发展乙醇汽油对炼油企业的影响刍议

张国相，吴 青

（中海石油炼化有限责任公司，北京100029）

发展乙醇汽油对炼油企业的影响刍议

张国相，吴 青

（中海石油炼化有限责任公司，北京100029）

随着国家产业政策的调整，大力发展乙醇汽油是今后能源领域一个重要任务，乙醇汽油产业的发展势必会对传统炼油企业产生一定的影响。介绍了国内汽油产品现状及油品质量升级采取的办法，燃料乙醇的优点、生产及发展措施，分析了生产E10乙醇汽油对炼油企业汽油组分及柴汽比的影响，最后提出了推广使用车用乙醇汽油对炼油企业的影响及解决问题的措施。

乙醇汽油；炼油企业；汽油组分；柴汽比

随着油气资源消耗增加，以及由此带来的日益严重的环境问题，已成为制约世界经济发展的主要障碍，各国纷纷制订了可再生能源相关规划。经历了近几年的快速发展，燃料乙醇等可再生能源已经成为欧美等发达国家能源结构的重要组成部分。近年来，国际原油价格持续走低，在国家财税政策调节的引导下，中国燃料乙醇行业逐渐向非粮经济作物和纤维素原料综合利用方向转变，积极开展工艺和示范项目建设。至2015年底，中国燃料乙醇产能已达231.5万t，其中以玉米为原料的燃料乙醇产能达到174万t。随着国家产业政策的调整，大力发展乙醇汽油是今后能源领域一个重要任务，乙醇汽油产业的发展势必会对传统炼油企业产生一定的影响。

1 国内汽油产品现状及发展

1.1 汽油产量及发展趋势

2010年国内汽油的产量和消费量分别是7 675万 t和 7 158万 t，2015年分别为 12 104万 t和11 531万t，2010—2015年国内汽油产量和消费量增长率分别为9.5%和10.0%。

根据对炼油能力、原油加工量、收率的预测，2020年汽油产量将达到1.47亿t左右。未来一方面国内汽车保有量不断提高将带动汽油消费量增长，另一方面压缩天然气（CNG）、乙醇、甲醇、电力等能源对汽油的替代愈加强烈，特别是国家在电动新能源汽车推广力度和补贴政策上倾向愈发强烈，因此预计未来汽油消费量增速将明显放缓。预计2020年和2025年国内汽油消费量将分别达到1.40亿t和1.55亿t，国内汽油供需现状和预测见表1。

表1 国内汽油供需现状和预测

1.2 汽油池组分

目前国内汽油池组成是以催化汽油为主体，其他组分占比较低，组成是：催化汽油占73.2%，重整汽油占16.4%，甲基叔丁基醚（MTBE）占2.0%，直馏汽油占1.1%，烷基化汽油占1.0%，其他组分占6.4%。能够调入汽油池的主要组分见表2。

表2 国内汽油池组分分析数据

炼化企业比较关心的轻石脑油、二甲苯这两个组分，其中轻石脑油RON才79，有些品质较差的轻石脑油RON才60，苯含量相对过高，蒸汽压也很高，但是烯烃、芳烃含量低，如果调入汽油池，必须调入更多的高辛烷值、低蒸汽压组分才能调和成合格成品；而对于二甲苯而言，其芳烃含量高，蒸汽压低，但是其辛烷值较高，高达105左右，在某些情况下，是很好的调油组分。

MTBE是含氧量为18.2%的有机醚类，MTBE含氧量相对较高，能够显著改善汽车尾气排放。但如果加入的MTBE比例不加以控制，使理论当量空燃比超出闭环控制发动机电子控制单元自适应能力所及的调节范围，则会因富氧而干扰闭环控制，使三元催化转化器的转化效率下降。因此，日本要求MTBE加入量要小于7%，中国对MTBE的加入量是根据汽油中氧含量指标进行控制，一般是小于10%。

1.3 炼油企业国Ⅵ汽油升级问题

执行国Ⅵ汽油标准，对各炼油企业的影响不尽相同。国内汽油池中以FCC汽油为主，主要是因为先前的汽油要求较低以及催化裂化技术是中国突破的第一个技术，因此中国FCC汽油占据的比重较大；而欧洲的油品要求较高，加氢技术突破较早，其催化重整汽油的比重较大；美国相对居中，各调和组分的比例较为均衡。对于汽柴油质量升级，各企业采取的措施也不尽相同。

