乙醇汽油推廣政策分析及煉廠應對建議

曹國慶，曹東學，黃順賢

（中國石化股份公司煉油事業部，北京 100728）

為充分發揮生物燃料乙醇產業對優化能源結構、改善生態環境、促進農業發展的重要作用，2017年9月，國家發展改革委、國家能源局、財政部等十五部委聯合印發了《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》（發改能源﹝2017﹞1508號）。該方案要求，到2020年，全國范圍基本實現車用乙醇汽油全覆蓋，這將對我國煉油行業產生重大影響，需要提前謀劃、統籌應對。

1 乙醇汽油政策分析

1.1 政策出臺背景

一是實施能源發展戰略行動計劃、提高能源自給能力的需要?！赌茉窗l展戰略行動計劃（2014—2020）》指出：“積極發展交通燃油替代。加強先進生物質能技術攻關和示范，重點發展新一代非糧燃料乙醇和生物柴油”。推廣車用乙醇汽油，可替代部分石油，提高非化石能源比重，有利于轉變能源發展方式，調整優化能源結構，提高能源自給水平，保障國家能源安全。

二是促進農業供給側結構性改革、提高糧食安全水平的需要。近年來，我國糧食生產連年豐收，在有力保障市場供應的同時，帶來了政策性庫存高等問題，擴大生物燃料乙醇生產消費，可調節糧食市場供求，有效處置臨期、超期、超標等糧食，為大宗農產品建立長期、穩定、可控的加工轉化調節渠道，提高國家對糧食生產、庫存、價格等方面的市場調控能力，促進糧食供求平衡。

三是減少汽車燃油污染物排放、持續改善生態環境的需要。推廣使用車用乙醇汽油，可以減少二氧化碳以及機動車尾氣中的顆粒物、一氧化碳、碳氫化合物等有害物質排放。發展生物燃料乙醇，可解決秸稈等農林廢棄物焚燒問題，改善大氣環境質量。另外與車用汽油相比，乙醇汽油可進一步規避MTBE組分造成地下水污染的風險。

四是推動區域經濟發展、培育農業農村發展新動能的需要。東北等生物質資源豐富地區具有發展生物燃料乙醇的優勢和產業基礎，加快發展生物燃料乙醇，是深入實施黨中央、國務院關于全面振興東北地區等老工業基地戰略部署的重要舉措，有利于加快培育綠色經濟增長點，促進新舊動能接續轉換，推進產業結構調整。發展生物燃料乙醇，是提高農產品深加工水平的重要途徑，有利于穩定農業生產，進一步夯實糧食主產區地位，帶動農業增效和農村經濟發展[1]。

1.2 國內外乙醇汽油推廣情況

1.2.1 國外

2005年以來，世界生物燃料乙醇生產消費規?？焖僭鲩L，2017年全球生物燃料乙醇產量已達7 900萬噸，與2005年的3 628萬噸相比，翻了一番多，年均增速約7%。據統計，目前已有超過40個國家和地區推廣生物燃料乙醇和車用乙醇汽油，年消費乙醇汽油約6億噸，占世界汽油總消費的60%左右。

美國是世界最大的生物燃料乙醇生產國，主要原料為玉米。據美國可再生燃料協會數據，2017年全美生物燃料乙醇總產量達4 740萬噸，超過世界總產量的50%。美國乙醇汽油分為E10、E15、E85三種類型，E10汽油占比最大。通過立法，車用乙醇汽油在美國應用已實現全覆蓋。

巴西是全球生物燃料乙醇第二大生產消費國，主要原料為甘蔗，2017年，巴西生物燃料乙醇產量2 128萬噸，產業規模僅次于美國。巴西從2007年實現100%汽油添加乙醇，是最早實現車用乙醇汽油全覆蓋的國家。目前，巴西生物燃料乙醇已替代了國內50%的汽油，為全球最高水平。

