發展乙醇汽油對煉油企業的影響芻議

張國相，吳 青

（中海石油煉化有限責任公司，北京100029）

發展乙醇汽油對煉油企業的影響芻議

張國相，吳 青

（中海石油煉化有限責任公司，北京100029）

隨著國家產業政策的調整，大力發展乙醇汽油是今后能源領域一個重要任務，乙醇汽油產業的發展勢必會對傳統煉油企業產生一定的影響。介紹了國內汽油產品現狀及油品質量升級采取的辦法，燃料乙醇的優點、生產及發展措施，分析了生產E10乙醇汽油對煉油企業汽油組分及柴汽比的影響，最后提出了推廣使用車用乙醇汽油對煉油企業的影響及解決問題的措施。

乙醇汽油；煉油企業；汽油組分；柴汽比

隨著油氣資源消耗增加，以及由此帶來的日益嚴重的環境問題，已成為制約世界經濟發展的主要障礙，各國紛紛制訂了可再生能源相關規劃。經歷了近幾年的快速發展，燃料乙醇等可再生能源已經成為歐美等發達國家能源結構的重要組成部分。近年來，國際原油價格持續走低，在國家財稅政策調節的引導下，中國燃料乙醇行業逐漸向非糧經濟作物和纖維素原料綜合利用方向轉變，積極開展工藝和示范項目建設。至2015年底，中國燃料乙醇產能已達231.5萬t，其中以玉米為原料的燃料乙醇產能達到174萬t。隨著國家產業政策的調整，大力發展乙醇汽油是今后能源領域一個重要任務，乙醇汽油產業的發展勢必會對傳統煉油企業產生一定的影響。

1 國內汽油產品現狀及發展

1.1 汽油產量及發展趨勢

2010年國內汽油的產量和消費量分別是7 675萬 t和 7 158萬 t，2015年分別為 12 104萬 t和11 531萬t，2010—2015年國內汽油產量和消費量增長率分別為9.5%和10.0%。

根據對煉油能力、原油加工量、收率的預測，2020年汽油產量將達到1.47億t左右。未來一方面國內汽車保有量不斷提高將帶動汽油消費量增長，另一方面壓縮天然氣（CNG）、乙醇、甲醇、電力等能源對汽油的替代愈加強烈，特別是國家在電動新能源汽車推廣力度和補貼政策上傾向愈發強烈，因此預計未來汽油消費量增速將明顯放緩。預計2020年和2025年國內汽油消費量將分別達到1.40億t和1.55億t，國內汽油供需現狀和預測見表1。

表1 國內汽油供需現狀和預測

1.2 汽油池組分

目前國內汽油池組成是以催化汽油為主體，其他組分占比較低，組成是：催化汽油占73.2%，重整汽油占16.4%，甲基叔丁基醚（MTBE）占2.0%，直餾汽油占1.1%，烷基化汽油占1.0%，其他組分占6.4%。能夠調入汽油池的主要組分見表2。

表2 國內汽油池組分分析數據

煉化企業比較關心的輕石腦油、二甲苯這兩個組分，其中輕石腦油RON才79，有些品質較差的輕石腦油RON才60，苯含量相對過高，蒸汽壓也很高，但是烯烴、芳烴含量低，如果調入汽油池，必須調入更多的高辛烷值、低蒸汽壓組分才能調和成合格成品；而對于二甲苯而言，其芳烴含量高，蒸汽壓低，但是其辛烷值較高，高達105左右，在某些情況下，是很好的調油組分。

MTBE是含氧量為18.2%的有機醚類，MTBE含氧量相對較高，能夠顯著改善汽車尾氣排放。但如果加入的MTBE比例不加以控制，使理論當量空燃比超出閉環控制發動機電子控制單元自適應能力所及的調節范圍，則會因富氧而干擾閉環控制，使三元催化轉化器的轉化效率下降。因此，日本要求MTBE加入量要小于7%，中國對MTBE的加入量是根據汽油中氧含量指標進行控制，一般是小于10%。

1.3 煉油企業國Ⅵ汽油升級問題

執行國Ⅵ汽油標準，對各煉油企業的影響不盡相同。國內汽油池中以FCC汽油為主，主要是因為先前的汽油要求較低以及催化裂化技術是中國突破的第一個技術，因此中國FCC汽油占據的比重較大；而歐洲的油品要求較高，加氫技術突破較早，其催化重整汽油的比重較大；美國相對居中，各調和組分的比例較為均衡。對于汽柴油質量升級，各企業采取的措施也不盡相同。

1.3.1 對于一些較小煉油企業

1）需要新建蠟油加氫裝置、烷基化或者石腦油異構化裝置，以降低催化裂化汽油硫含量以及彌補汽油池辛烷值的不足；2）催化裂化汽油的烯烴含量較高，對行業的催化裂化裝置進行改造或者添加相關助劑；3）一些小企業甚至新建連續重整裝置，將低辛烷值的石腦油轉化為高辛烷值的重整汽油和高附加值的芳烴產品。

