、定价差异和炼油厂原油选择的原油质量分类标准。这是大宗商品市场目的下的正确阈值。

石油工程中偶尔使用的 1.0% 阈值指的是不同的背景——通常与管道规格、腐蚀风险评估或 H₂S 处理要求有关。当设备公司说“硫含量超过 1% 即为酸性”时，他们可能指的是与冶金和腐蚀控制相关的阈值，而不是原油定价标准。

对于大宗商品定价和交易目的：请使用 0.5% 作为甜/酸原油的阈值。如果数据源使用不同的阈值，请务必留意，但不要将其视为大宗商品市场的标准。

在实践中，灰色地带（0.5%-1.0% 硫含量）包含几种重要的原油等级——包括布伦特原油（Brent），其硫含量约为 0.37-0.45%（刚好处于甜原油范围内），以及各种北海原油等级。这些等级作为甜原油进行交易，并享受相应的定价待遇。

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为何硫含量会影响价格

原油中的硫是一个加工难题。在提炼产品使用之前必须将其去除，因为运输燃料中的硫化合物会：
– 损坏车辆的催化转化器
– 造成二氧化硫（SO₂）空气污染
– 腐蚀炼油厂设备
– 降低下游加工中的催化剂效率

去除过程称为脱硫或加氢处理。将氢气与硫化合物在高温高压下反应，将其转化为硫化氢，然后进行捕获和去除。设备和工艺都需要成本：
– 资本支出：加氢脱硫（HDS）装置的成本高达数亿美元
– 运营成本：氢气生产属于能源密集型，且加氢处理会消耗氢气
– 复杂性：硫含量越高的原油，需要的氢气越多、催化剂循环周期越频繁，且炼油厂的配置也越复杂

并非所有炼油厂处理酸原油的能力都相同。加氢处理能力有限的“简单”炼油厂只能处理甜原油。而拥有全套加氢处理、加氢裂化或流化催化裂化（FCC）装置的“复杂”炼油厂，则可以经济地加工重质酸原油。纳尔逊复杂指数（Nelson Complexity Index）按此等级对炼油厂进行评级（简单 = 1-5，复杂 = 8-15+）。

这便产生了甜原油溢价：更多的炼油厂可以处理甜原油，因此买家竞争更激烈，推高了其价格。酸原油的潜在买家较少。甜原油相对于等量酸原油的溢价波动取决于：

• 特定市场中复杂炼油厂的份额
• 主要消费地区的燃油规格（硫规格越严格 → 对甜原油的需求就越大）
• 特定甜原油与酸原油等级的供需平衡
• IMO 2020 航运法规（见下文）

历史上，甜原油溢价范围在每桶 1 美元至超过 15 美元之间。在甜原油供应紧张或清洁产品需求旺盛时期，价差会显著扩大。

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原油实例：甜原油与酸原油基准

真实的石油等级覆盖了广泛的硫含量。了解各类基准原油在频谱中的位置，对于解读价格差异至关重要。

原油等级	产地	硫含量 (wt%)	分类
WTI Cushing	美国（二叠纪盆地/中部大陆）	0.24%	甜
Brent Blend	北海（英国/挪威）	0.37-0.45%	甜
Saharan Blend	阿尔及利亚	0.09%	超甜
Bonny Light	尼日利亚	0.13%	超甜
Arab Light	沙特阿拉伯	1.8%	酸
Arab Heavy	沙特阿拉伯	2.8%	酸
Mars Blend	美国（墨西哥湾）	2.0%	酸
Urals	俄罗斯	1.3-1.5%	酸
Basrah Heavy	伊拉克	3.0%+	超酸

WTI 和 Brent 这两个世界上被引用最广泛的石油价格基准，都是甜原油。新闻媒体中引用的“原油”价格几乎总是指这些甜原油基准。酸原油相对于这些基准的折价反映了加工成本的差异。

例如，如果 Arab Light 的价格定为“比 Brent 低 2.50 美元”，该差异部分归因于其较高的硫含量（1.8% 对 0.4%）。这种差异并不完全由硫决定——密度（API 重度）也起着一定作用——但硫是一个实质性因素。

