环保治理 油品升级 创新方案

轻汽油醚化、MTBE脱硫 新兴化工技术助推我国油品升级战略

　　当前，我国大气污染形势严峻。去年和今年年初，受极端不利气象条件影响，我国中东部地区出现长时间、大范围、重污染雾霾天气。2014年1月，按照新的环境空气质量标准，全国74个重点监测城市平均达标天数仅为37.6%。今年两会提案议案环保占27%，雾霾成为最关注的话题。作为污染大户，参与雾霾治理，摆在广大炼化企业面前有两条途径：一是减少生产过程中的排放——清洁生产，污染治理；二是提供环境友好型产品——推行油品升级战略,生产符合标准的油品。7月22～25日，在由中国化工信息周刊、凯瑞化工股份有限公司共同主办的“2014轻汽油醚化及MTBE脱硫技术交流研讨会”上，来自全国石油炼化企业、工程技术公司、研究开发机构、投资机构、金融证券公司等70余位专家代表围绕大气污染治理的市场机遇、炼化企业油品升级战略等进行了深入讨论。

 

环保政策密集出台 倒逼油品升级提速

　　“发达国家一两百年出现的环境问题，在我国最近30多年来的快速发展中集中显现，世界上甚至出现了‘中国环境威胁论’。”国家环保局污染管理司原处长刘孜在演讲中指出，环保问题已经成为关系国计民生的大事，当前国家对生态文明建设和环境保护高度重视，并作出了一系列部署。2013年6月14日，国务院常务会议通过了“国务院大气污染防治十条措施”，其中第一条是，“减少污染物排放，全面整治燃煤小锅炉，加快重点行业脱硫脱硝除尘改造；整治城市扬尘；提升燃油品质，限期淘汰黄标车。”“燃油品质”问题首当其冲被郑重提出。同年9月发布《大气污染防治行动计划》，特别提出“提升燃油品质。加快石油炼制企业升级改造，力争在2014年底前，全国供应符合国家第四阶段标准的车用柴油；在2015年底前，京津冀、长三角、珠三角等区域内重点城市全面供应符合国家第五阶段标准的车用汽、柴油；在2017年底前，全国供应符合国家第五阶段标准的车用汽、柴油。加强油品质量监督检查，严厉打击非法生产、销售不合格油品行为。”

　　李克强总理在第十二届人大二次会议上的《政府工作报告》指出，雾霾天气范围扩大，环境污染矛盾突出，是大自然向粗放发展方式亮起的红灯。必须加强生态环境保护，下决心用硬措施完成硬任务。以雾霾频发的特大城市和区域为重点，以细颗粒物(PM2.5)和可吸入颗粒物(PM10)治理为突破口，抓住产业结构、能源效率、尾气排放和扬尘等关键环节，健全政府、企业、公众共同参与新机制，实行区域联防联控，深入实施大气污染防治行动计划。

　　2014年3月24日，国家发改委、能源局、环保部联合发布《能源行业加强大气污染防治工作方案》，要求积极推进油品质量升级。具体措施：制定出台成品油质量升级行动计划，大力推进国内已有炼厂升级改造，根据市场需求加快新项目建设，理顺成品油价格，确保按时供应国V标准车用汽、柴油。加强相关部门间的配合，对成品油生产流通领域进行全过程监管，规范成品油市场秩序，严厉打击非法生产、销售不合格油品行为。2015年底前，燕山、天津、大港石化等炼厂完成升级改造，华北石化完成改扩建，向京津冀地区供应国V标准汽柴油2300万吨以上；高桥、上海、大连、金陵石化完成升级改造，镇海、扬子等炼厂完成改扩建，向长三角地区供应国V标准汽柴油4100万吨以上；广州、惠州、茂名等炼厂完成升级改造，同时加快湛江、揭阳以及惠州二期等炼油项目建设，向珠三角地区供应国V标准汽柴油2200万吨以上。加快河北曹妃甸，洛阳石化、荆门石化以及克拉玛依石化改扩建等炼油项目建设，以满足清洁油品消费增长需要，2017年底，全国范围内供应国V标准车用汽、柴油。炼化企业汽、柴油质量升级迫在眉睫。