1.3.1 对于一些较小炼油企业

1）需要新建蜡油加氢装置、烷基化或者石脑油异构化装置，以降低催化裂化汽油硫含量以及弥补汽油池辛烷值的不足；2）催化裂化汽油的烯烃含量较高，对行业的催化裂化装置进行改造或者添加相关助剂；3）一些小企业甚至新建连续重整装置，将低辛烷值的石脑油转化为高辛烷值的重整汽油和高附加值的芳烃产品。

1.3.2 对于较大炼油企业

1）沿海的大型炼厂基本能够略作调整就能达到国Ⅵ标准；高辛烷值组分烷基化油将成为今后的理想调油组分，大型炼厂会新上很多烷基化装置；2）内陆炼厂需要新建大量的蜡油加氢装置和连续重整装置，才能使汽油产品达到国Ⅵ标准；3）今后异丁烯组分的市场将越来越激烈，可供给的异丁烯组分会越来越少；4）由于芳烃的限制，大量的芳烃会倾销至市场，芳烃市场将由紧缺变为过剩。

2 燃料乙醇汽油的优点、生产情况

2.1 燃料乙醇汽油的优点

乙醇的辛烷值RON为108，作为抗爆剂已经获得成功运用，车用乙醇汽油（E10）已在国内许多省市应用。使用乙醇汽油成效最大的国家属美国和巴西。乙醇的辛烷值较高，也不需要其他较大分子醇作共溶剂，乙醇含氧量高达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个单位，经济价值极为可观。

推广使用乙醇汽油对环境和车辆都有好处。一方面，减少有害尾气的排放。因为乙醇汽油含氧量的提高，能够使工况燃烧更充分，从而更有效地降低有害尾气的排放。使用车用乙醇汽油，发动机无需改造，动力性能基本不变，尾气排放CO和CH化合物平均减少30%以上［1］。另一方面，消除积炭。因为乙醇汽油的燃烧特性，能有效地消除积炭的形成，优化工况行为，避免了因积炭的形成而引起的故障，延长部件使用寿命，延长发动机机油的使用时间，减少油耗。虽然从机理上讲，燃料乙醇热值比汽油热值低，然而乙醇汽油中因加入10%的乙醇，其热值理论上降低了4%，会使动力性能下降，但因乙醇中含氧，使汽油中氧含量达到3.5%，将原汽油不能完全燃烧的部分充分燃烧，使尾气中CO降低33%，从而使油耗相应减少［2］。

2.2 燃料乙醇的生产情况

车用乙醇汽油是指在不含MTBE、含氧添加剂的专用汽油组分油中，按体积比加入一定比例（中国暂定为10%）的变性燃料乙醇，按GB 18351—2015《车用乙醇汽油（E10）》的质量要求，通过特定工艺混配而成的新一代清洁环保型车用燃料。

从国内外的研究和实践看，将乙醇与汽油按1∶9体积比混配使用，对汽车发动机的性能不会产生明显影响。然而，由于乙醇是一种溶剂，发动机使用初期，燃油系统零部件、油路和燃油管壁上沉积物会剥落，导致滤清器堵塞；乙醇还会对汽车的油箱、化油器等部位的橡胶部件产生一定的溶胀作用，从而带来汽车驾驶的安全隐患。此外，乙醇汽油在储运和销售过程中，容易吸水而出现相分离，使汽油和乙醇互溶性变差，影响燃油的品质。这些都在一定程度上影响了车主使用乙醇汽油的积极性，需要从技术和管理上加以完善和解决。

2001年中国批准建立4家乙醇企业，2003年底中央政府针对4家乙醇企业制定了5 a补贴计划，2004年企业每生产1 t乙醇可享受2 736元补贴。2017年国家发改委宣布不再建设新的以玉米为主要原料的燃料乙醇项目，标志中国第一代燃料乙醇发展高潮正式退去。

2015年中国燃料乙醇年产量仅为231.5万t（来源中国国家能源局），调合汽油2 315万t，仅占当年全国汽油总消费量的19%。2015年美国燃料乙醇产量达4 422万t，占全世界产量的58%，10 a间产量增长近4倍，其中美国联邦政府通过一系列的法案和政策优惠对乙醇产业发展起到了重要的支持和保护作用。据悉：中国政府已经在2017年9月份启动燃料乙醇发展计划，要求到2020年在全国范围内推广使用乙醇汽油，期望实现2017—2018年产量翻一番；2018—2019年产量翻四番，达到1 000万t燃料乙醇产量。