1.3.2 對于較大煉油企業

1）沿海的大型煉廠基本能夠略作調整就能達到國Ⅵ標準；高辛烷值組分烷基化油將成為今后的理想調油組分，大型煉廠會新上很多烷基化裝置；2）內陸煉廠需要新建大量的蠟油加氫裝置和連續重整裝置，才能使汽油產品達到國Ⅵ標準；3）今后異丁烯組分的市場將越來越激烈，可供給的異丁烯組分會越來越少；4）由于芳烴的限制，大量的芳烴會傾銷至市場，芳烴市場將由緊缺變為過剩。

2 燃料乙醇汽油的優點、生產情況

2.1 燃料乙醇汽油的優點

乙醇的辛烷值RON為108，作為抗爆劑已經獲得成功運用，車用乙醇汽油（E10）已在國內許多省市應用。使用乙醇汽油成效最大的國家屬美國和巴西。乙醇的辛烷值較高，也不需要其他較大分子醇作共溶劑，乙醇含氧量高達34.7%，在汽油中加入10%的燃料乙醇，可以使汽油含氧量提高至3.5%，可使成品油辛烷值提高2～3個單位，經濟價值極為可觀。

推廣使用乙醇汽油對環境和車輛都有好處。一方面，減少有害尾氣的排放。因為乙醇汽油含氧量的提高，能夠使工況燃燒更充分，從而更有效地降低有害尾氣的排放。使用車用乙醇汽油，發動機無需改造，動力性能基本不變，尾氣排放CO和CH化合物平均減少30%以上［1］。另一方面，消除積炭。因為乙醇汽油的燃燒特性，能有效地消除積炭的形成，優化工況行為，避免了因積炭的形成而引起的故障，延長部件使用壽命，延長發動機機油的使用時間，減少油耗。雖然從機理上講，燃料乙醇熱值比汽油熱值低，然而乙醇汽油中因加入10%的乙醇，其熱值理論上降低了4%，會使動力性能下降，但因乙醇中含氧，使汽油中氧含量達到3.5%，將原汽油不能完全燃燒的部分充分燃燒，使尾氣中CO降低33%，從而使油耗相應減少［2］。

2.2 燃料乙醇的生產情況

車用乙醇汽油是指在不含MTBE、含氧添加劑的專用汽油組分油中，按體積比加入一定比例（中國暫定為10%）的變性燃料乙醇，按GB 18351—2015《車用乙醇汽油（E10）》的質量要求，通過特定工藝混配而成的新一代清潔環保型車用燃料。

從國內外的研究和實踐看，將乙醇與汽油按1∶9體積比混配使用，對汽車發動機的性能不會產生明顯影響。然而，由于乙醇是一種溶劑，發動機使用初期，燃油系統零部件、油路和燃油管壁上沉積物會剝落，導致濾清器堵塞；乙醇還會對汽車的油箱、化油器等部位的橡膠部件產生一定的溶脹作用，從而帶來汽車駕駛的安全隱患。此外，乙醇汽油在儲運和銷售過程中，容易吸水而出現相分離，使汽油和乙醇互溶性變差，影響燃油的品質。這些都在一定程度上影響了車主使用乙醇汽油的積極性，需要從技術和管理上加以完善和解決。

2001年中國批準建立4家乙醇企業，2003年底中央政府針對4家乙醇企業制定了5 a補貼計劃，2004年企業每生產1 t乙醇可享受2 736元補貼。2017年國家發改委宣布不再建設新的以玉米為主要原料的燃料乙醇項目，標志中國第一代燃料乙醇發展高潮正式退去。

2015年中國燃料乙醇年產量僅為231.5萬t（來源中國國家能源局），調合汽油2 315萬t，僅占當年全國汽油總消費量的19%。2015年美國燃料乙醇產量達4 422萬t，占全世界產量的58%，10 a間產量增長近4倍，其中美國聯邦政府通過一系列的法案和政策優惠對乙醇產業發展起到了重要的支持和保護作用。據悉：中國政府已經在2017年9月份啟動燃料乙醇發展計劃，要求到2020年在全國范圍內推廣使用乙醇汽油，期望實現2017—2018年產量翻一番；2018—2019年產量翻四番，達到1 000萬t燃料乙醇產量。