歐盟早在1985年開始使用乙醇含量5%的車用乙醇汽油，2017年歐盟生物燃料乙醇產量為423萬噸，2020年規劃生物燃料在歐盟交通燃料比例不低于10%。

1.2.2 國內

2000年9月，我國正式啟動變性燃料乙醇及車用乙醇汽油的試驗與推廣工作。2001年4月，國家質量技術監督局頒布車用乙醇汽油和變性燃料乙醇國家標準。2002年6月，河南省鄭州、洛陽、南陽以及黑龍江哈爾濱、肇東五個城市成為首先進行車用乙醇汽油的使用試點城市。2004年2月，車用乙醇汽油擴大試點方案執行，黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽五省封閉推廣，并新增湖北9市、山東7市、江蘇5市、河北6市局部試點。

目前全國已有12個省區推廣使用乙醇汽油，其中遼寧、吉林、黑龍江、河南、安徽和廣西6個省份為“全封閉式”推廣，原則上6省份所有加油站全部提供乙醇汽油，不得混雜普通汽油；而湖北9個地市、山東8個地市、河北6個地市、江蘇5個地市、內蒙古3個地市和廣東1個市共6省32個地市則是“半封閉式”推廣，有些區域加油站同時提供普通汽油和乙醇汽油，乙醇汽油消費量占當年全國汽油總消費量的20%[2]。

國內生物燃料乙醇生產企業有8家，產能總計256萬噸/年，基本滿足上述目前乙醇汽油推行區域燃料乙醇供應需求。從技術路線看，采用以玉米、小麥為原料的1.0代技術的乙醇產能為206萬噸/年，占總產能的80.5%；采用以木薯、甜高粱為原料的1.5代技術的乙醇產能為45萬噸/年，占總產能的17.6%；采用以秸稈為原料的2.0代技術的乙醇產能為5萬噸/年，占總產能的1.9%。我國生物燃料乙醇年消費量近260萬噸，產業規模居世界第三位。總體上看，我國車用乙醇汽油試點工作取得了預期效果，形成了以“核準生產、定向流通、封閉推廣”為特征的可再生燃料推廣模式，為進一步推廣使用車用乙醇汽油奠定了堅實基礎。

2 乙醇汽油推廣對煉油行業影響

根據現行《車用乙醇汽油（E10）》（GB 18351—2017）要求，“在不添加含氧化合物的車用乙醇汽油調合組分油中加入10%（φ）變性燃料乙醇及改善性能添加劑組成車用乙醇汽油（E10）”、車用乙醇汽油“不得人為加入其他有機含氧化合物”。

2.1 對汽油市場影響

根據發改委和統計局預測，“十三五”期間，國內汽油消費量年均增速分別為2.9%和3.1%，2020年全國汽油消費量分別為1.37億噸和1.53億噸，乙醇汽油全面推廣需要近1 400萬 ～1 500萬噸燃料乙醇調入汽油。E10乙醇汽油意味著煉廠汽油組分需要減產10%，在目前汽油消費增速放緩、成品油出口空間受限、地方煉廠原油進口量不斷加大、大型煉化項目陸續投產的情況下，市場競爭進入白熱化[3]。

2.2 對汽油池結構的影響

目前國內汽油池是以催化汽油為主體，其他組分占比較低。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%[4]。

國Ⅵ車用汽油和車用乙醇汽油調合組分油的辛烷值、抗爆指數、芳烴、烯烴、蒸汽壓、誘導期、氧含量等主要控制指標有較大變化，車用乙醇汽油組分油對蒸氣壓、含氧化合物、誘導期、水分等方面有特殊要求，對辛烷值、烯烴、芳烴等指標有所放寬，見表1。屆時MTBE、醚化汽油等含氧組分將無法調入汽油，給汽油池辛烷值桶造成一定損失；同時由于蒸氣壓指標更加嚴格，對于汽油池中含異構化油的煉油企業調合出廠產生較大影響。因此，煉油企業生產乙醇汽油調合組分油，需調入更多的烷基化油，彌補辛烷值桶的損失。