3 生产E10乙醇汽油对炼厂汽油组分和柴油组分的影响

3.1 生产E10乙醇汽油对车用汽油其他组分的影响

根据GB/T 22030—2015《车用乙醇汽油调和组分油》标准，对车用乙醇汽油调和组分油的指标要求：有机含氧化合物质量分数不大于0.5%，芳烃体积分数不大于43%，烯烃体积分数不大于26%。而GB 18351—2015《车用乙醇汽油（E10）》标准中，其他有机含氧化合物质量分数不大于0.5%，芳烃体积分数不大于40%，烯烃体积分数不大于24%。由于E10车用乙醇汽油标准中对其他有机含氧化合物限定值是质量分数不大于0.5%，这样在乙醇汽油中也就不易再调入MTBE等有机含氧化合物。

汽油中的其他调和组分统计数据如下：2015年MTBE消耗量约为800万t、烷基化油消耗量约为400万t；2016年MTBE消耗量为839万t、烷基化油消耗量为550万t。2016年底国内MTBE产能为1 850万t、烷基化油产能为2 035万t，MTBE及烷基化油装置产能严重过剩。

如果按照“车用乙醇汽油（E10）”标准考虑生产乙醇汽油，2015年燃料乙醇产量为231.5万t，可以调和2 315万t车用乙醇汽油，则乙醇汽油产量占年度汽油产量的19%。2 084万t汽油中就不需要掺加MTBE、烷基化油等高价值汽油调和组分，按照目前国内MTBE调入量2.0%、烷基化油1.0%计算，即可减少MTBE、烷基化油生产量共计62.5万t。而生产这些高价值组分的轻烃可以去生产乙烯等更高价值的产业链产品，轻烃得到更加合理的应用，同时也可以减少企业大量增上烷基化、MTBE、异构化等项目，降低企业投资成本。如果燃料乙醇产量达到1 000万t，则减少的MTBE、烷基化油、异构化油的量就更加可观，经济效益和社会效益更加明显。

由于乙醇中没有芳烃、烯烃等成分，对于调和组分汽油芳烃体积分数比常规汽油中芳烃体积分数可以高出3%～5%，对于汽油辛烷值大有益处，并且可以减少炼化企业相应加氢的压力，降低了企业生产成本。

3.2 对炼化企业柴汽比结构调整产生的影响

要想大规模发展乙醇汽油，不能不考虑柴汽比的问题。数据表明，中国消费的柴汽比相对较高，柴油的需求量也较大。乙醇的热值是26 780 kJ/kg，汽油的热值是46 000 kJ/kg，E10乙醇汽油的热值是常规汽油热值的96%，但由于加入10%燃料乙醇，汽油中氧含量达到3.5%，油料消耗基本相当［3］。2015年国内生产燃料乙醇231.5万t，调和乙醇汽油2 315万t，顶替出常规汽油231.5万t，这对于炼油行业的柴汽比影响不是很明显。按照2015年的数据，柴油产量 18 000万t，汽油产量12 100万 t，生产的柴汽比为1.49；但如果大规模使用乙醇汽油，按消耗1 000万t燃料乙醇计算，则将顶替1 000万t汽油，炼油生产的柴汽比将达到1.62。因此，大量使用燃料乙醇，炼油企业的柴汽比肯定会增加。炼化企业如要降低柴油产量，一定走化工及轻质化发展之路，才是降低柴汽比的根本出路。

4 推广车用乙醇汽油对炼油企业的影响及对策

国家产业政策是大力发展非化石能源，以替代逐渐紧张的化石能源，大力推广乙醇汽油产业会对炼油企业产生如下影响。

4.1 有利因素

生产乙醇汽油组分油厂家目前除了中石油、中石化炼厂有生产资格外，不少地炼企业在陆续报批当中。取得组分油生产资格认定的炼油厂，必须是车用乙醇汽油推广区域内国家定点的成品油生产企业；原油一次加工能力在200万t/a以上，加氢精制单套装置能力在30万t/a以上，催化裂化单套装置能力在60万t/a以上；具备符合国家规定的油品质量检验环境条件、仪器设备、储存和消防措施；具有经劳动保障、质监等部门考核合格的专职质量检验人员。目前调配乙醇汽油有3种方式：油罐调和、罐车调和与管道比例调和，目前一般采用管道比例调和。