3 生產E10乙醇汽油對煉廠汽油組分和柴油組分的影響

3.1 生產E10乙醇汽油對車用汽油其他組分的影響

根據GB/T 22030—2015《車用乙醇汽油調和組分油》標準，對車用乙醇汽油調和組分油的指標要求：有機含氧化合物質量分數不大于0.5%，芳烴體積分數不大于43%，烯烴體積分數不大于26%。而GB 18351—2015《車用乙醇汽油（E10）》標準中，其他有機含氧化合物質量分數不大于0.5%，芳烴體積分數不大于40%，烯烴體積分數不大于24%。由于E10車用乙醇汽油標準中對其他有機含氧化合物限定值是質量分數不大于0.5%，這樣在乙醇汽油中也就不易再調入MTBE等有機含氧化合物。

汽油中的其他調和組分統計數據如下：2015年MTBE消耗量約為800萬t、烷基化油消耗量約為400萬t；2016年MTBE消耗量為839萬t、烷基化油消耗量為550萬t。2016年底國內MTBE產能為1 850萬t、烷基化油產能為2 035萬t，MTBE及烷基化油裝置產能嚴重過剩。

如果按照“車用乙醇汽油（E10）”標準考慮生產乙醇汽油，2015年燃料乙醇產量為231.5萬t，可以調和2 315萬t車用乙醇汽油，則乙醇汽油產量占年度汽油產量的19%。2 084萬t汽油中就不需要摻加MTBE、烷基化油等高價值汽油調和組分，按照目前國內MTBE調入量2.0%、烷基化油1.0%計算，即可減少MTBE、烷基化油生產量共計62.5萬t。而生產這些高價值組分的輕烴可以去生產乙烯等更高價值的產業鏈產品，輕烴得到更加合理的應用，同時也可以減少企業大量增上烷基化、MTBE、異構化等項目，降低企業投資成本。如果燃料乙醇產量達到1 000萬t，則減少的MTBE、烷基化油、異構化油的量就更加可觀，經濟效益和社會效益更加明顯。

由于乙醇中沒有芳烴、烯烴等成分，對于調和組分汽油芳烴體積分數比常規汽油中芳烴體積分數可以高出3%～5%，對于汽油辛烷值大有益處，并且可以減少煉化企業相應加氫的壓力，降低了企業生產成本。

3.2 對煉化企業柴汽比結構調整產生的影響

要想大規模發展乙醇汽油，不能不考慮柴汽比的問題。數據表明，中國消費的柴汽比相對較高，柴油的需求量也較大。乙醇的熱值是26 780 kJ/kg，汽油的熱值是46 000 kJ/kg，E10乙醇汽油的熱值是常規汽油熱值的96%，但由于加入10%燃料乙醇，汽油中氧含量達到3.5%，油料消耗基本相當［3］。2015年國內生產燃料乙醇231.5萬t，調和乙醇汽油2 315萬t，頂替出常規汽油231.5萬t，這對于煉油行業的柴汽比影響不是很明顯。按照2015年的數據，柴油產量 18 000萬t，汽油產量12 100萬 t，生產的柴汽比為1.49；但如果大規模使用乙醇汽油，按消耗1 000萬t燃料乙醇計算，則將頂替1 000萬t汽油，煉油生產的柴汽比將達到1.62。因此，大量使用燃料乙醇，煉油企業的柴汽比肯定會增加。煉化企業如要降低柴油產量，一定走化工及輕質化發展之路，才是降低柴汽比的根本出路。

4 推廣車用乙醇汽油對煉油企業的影響及對策

國家產業政策是大力發展非化石能源，以替代逐漸緊張的化石能源，大力推廣乙醇汽油產業會對煉油企業產生如下影響。

4.1 有利因素

生產乙醇汽油組分油廠家目前除了中石油、中石化煉廠有生產資格外，不少地煉企業在陸續報批當中。取得組分油生產資格認定的煉油廠，必須是車用乙醇汽油推廣區域內國家定點的成品油生產企業；原油一次加工能力在200萬t/a以上，加氫精制單套裝置能力在30萬t/a以上，催化裂化單套裝置能力在60萬t/a以上；具備符合國家規定的油品質量檢驗環境條件、儀器設備、儲存和消防措施；具有經勞動保障、質監等部門考核合格的專職質量檢驗人員。目前調配乙醇汽油有3種方式：油罐調和、罐車調和與管道比例調和，目前一般采用管道比例調和。

生產滿足乙醇汽油組分油的煉油企業比較多，如果燃料乙醇產量達到500萬t、1 000萬t，調和組分不存在問題。而目前處于建設火熱狀態的MTBE、烷基化、異構化等裝置的建設就會降溫，大量的異丁烯、異丁烷及相應碳5、碳6組分就會優化出來，用于乙烯工業及合成橡膠工業生產，解決乙烯工業部分原料進口問題，節約大量的外匯。由于節約大量的企業投資，用于其他方面的優化改造，會使企業加工流程更加優化，降低企業的生產成本，更加增強企業的市場競爭力。