表1 國Ⅵ車用汽油和乙醇汽油調合組分油的 主要控制指標

2.3 對煉廠現有生產裝置的影響

據統計，我國MTBE裝置總產能達到1 800萬噸/年，主要分布在山東、東北和華東地區，其中山東地區產能占據半壁江山[5]。另輕汽油醚化裝置總產能已超過500萬噸/年。車用乙醇汽油推廣后，MTBE及其他醚化汽油無法調合生產汽油，現有MTBE裝置和汽油醚化裝置將只能被迫停運或轉產，造成資產閑置風險。

2.4 對全廠物料加工的影響

一是對碳四組分加工的影響。對已有烷基化裝置的煉油企業，由于MTBE裝置停運，烷基化裝置設計原料基本上是醚后碳四，反應烷烯比為（1.0～1.1）:1，催化裂化裝置產出碳四中烷烯比為（0.6～0.7）:1，取消MTBE后，烷基化的原料量和原料組成會發生顯著變化，未經MTBE反應掉的異丁烯若直接進烷基化則會使得烷基化汽油干點升高，影響汽油品質。

二是對化工原料的影響。對于某些煉化一體化企業，MTBE裝置生產的高純度丁烯-1產品作為聚烯烴的反應原料，MTBE裂解產生的異丁烯作為合成橡膠反應原料，MTBE裝置停運會在一定程度上影響化工原料的保質足量供應。若MTBE裝置繼續運行，則需考慮MTBE出廠途徑或后續加工方案。

2.5 對汽油銷售儲運的影響

現行《車用乙醇汽油儲運設計規范》（GB/T 50610—2010）和《使用乙醇汽油車輛燃料供給系統清洗工藝規范》（GB/T 25350—2010）等國家標準對乙醇汽油的運輸、存儲、調合、加油、清洗等明確相關要求，現有設施必須進行投資改造或重新建設。根據《方案》中各區域各時間節點的要求，2018—2019年京津冀及周邊、長三角、珠三角等重點區域開始推廣乙醇汽油，2019年實現全覆蓋，2020年全國范圍基本全覆蓋，分期分區域實施對油品銷售環節的管道儲運、油品調運也會產生影響。

3 煉油企業應對措施

3.1 推進實施結構調整，煉油業務轉型發展

盡管我國經濟長期向好的態勢沒有改變，但經濟增長動力偏弱，成品油需求缺乏強力拉動，在當前煉廠主要產品中，柴油消費已經進入平臺期、甚至進入下降通道，汽油消費量增速大幅放緩，對于以催化裂化為主流配置的我國煉油企業來說，雖然過去十余年歷經高柴汽比、低柴汽比的結構轉換，但新形勢下受到大型民營煉化項目能力陸續釋放、電動革命步伐提速、“雙權”不斷放開等多重因素疊加影響，乙醇汽油推廣進一步加劇煉油企業承壓態勢。

結合我國航空事業快速發展、化工原料需求旺盛，煉油業務亟需及早制定應對措施，深化裝置和產品結構調整，增產航煤、化工原料，走油化一體之路，提高自身競爭實力。

3.2 統籌乙醇汽油推廣，適度調整升級方案

2019年1月1日，全國范圍內清潔汽油已升級執行國ⅥA階段標準，同時乙醇汽油推廣亦在今明兩年陸續在全國范圍內推廣，煉油企業需統籌政策實施節點，優化調整國Ⅵ汽油（乙醇汽油組分油）的生產方案和配套改造項目。

由于MTBE、醚化汽油等含氧的高辛烷值汽油組分無法調入汽油，汽油池辛烷值桶不足，煉油企業需要自產或外購更大量的烷基化油以滿足升級需要。在醚化裝置無法運行情況下，為滿足汽油烯烴含量要求，催化裂化裝置、汽油脫硫裝置需實施降烯烴改造，如更換催化劑、采用低烯烴收率的催化裂化工藝等。為滿足乙醇汽油組分油蒸汽壓要求，一方面減少異構化油調入比例，另一方面汽油生產主要裝置的分餾單元需實施技術改造，減少汽油中輕組分含量，適應性調整汽油組分的餾程。