 

油品质量升级步伐加快 炼化企业技术改造压力加大

　　为应对我国不少大中城市出现的越来越频繁的雾霾天气，减少机动车尾气对大气环境的污染，在已确定的从2014年和2015年元旦起全国先后推广使用国四质量标准汽油和柴油的时间表基础上，国家质检总局、国家标准委2013年6月8日批准发布第五阶段车用柴油国家标准，12月18日正式公布第五阶段车用汽油国家标准，该两标准（以下简称“国五汽柴油标准”）均自2018年1月1日起在全国范围内推广使用。为进一步提高轻型车污染物排放控制水平、降低单车的污染排放量，2013年9月17日，环保部发布了国家污染物排放标准《轻型汽车污染物排放限值及测量方法（中国第五阶段）》，规定自2018年1月1日起，中国所有销售和注册登记的轻型汽车应符合本标准要求。国五汽柴油标准和轻型车污染物排放标准总体上与现行欧洲标准水平相当。

　　中国石油集团经济技术研究院高级工程师金云分析，从全球范围看，世界油品质量日趋严格，不少国家地区升级了清洁燃料标准，发达国家例如美国、西欧国家和日本多年来一直引领清洁燃料在全球的推广和升级。目前，北美、西欧及日韩等地区的国家清洁燃料已达到低硫标准，有的地方达到超低硫标准，清洁燃料硫含量均低于10ppm，烯烃体积含量小于25%～30%，芳烃体积含量小于25%～45%，苯体积含量小于1.0%。而在近10年间，其他许多国家和地区也都颁布了汽柴油最高硫含量标准。包括南美和加勒比地区的阿根廷、巴西、智利、墨西哥；亚太地区的中国、中国香港、印度、新加坡、中国台湾和澳大利亚；中东地区的科威特、沙特、卡塔尔、阿联酋、伊朗和约旦。由于我国油品质量升级步伐很快，主要油品质量与发达国家之间的差距已经缩小。

　　从我国油品质量升级的历程看，进入新世纪以来，我国油品质量升级用10年左右的时间走过了欧美国家20～30年走过的道路：2000年全国实现汽油无铅化，汽柴油质量实施国一标准，汽油硫含量由不大于1500ppm降低至800ppm以下；柴油硫含量降到2000ppm以下，对汽油中苯、烯烃和芳烃等首次提出了限制要求。2004年，我国汽柴油质量实施国二标准，硫含量降至500ppm以下。2010年，我国汽油质量实施国三标准，硫含量进一步降至150ppm以下。2013年，我国柴油质量实施国三标准，硫含量进一步降至350ppm以下。

　　从无铅化油品升级至目前的国五标准实施在即，快速的车用汽柴油质量提升要求对我国炼油工业而言既是义不容辞的责任和义务，也带来了技术进步、装置改造、工艺改进、投入增加的巨大压力，对很多小炼油企业则更甚。中国炼油工业将继续加紧建设加氢脱硫等装置，加快产品质量升级步伐。中国石化、中国石油等主要炼油企业根据国家和有关地方政府的标准和要求加大投入，加大技术改造力度，已经建成并正在建设一大批质量升级改造项目，有序推进油品质量升级工作，确保进度目标的如期实现。主营炼厂将在国家规定的升级时间前使所有所属炼厂全部提供更高质量的油品，但对地方炼厂而言，油品升级是一个门槛，跳不过去的炼厂将由于油品质量不达标而面临被淘汰。

 

环保 增效 共赢 轻汽油醚化、MTBE脱硫两大技术助推油品质量升级

　　国内催化裂化汽油大约占了70%的市场份额，成品油硫含量普遍较高。凯瑞化工股份有限公司总经理张勇在讲话中指出，大部分地炼生产的汽油硫含量只能满足国三标准150ppm，大型石化企业多数只满足国四标准。由于大气污染明显加剧，政府提出汽油升级政策，既给石油炼化公司带来了升级转型压力，也为新型技术方案带来了广阔的市场。其中，轻汽油醚化技术、MTBE脱硫技术逐步进入了炼化企业的视线。