4.2 不利因素

1）增加乙醇汽油的生產，會造成部分煉油企業已經建成的MTBE、烷基化裝置閑置，造成一定的資源浪費。2）目前市場發展需求是降低煉油企業的柴汽比，各煉油企業都已經安排了一定的資金來降低柴汽比，如柴油轉化為汽油的LTAG等技術的實施，如果大量乙醇調入汽油中，原來企業的投資將無法發揮作用。3）企業還要增加一些調和設施才能滿足車用乙醇汽油的要求。4）對于煉油企業的發展產生影響。企業應該怎樣規劃，流程應該如何設計，產品應該如何進行調和，煉油企業都存在疑惑。

4.3 建議與對策

推廣使用乙醇汽油是一項復雜的系統工程，需要各個部門、多個地區通力合作。但是乙醇汽油的發展會對傳統煉油產業造成一定沖擊，合理、有序發展乙醇產業是對傳統煉油產業的有力補充。建議抓好以下工作：

1）加強政府宏觀調控，做好產業引導。按照國家有關支持循環經濟發展的政策，加大科技投入、稅收、金融等方面的支持力度。在充分利用現有生產能力的基礎上，對關鍵技術進行攻關研究，大力改進生產工藝，努力開發自主知識產權，爭取生產技術、設備國產化。通過延長產業鏈和原料深加工的縱深發展，提高資源的綜合利用效率，降低生產成本，提高產業的經濟效益，實現可持續發展。

2）國家根據能源產業發展規劃，提前安排幾個乙醇汽油調和企業，指定幾家信譽好的煉油企業單獨生產乙醇汽油調和組分，這樣便于集中管理及銷售，更有利于企業的安全生產及環境保護。否則，大部分煉化企業調整產品結構生產乙醇汽油組分油，存在諸多的生產、安全、經濟等不利因素。

3）加強有關乙醇汽油的宣傳工作，使消費者了解推廣使用乙醇汽油的必要性和可行性，消除消費者對乙醇汽油的疑慮，提高全社會認同程度。為適應中國推廣使用乙醇汽油的趨勢，汽車生產企業應在汽車設計、制造、使用、維修等方面加強相關技術研究攻關工作，開發乙醇燃料汽車、靈活燃料汽車等多種清潔燃料汽車，并對相關標準、法規進行必要的研究和修訂［4］。

4）優先指定幾個地區先行試點，可以采用定點生產及調和，定量銷售的方式促進發展，不斷總結相關經驗，在總結經驗的基礎上盡快在全國推廣。

5 結語

乙醇汽油作為一種新型替代燃料，具有環境污染小、燃燒效率高、可再生性強等優勢，逐步擴大和推廣使用乙醇汽油，對保證國家能源安全、保護環境、促進中國農業發展、培育中國汽車市場等具有重大戰略意義和現實意義。乙醇汽油的發展雖然會對煉油企業產生一些影響，但只要國家合理規劃布局乙醇汽油生產企業，汽車企業及時開發乙醇燃料汽車，就會形成多種燃料并存的新格局，有利于國家能源安全及新興產業的迅速發展。煉油企業通過不斷優化裝置結構及產品結構，真正達到“易油則油、易烯則烯、易芳則芳”的生產鏈條，不斷提升高價值產品的生產技術水平。

［1］張以祥，曹湘洪，史濟春.燃料乙醇與車用乙醇汽油［M］.北京：中國石化出版社，2004.

［2］魏忠賀.探索中國燃料乙醇發展之路［J］.中國石油和化工經濟分析，2007（3）：46-50.

［3］王基銘.中國煉油技術新進展［M］.北京：中國石化出版社，2017.

［4］白頤.美國和巴西生物燃料發展的幾點啟迪［J］.化學工業，2007，25（2/3）：8-12.

Influence of developing ethanol gasoline on refining enterprises

Zhang Guoxiang，Wu Qing
（CNOOC Oil&Petrochemicals Co.，Ltd.，Beijing 100029，China）

With the process of policy adjustments，making progress in the ethanol gasoline industry is an important task for the energy sector，and the progress being made in the ethanol gasoline industry will definitely have influence on the traditional oil refineries.The current situation of refined oil products and the methods of increasing the quantity of refined oil products in China were introduced.The current ethanol fuel market and the influence of the production of E10 ethanol gasoline on gasoline components and diesel-gasoline ratio were analyzed，as well as the influence of the promotion of using ethanol fuel for vehicles on the refineries，and the advices on how to solve the relative problems were put forward.

ethanol gasoline；refining enterprises；gasoline component；diesel gasoline ratio

TQ223.122

A

1006-4990（2018）01-0016-04

2017-08-14

張國相（1965— ），男，經濟學碩士，高級工程師，從事煉油化工技術管理工作。

聯系方式：zhanggx3@cnooc.com.cn