總之，在國Ⅵ標準汽油生產的基礎上，煉油企業通過適度投入，實施裝置局部優化改造，滿足汽油烯烴、蒸氣壓指標新要求，實現汽油生產平穩過渡。

3.3 充分利用現有裝置，發揮資產最大價值

一是零投入方案。對于有烷基化裝置、且有一定設計彈性的企業，將醚前碳四直接進烷基化裝置處理，不僅不需額外增加投資，且生產更多烷基化油，可調合汽油優化汽油池結構或產品批號，也可作為高辛烷值汽油組分外銷，增加企業經濟效益。

二是低投入方案。結合停用MTBE后烷基化原料優化、兼顧化工原料需求等，對現有MTBE裝置實施異丁烯選擇性疊合改造。對于無烷基化裝置的企業，則可考慮對現有MTBE裝置進行異丁烯非選擇性改造。目前主要專利技術有IFP的Selectopol工藝、UOP的InAlk工藝、CDtech的CD Isoether工藝、Exxon Mobil的MOGD工藝、KBR的NEXOctane工藝等，國內石油化工科學研究院、上海石油化工研究院等單位也開展了相關技術研發工作[6-7]。與直接烷基化工藝相比，上述間接烷基化工藝具有原料適應性強、產品質量好、裝置不受FCC規模制約、生產總成本較低等優點，原MTBE裝置設備利舊率可達50%～80%，技術經濟性方面有一定競爭力。2018年7月2日，由石油化工科學研究院與石家莊煉化分公司等單位合作開發的碳四烯烴選擇性疊合工業試驗裝置投料試車成功并產出合格產品[8]。

三是高投入方案?？紤]煉化一體化企業總體平衡，為滿足合成樹脂、橡膠等裝置原料需求，維持現有MTBE裝置運行，則需為MTBE尋找后續出路，如建設MTBE裂解裝置，還應統籌考慮高純度異丁烯的高效利用，建設下游MMA、聚異丁烯、丁基橡膠、叔丁醇或異戊二烯等項目。

上述三個方案對比情況見表2。

4 建議

車用乙醇汽油推廣是一項復雜的系統工程，涉及經濟、能源、農業、環保、財政、科技等多個領域，需要多部門跨專業通力合作，建議國家層面加強頂層設計和宏觀調控，做好產業規劃引導，穩步推進實施。一是在目前國內燃料乙醇汽油產能較全面推廣存在較大缺口的情況下，各地方應按照國家制定時間節點執行乙醇汽油標準，避免提前升級，造成燃料乙醇依賴進口或遠途調運。二是大力實施技術攻關，深入研發燃料乙醇先進生產工藝、煉油碳四烯烴組分高價值利用技術等，提升資源綜合利用效率，降低生物燃料乙醇和成品油生產企業成本，促進生物、石化協同可持續發展。三是加強市場監管，對燃料乙醇生產、儲運、銷售環節，乙醇汽油組分油生產環節，乙醇汽油調合、銷售環節全程閉環管理，嚴格資質把關、質量檢驗、流向監督，維護公平的市場秩序。

表2 MTBE裝置轉產利用情況對比

5 結論

隨著乙醇汽油推廣方案的落地實施，煉油企業應統籌產業結構調整、轉型升級，充分把握當前我國煉油行業由大轉強的歷史機遇，積極實施轉方式、調結構，應對乙醇汽油推廣與國際國內能源和石化產業結構變化等疊加因素的巨大挑戰，既要按照既定時間節點完成油品升級，又要推動實現提質增效，降低升級成本，不斷提升自身綜合競爭力。