生产满足乙醇汽油组分油的炼油企业比较多，如果燃料乙醇产量达到500万t、1 000万t，调和组分不存在问题。而目前处于建设火热状态的MTBE、烷基化、异构化等装置的建设就会降温，大量的异丁烯、异丁烷及相应碳5、碳6组分就会优化出来，用于乙烯工业及合成橡胶工业生产，解决乙烯工业部分原料进口问题，节约大量的外汇。由于节约大量的企业投资，用于其他方面的优化改造，会使企业加工流程更加优化，降低企业的生产成本，更加增强企业的市场竞争力。

4.2 不利因素

1）增加乙醇汽油的生产，会造成部分炼油企业已经建成的MTBE、烷基化装置闲置，造成一定的资源浪费。2）目前市场发展需求是降低炼油企业的柴汽比，各炼油企业都已经安排了一定的资金来降低柴汽比，如柴油转化为汽油的LTAG等技术的实施，如果大量乙醇调入汽油中，原来企业的投资将无法发挥作用。3）企业还要增加一些调和设施才能满足车用乙醇汽油的要求。4）对于炼油企业的发展产生影响。企业应该怎样规划，流程应该如何设计，产品应该如何进行调和，炼油企业都存在疑惑。

4.3 建议与对策

推广使用乙醇汽油是一项复杂的系统工程，需要各个部门、多个地区通力合作。但是乙醇汽油的发展会对传统炼油产业造成一定冲击，合理、有序发展乙醇产业是对传统炼油产业的有力补充。建议抓好以下工作：

1）加强政府宏观调控，做好产业引导。按照国家有关支持循环经济发展的政策，加大科技投入、税收、金融等方面的支持力度。在充分利用现有生产能力的基础上，对关键技术进行攻关研究，大力改进生产工艺，努力开发自主知识产权，争取生产技术、设备国产化。通过延长产业链和原料深加工的纵深发展，提高资源的综合利用效率，降低生产成本，提高产业的经济效益，实现可持续发展。

2）国家根据能源产业发展规划，提前安排几个乙醇汽油调和企业，指定几家信誉好的炼油企业单独生产乙醇汽油调和组分，这样便于集中管理及销售，更有利于企业的安全生产及环境保护。否则，大部分炼化企业调整产品结构生产乙醇汽油组分油，存在诸多的生产、安全、经济等不利因素。

3）加强有关乙醇汽油的宣传工作，使消费者了解推广使用乙醇汽油的必要性和可行性，消除消费者对乙醇汽油的疑虑，提高全社会认同程度。为适应中国推广使用乙醇汽油的趋势，汽车生产企业应在汽车设计、制造、使用、维修等方面加强相关技术研究攻关工作，开发乙醇燃料汽车、灵活燃料汽车等多种清洁燃料汽车，并对相关标准、法规进行必要的研究和修订［4］。

4）优先指定几个地区先行试点，可以采用定点生产及调和，定量销售的方式促进发展，不断总结相关经验，在总结经验的基础上尽快在全国推广。

5 结语

乙醇汽油作为一种新型替代燃料，具有环境污染小、燃烧效率高、可再生性强等优势，逐步扩大和推广使用乙醇汽油，对保证国家能源安全、保护环境、促进中国农业发展、培育中国汽车市场等具有重大战略意义和现实意义。乙醇汽油的发展虽然会对炼油企业产生一些影响，但只要国家合理规划布局乙醇汽油生产企业，汽车企业及时开发乙醇燃料汽车，就会形成多种燃料并存的新格局，有利于国家能源安全及新兴产业的迅速发展。炼油企业通过不断优化装置结构及产品结构，真正达到“易油则油、易烯则烯、易芳则芳”的生产链条，不断提升高价值产品的生产技术水平。

［1］张以祥，曹湘洪，史济春.燃料乙醇与车用乙醇汽油［M］.北京：中国石化出版社，2004.

［2］魏忠贺.探索中国燃料乙醇发展之路［J］.中国石油和化工经济分析，2007（3）：46-50.

［3］王基铭.中国炼油技术新进展［M］.北京：中国石化出版社，2017.

［4］白颐.美国和巴西生物燃料发展的几点启迪［J］.化学工业，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

张国相（1965— ），男，经济学硕士，高级工程师，从事炼油化工技术管理工作。

联系方式：zhanggx3@cnooc.com.cn