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IMO 2020：航运法规如何重塑石油市场

IMO 2020 是国际海事组织于 2020 年 1 月 1 日生效的一项法规。它在全球范围内将船用燃料油（船用燃油）中允许的最大硫含量从 3.5% 降低至 0.5%，并在北海和美国沿海等排放控制区（ECA）实行了更严格的 0.1% 限制。

该法规是大宗商品市场的重大事件。

在 IMO 2020 之前，船舶燃烧的是高硫燃料油（HSFO）——这是原油精炼过程中最便宜、最重、硫含量最高的馏分。实际上，HSFO 是酸原油中高硫渣油的一种处理方式。

IMO 2020 之后，船舶需要：
1. 极低硫燃料油（VLSFO）——符合 0.5% 限制的燃油，通常通过调合生产或使用酸度较低的原油制成
2. 船用轻柴油（MGO）——符合 0.1% ECA 限制的馏分燃料，但价格昂贵
3. 脱硫塔（Scrubbers）——一种废气清洁系统，可清洗排放物中的硫，允许继续使用 HSFO
4. LNG 或其他新型船舶的替代燃料

对原油市场的影响：
– 对甜原油的需求增加，因为甜原油能更高效地生产包括 VLSFO 在内的低硫炼制产品
– HSFO 市场相对于精炼产品出现崩溃——2019-2020 年间，HSFO 与 VLSFO 之间的裂解价差大幅扩大
– 甜原油相对于酸原油的溢价在 IMO 2020 实施后的几年内有所扩大
– 酸原油生产商（沙特、伊拉克）面临额外的定价压力，因为他们的产量更难加工成符合标准的船用燃油

IMO 2020 的过渡期在航运和炼油行业引发了漫长的调整。它仍然是航运史上最重要的燃料硫法规，并持续影响着原油价格的价差。

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原油化验报告：买家的质量指南

原油化验报告（Crude oil assay）是一份全面的实验室分析报告，详细描述了特定等级原油的特征。这是买家了解其所购产品的买方指南。

标准的原油化验报告包括：
– 基本性质：API 重度、硫含量、TAN（见下文）、粘度、倾点、基础沉积物和水含量（BS&W）
– 蒸馏曲线（TBP）：原油在不同温度下分离成馏分的情况——石脑油、煤油、柴油、瓦斯油、渣油的百分比是多少
– 馏分性质：每个蒸馏馏分的硫含量、密度和质量特性
– 金属含量：镍、钒、铁——这些污染物会使炼油厂催化剂失效
– 氮含量：影响产品质量和催化剂活性

炼油商使用化验报告运行线性规划（LP）优化模型——这是一种软件，用于根据当前产品价格和运营约束，计算出能使炼油厂利润最大化的最优原油组合（不同原油等级的配比）。

对于大宗商品买家和交易员来说，化验报告能回答关键问题：我们能从这种原油中获得多少柴油收率？我们的加氢处理装置是否有足够的容量来处理它？它是否符合我们的长期供应合同质量规格？

主要的原油化验数据库由原油生产商（沙特阿美、Equinor 等发布其原油等级的化验数据）、价格报告机构（Argus、Platts）和私营炼油咨询公司维护。化验数据并非总是公开可得——一些生产商将详细的化验数据视为商业机密。

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TAN（总酸值）：第三大质量维度

硫含量和 API 重度是原油定价的两个主要质量维度。TAN（Total Acid Number，总酸值）是第三个维度。

TAN 衡量原油的酸度，以中和一克原油所需的氢氧化钾（KOH）毫克数表示。高 TAN 原油（TAN 高于 0.5 mg KOH/g）含有环烷酸——这是一种有机酸，会严重腐蚀炼油厂设备，尤其是在蒸馏塔和换热器的高温环境下。

高 TAN 原油的交易折价反映了：
– 炼油装置中使用耐腐蚀冶金材料的资本成本
– 调合要求——高 TAN 原油通常会与低 TAN 原油混合，以确保总体混合物保持在设备限制范围内
– 有限的买家池——只有专门针对高 TAN 原油设计的炼油厂才能进行加工