　　一、轻汽油醚化技术带来环保、经济效益双赢

　　凯瑞化工开发的“催化轻汽油醚化成套工艺技术”可以满足炼化企业催化汽油质量升级的技术需求。甲醇与C5、C6叔碳烯烃反应转化为TAME和THXME，降低催化汽油烯烃含量和蒸汽压，提高辛烷值，同时将低价值的甲醇转化为高价值的汽油，增加汽油收率。该项工艺既是一种提升催化汽油质量的技术手段，也是有效解决催化汽油降烯烃并兼顾辛烷值的一项具有市场竞争力的实用技术。

　　据凯瑞化工股份有限公司技术总监葛立军介绍，该技术目前已达到国际先进水平，可使汽油总硫量控制在10～50ppm以下、硫醇硫小于10ppm。FCC轻汽油经醚化后，汽油蒸汽压降低25%～29%，C5叔碳烯烃醚化总转化率≥95%，C6叔碳烯烃醚化转化率≥50%，醚化轻汽油的辛烷值提高2～3个单位，将约10%低价值甲醇转化为高价值的汽油，增加了汽油收率，烯烃含量降低15%～20%，充分回收利用热能，较同类技术节约20%能耗，两台预反应器不停车换剂提高了催化剂利用率。目前凯瑞的轻汽油醚化技术已成功应用于中石油宁夏石化公司、中石油广西石化公司、中石化北京燕山分公司、山东海科化工集团有限公司、湖北金奥科技有限公司和连云港港海化工有限公司等企业。宁夏石化公司炼油厂车间生产主任黄金刚介绍了40万吨汽油醚化装置的运行情况，装置开车以来，运行稳定，轻汽油产品中烯烃含量减少了15.0%～17.75%（体积百分数）；醚化效果明显，C5叔碳烯烃和C6叔碳烯烃的平均转化率分别达到95.31%和54.62%，均高于设计值；按照目前75%装置负荷，能耗为21.52千克标油/吨轻汽油，每年可消耗甲醇2.64万吨，产生的直接经济效益达1.34亿元，整个装置的投资可在一年内收回。

　　二、MTBE脱硫技术安全、高效、节能赢市场

　　同时，随着国内MTBE产量的增加及环境保护要求的提高，MTBE脱硫也势在必行。国Ⅴ汽油标准中对硫含量要求为小于10ppm，而MTBE作为汽油重要添加剂，硫含量也须小于10ppm。如何降硫成为MTBE生产企业面临的重要问题。凯瑞化工股份有限公司副总经理、技术带头人毛进池介绍，MTBE深度脱硫技术采用自主开发的具有高硫吸附选择性和高硫吸附容量的复合液体作为吸附剂，利用吸附蒸馏塔和一套吸附剂再生系统，将MTBE吸附脱硫和吸附剂再生相结合，用复合液体吸附剂脱除MTBE中的硫化物，将 MTBE 中的硫含量降至小于10ppm。吸附硫化物的吸附剂再通过解吸恢复其脱硫功能，继续循环利用。脱出的硫化物作为柴油加氢精制装置的原料，加以再利用。该项工艺和市场现有技术相比，从先进性、安全性、稳定性、运行成本上具有自己的优势，不仅能降低装置能耗，而且产品MTBE的回收率高达99.5%以上。目前已经应用于8家企业，已有MTBE装置仅需增加一个脱硫装置就可以把硫含量降到10ppm以下。对于新上装置，可将MTBE生产装置和脱硫装置紧密结合，进一步减少能耗、设备占地和投资。

　　雾霾天气频发，大气污染防治已经成为环保工作的重点，国家提高汽油质量步伐明显加快，炼油化工企业的紧迫感日益增加。轻汽油醚化及MTBE脱硫技术两大环保利器的推出和应用，将大大助力炼化行业的油品升级，在驱散雾霾还碧水蓝天的同时，也将为企业带来显著的经济效益。