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乙醇汽油全面推广,异丁烯利用何去何从?
2017年23期 发行日期:2017-11-29
作者:zhoukan2012

■ 本刊记者  朱一帆

前不久,国家出台了《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》,提出在全国范围内全面推广使用车用乙醇汽油,到2020年基本实现全覆盖。新政一出,立即引起炼化轻烃行业的热烈反响。以MTBE为主要出路的碳四利用产业遇到了前所未有的挑战。11月18日,由中国化工信息中心主办、凯瑞环保科技股份有限公司承办的碳四产业链转型研讨会暨轻烃利用行业协作组碳四专委会成立大会在北京隆重开幕。来自全国轻烃领域的代表齐聚一堂,就全球及国内燃料乙醇发展现状及前景、新政下炼化企业面临的问题、碳四产业链转型方向等话题展开了热烈的讨论。

E10汽油推广已成规模,
          未来几年将迎投产高峰
   
    2016年全球燃料乙醇年产量约7500万吨,联合国粮食组织预计2020年全球燃料乙醇年产量将达到1.2亿吨。国家发改委宏观经济研究院姜鑫民处长指出,与美国和巴西相比,我国燃料乙醇规模仍偏小,占工业消费比例仅为8%。我国自2002年开始发展燃料乙醇,2016年,燃料乙醇消费达到243.9万吨,国内产量202万吨,进口42万吨。
    目前我国共有8家燃料乙醇定点生产企业,其中安徽中粮生化(原安徽丰原生化)、吉林燃料乙醇和肇东中粮生化(原黑龙江华润酒精)主要以玉米、小麦为原料(1代粮食乙醇);河南天冠同时生产1代和2代乙醇;广西中粮生物质、国投广东生物和内蒙古中兴能源有限公司主要以木薯和甜高粱茎秆为原料(1.5代非粮乙醇);龙力生物以玉米芯废渣为原料(2代纤维素乙醇)。
    乙醇汽油的推广对于改善环境污染,缓解原油进口压力等方面有着积极的推动作用。据不完全统计,全球已有超过40个国家和地区推广生物燃料乙醇和车用乙醇汽油。我国年消费乙醇汽油约6亿吨,占世界汽油总消费的60%左右。近年来,我国乙醇汽油试点推广工作成效显著。我国的乙醇汽油是指添加了10%乙醇的汽油,自2002年6月起在河南和黑龙江的5个城市开始试点。从2016年1月起,东部地区11个省市全面供应符合国五标准的车用汽油。在国家重拳出击进行环境治理的大背景下,东部石油大省乙醇汽油的推广工作开始全面提速。

现有炼厂面临巨大挑战,
            牵一发而动全身
   
    2017年9月13日,国家发改委等15部委联合发布《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》的通知,确定到2020年全国基本全覆盖乙醇汽油。中国石化经济技术研究院优化咨询中心副主任曹建军指出,这意味着到2020年,市场上基本没有“车用汽油”产品,全部为车用乙醇汽油;炼厂不再生产车用汽油产品,全部转变为生产车用乙醇汽油调合组分油;市场最终产品形态的形成点,由炼油厂后移到乙醇汽油调合中心。中石化石油化工科学研究院副院长李明丰指出,全国实施E10乙醇汽油之后,根据《GB 18351 乙醇汽油调合组分油》标准,原则上除乙醇以外任何含氧化合物均不可人为添加。中国化工信息中心副主任揭玉斌指出,根据出台的最新标准,MTBE、醚化轻汽油等组分将不能继续作为汽油调和组分,该标准与实施方案将对现有的碳四利用尤其是MTBE的发展产生巨大影响。
    姜鑫民指出,国家推出燃料乙醇新政策,对炼油行业提出了新的挑战:
    传统炼油业面临替代竞争压力加大。20世纪80年代以来,随着新工艺的开发成功,尤其是甲基叔丁基醚产品的出现和发展,异丁烯耗量急剧增加。MTBE作为汽油添加剂的利用得到长足进步,一段时期甚至成为炼油厂利润的主要来源,也是甲醇利用和提高辛烷值的最佳选择。随着国家乙醇汽油全面实施时代的临近,MTBE等含氧化合物作为汽油调和组分受到严重限制,使得现有装置面临窘境。十九大以后环保的标准和要求将会更高,MTBE作为甲醇化学调和的手段将受到前所未有的冲击。目前国内MTBE装置总产能约1700万吨,至2020年,MTBE将停止使用,寻求异丁烯利用的新途径迫在眉睫。
    消费结构变化,炼厂面临调整。近年来,随着宏观经济增速放缓,汽柴油消费量增速大幅减慢,由2003-2011年年均8.7%的增速下降到2012-2015年的年均3.9%。同时,国内汽柴油消费结构发生重大变化,自2010年以来消费柴汽比持续下降,由2010年的2.21下降到2015年的1.50。“十三五”期间,我国经济将继续保持稳步增长。在考虑替代燃料影响下,预计2020年成品油需求量为3.51亿吨,年均增长2.3%左右;需求柴汽比继续降低,预计2020年下降到1.0~1.2之间。
    国内汽柴油质量达标频率加快,产业升级压力较大。随着油品质量升级的加快推进,炼厂每隔2~3年需经历一个升级改造周期,其频率逐步加大。这对企业投资强度、生产安排提出更高要求的同时,也造成了炼油成本的增加。
    政策调整会产生后续连带影响。市场标志产品主体变化,对相关产业产生联动影响,继而反作用于炼油产业。汽车燃料主体由车用汽油变更为车用乙醇汽油,且由多产品系列(包括甲醇汽油)逐步统一。这一变化不是象征性的,必将引发一系列调整,包括汽车业、公众对油品质量关注焦点、标准体系等均将随之进行调整,再反馈到炼油产业。