例子：许多西非原油（如 Dalia、Kuito）和一些南美等级的原油既是高 TAN 的，（在某些情况下）也是高硫的。这两个因素共同造成的惩罚可能相当大。相反，一些高 TAN 原油也是甜原油——这会产生一种混合的质量属性，需要仔细的炼油分析才能准确定价。

尽管 TAN 在公开讨论中不如硫含量普及，但它是受影响原油等级每一笔购买谈判中必须考虑的现实因素。

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常见问题解答

“甜”原油总是比“酸”原油更好吗？

通常情况下是的——甜原油能卖出更高的价格，因为更多的炼油厂可以处理它，并且以更低的加工成本生产出更有价值的炼油产品。然而，专门为酸原油设计和优化的复杂炼油厂实际上可能更偏好酸原油，因为它们可以捕获这种折价，同时依然生产高利润产品。“更好的”原油取决于特定炼油厂的配置。

什么是 ASTM D4294 标准？

ASTM D4294 是由 ASTM International 发布的《能量色散 X 射线荧光光谱法测定石油和石油产品中硫含量的标准试验方法》。它是全球范围内测量原油和石油产品硫含量的首要方法。结果以重量百分比硫（wt%）表示。

为什么有些来源使用“sulphur”而有些使用“sulfur”？

两者都是正确的——“sulphur”是英国、澳大利亚和国际标准中使用的英国/IUPAC 拼写。而“sulfur”是美国化学学会（ACS）在美国使用的拼写。在本文中，我们遵循英国/IUPAC 的惯例使用“sulphur”。两种拼写都指代同一种元素。

高硫对原油价值的影响有多大？

酸原油与甜原油之间的折价随市场条件而变化。广义而言，硫含量为 2% 的原油等级可能比同等密度的甜原油等级每桶折价 3-8 美元。在甜原油市场紧张或 IMO 2020 紧缩政策后，这种价差曾经更大。在重质酸原油需求旺盛的时期（当复杂炼油产能充裕时），折价会缩小。

从原油中去除的硫去了哪里？

对原油和炼油产品进行脱硫的炼油厂会将硫捕获为液体元素硫（副产品流）。这种元素硫被出售给化肥行业（用于制造硫酸，进而制造磷肥）或其他工业用途。加拿大的油砂业务在升级沥青的过程中会产生大量的元素硫副产品。

WTI 是否总是比 Brent 有折价？

并非总是如此。WTI 与 Brent 的价差主要受美国中部大陆的管道和出口物流驱动，而非硫含量（两者均为甜原油）。历史上，WTI 曾比 Brent 有 1-3 美元的溢价。2010 年后的美国页岩油繁荣在 WTI 交割点——俄克拉荷马州库欣（Cushing）造成了内陆供应过剩，导致 WTI 相对于 Brent 出现大幅折价（超过 20 美元）。扩大出口基础设施以及美国原油出口授权（2015 年之后）总体上使价差回到了较窄的水平。

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重点总结

• ASTM D4294 标准将甜原油定义为硫含量低于 0.5%，酸原油定义为高于 0.5%——这是定价和交易中所使用的大宗商品市场阈值。
• 一些行业来源使用 1.0% 的阈值，但这适用于工程和腐蚀背景，而非大宗商品定价分类。
• 高硫原油需要昂贵的脱硫（加氢处理）加工，这减少了能购买该原油的炼油厂数量，并降低了其相对于甜原油的价格。
• 根据炼油厂产能、市场条件和燃料法规的不同，甜原油相对于酸原油的溢价通常在每桶 1-15 美元之间。
• WTI（0.24% S）和 Brent（0.37-0.45% S）都是甜原油。Arab Heavy（2.8% S）和 Mars Blend（2.0% S）是酸原油，以显著折价交易。
• IMO 2020（2020 年 1 月生效）将船用燃料油硫含量上限设定为 0.5%，大幅增加了对甜原油和低硫产品的需求。
• 原油化验报告是完整的质量规格文件——涵盖 API 重度、硫、TAN、蒸馏收率和金属含量——炼油商利用该文件对特定等级的原油进行估价和加工。
• TAN（总酸值）是继重度和硫含量之后的第三大质量维度，用于衡量原油的酸度及其对炼油设备的腐蚀影响。

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