碳四利用转型箭在弦上,
            异丁烯出路何在
   
    曹建军指出,针对国家行业政策的调整,由于各企业自身情况不同,需要“一企一策”,部分企业需要联合应对。企业亟须转换思路,寻找符合自身特点的发展方向。
    1.异丁烯叠合
    异丁烯二聚为异辛烯是替代MTBE的理想利用途径,异辛烯加氢后的产品异辛烷是高辛烷值汽油组分。目前,此种技术在国内已经较为成熟。叠合可分为选择性叠合和非选择性叠合两种,选择性叠合采用改性强酸型耐高温树脂催化剂,其反应条件为60℃~100℃、1~2MPa,高于现有MTBE装置45℃~75℃、0.6~0.9MPa的范围。非选择性叠合采用固体磷酸催化剂,其温度更高达200℃以上,压力为5~6MPa,与现有MTBE装置相距甚远。叠合或间接烷基化技术在不同公司都有研究积累,代表性的单位有中石油、中石化(如齐鲁石化)以及地方研究单位(如凯瑞环保科技股份有限公司)。
    凯瑞环保科技股份有限公司副总经理刘文飞指出,凭借在工艺技术及树脂催化剂领域的丰富经验,凯瑞环保自国家2003年实施乙醇汽油政策起,就开始对乙醇汽油政策下的碳四利用技术进行研发储备。目前,凯瑞环保开发的异丁烯叠合生产异辛烷技术已经完成了小试、中试及工业化。凯瑞环保开发的KC110系列树脂催化剂进行了长周期稳定性试验,在长达1000小时的稳定性试验中,反应转化率没有明显变化。中试实验中,采用预反+催化蒸馏的烯烃叠合组合工艺,异丁烯总转化率最高可达到 99.5%以上,碳八烯烃的选择性大于90%;确定了催化蒸馏塔和饱和加氢脱硫反应的最佳操作条件,最优操作条件与 MTBE装置条件相近。根据中试试验数据,凯瑞环保确定了MTBE装置改造异丁烯叠合装置技术方案。2016年12月,13万吨异丁烯叠合装置建成投产。
    2.异丁烯生产甲基丙烯酸甲酯(MMA)
    中石油北方工程设计有限公司(寰球吉林公司)副总工程师于春梅指出,国内的MMA在“十二五”期间表观消费量稳步增长,2014年以后进口量持续下降。国内装置以ACH法为主,国外碳四法技术高度封锁;近几年来碳四国产化技术有所突破,拟建装置增多。2016年下半年开始,MMA行情一路飙升,企业获利丰厚,目前价格已涨至2.3万元/吨左右。目前,MMA行业进入快速发展期,未来随着企业扩能步伐的加速,MMA行业将过渡到成熟期,企业利润空间将缩减。
    3.新技术减少异丁烯资源量
    中国石化高级专家达建文指出,催化裂化装置是产品结构调整相对灵活的装置,通过催化剂表面酸性调配、孔结构变化、分子筛类型的变化以及稀土含量变化,可以改变产品分布,实现目标产品最大化,减少烯烃产量;反应器形式或流程的调变(如MIP)和工程技术的改革也可以适度改变产品分布。中石化石油化工科学研究院副院长李明丰详细介绍了用于降低异丁烯资源量的两种技术,即MIP技术和DCC-PLUS技术。基于催化裂化碳四生成与转化反应化学认识,充分发挥MIP技术特点,选择性强化氢转移反应,可明显减少异丁烯的生成,同时增产异丁烷,为烷基化工艺提供原料,具有明显的技术优势。基于催化裂化碳四转化路径及催化裂解反应规律的认识,利用DCC-PLUS技术第二反应区优化反应化学环境回炼碳四,通过齐聚再裂化,在减少异丁烯的同时可进一步增产高附加值低碳烯烃。
    4.碳四烯烃歧化增产丙烯
    烯烃歧化是通过过渡金属化合物催化剂的作用使烯烃中碳碳双键断裂并重新形成、以获得新的烯烃产物的过程。中国石油大学(北京)周广林教授指出,利用丁烯与乙烯的交叉歧化作用,可通过加入适量乙烯,将相对过剩的、附加值较低的碳四烯烃原料转化为高附加值丙烯产品。
    大会期间,轻烃利用行业协作组正式成立了碳四专委会。凯瑞环保科技股份有限公司当选为专委会主任委员单位,凯瑞环保科技股份有限公司总经理张勇当选为专委会主任委员。据了解,碳四专委会成立以后,将致力于引导碳四产业链的可持续发展,优化产业发展环境,为会员企业搭建起产、学、研联通,以及与相关政府部门沟通的平台和桥梁。
 

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