乙醇汽油推廣政策分析及煉廠應(yīng)對建議

曹國慶，曹東學，黃順賢

（中國石化股份公司煉油事業(yè)部，北京 100728）

為充分發(fā)揮生物燃料乙醇產(chǎn)業(yè)對優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、改善生態(tài)環(huán)境、促進農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要作用，2017年9月，國家發(fā)展改革委、國家能源局、財政部等十五部委聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于擴大生物燃料乙醇生產(chǎn)和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》（發(fā)改能源﹝2017﹞1508號）。該方案要求，到2020年，全國范圍基本實現(xiàn)車用乙醇汽油全覆蓋，這將對我國煉油行業(yè)產(chǎn)生重大影響，需要提前謀劃、統(tǒng)籌應(yīng)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(fā)展戰(zhàn)略行動計劃、提高能源自給能力的需要。《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動計劃（2014—2020）》指出：“積極發(fā)展交通燃油替代。加強先進生物質(zhì)能技術(shù)攻關(guān)和示范，重點發(fā)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(zhuǎn)變能源發(fā)展方式，調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，提高能源自給水平，保障國家能源安全。

二是促進農(nóng)業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革、提高糧食安全水平的需要。近年來，我國糧食生產(chǎn)連年豐收，在有力保障市場供應(yīng)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(chǎn)消費，可調(diào)節(jié)糧食市場供求，有效處置臨期、超期、超標等糧食，為大宗農(nóng)產(chǎn)品建立長期、穩(wěn)定、可控的加工轉(zhuǎn)化調(diào)節(jié)渠道，提高國家對糧食生產(chǎn)、庫存、價格等方面的市場調(diào)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(xù)改善生態(tài)環(huán)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(zhì)排放。發(fā)展生物燃料乙醇，可解決秸稈等農(nóng)林廢棄物焚燒問題，改善大氣環(huán)境質(zhì)量。另外與車用汽油相比，乙醇汽油可進一步規(guī)避MTBE組分造成地下水污染的風險。

四是推動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、培育農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展新動能的需要。東北等生物質(zhì)資源豐富地區(qū)具有發(fā)展生物燃料乙醇的優(yōu)勢和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，加快發(fā)展生物燃料乙醇，是深入實施黨中央、國務(wù)院關(guān)于全面振興東北地區(qū)等老工業(yè)基地戰(zhàn)略部署的重要舉措，有利于加快培育綠色經(jīng)濟增長點，促進新舊動能接續(xù)轉(zhuǎn)換，推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整。發(fā)展生物燃料乙醇，是提高農(nóng)產(chǎn)品深加工水平的重要途徑，有利于穩(wěn)定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，進一步夯實糧食主產(chǎn)區(qū)地位，帶動農(nóng)業(yè)增效和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展[1]。

1.2 國內(nèi)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(chǎn)消費規(guī)模快速增長，2017年全球生物燃料乙醇產(chǎn)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(jù)統(tǒng)計，目前已有超過40個國家和地區(qū)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(chǎn)國，主要原料為玉米。據(jù)美國可再生燃料協(xié)會數(shù)據(jù)，2017年全美生物燃料乙醇總產(chǎn)量達4 740萬噸，超過世界總產(chǎn)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(yīng)用已實現(xiàn)全覆蓋。

巴西是全球生物燃料乙醇第二大生產(chǎn)消費國，主要原料為甘蔗，2017年，巴西生物燃料乙醇產(chǎn)量2 128萬噸，產(chǎn)業(yè)規(guī)模僅次于美國。巴西從2007年實現(xiàn)100%汽油添加乙醇，是最早實現(xiàn)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(nèi)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(chǎn)量為423萬噸，2020年規(guī)劃生物燃料在歐盟交通燃料比例不低于10%。

1.2.2 國內(nèi)

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(zhì)量技術(shù)監(jiān)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(zhí)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(qū)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(nèi)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(qū)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(nèi)生物燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)有8家，產(chǎn)能總計256萬噸/年，基本滿足上述目前乙醇汽油推行區(qū)域燃料乙醇供應(yīng)需求。從技術(shù)路線看，采用以玉米、小麥為原料的1.0代技術(shù)的乙醇產(chǎn)能為206萬噸/年，占總產(chǎn)能的80.5%；采用以木薯、甜高粱為原料的1.5代技術(shù)的乙醇產(chǎn)能為45萬噸/年，占總產(chǎn)能的17.6%；采用以秸稈為原料的2.0代技術(shù)的乙醇產(chǎn)能為5萬噸/年，占總產(chǎn)能的1.9%。我國生物燃料乙醇年消費量近260萬噸，產(chǎn)業(yè)規(guī)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(chǎn)、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(chǔ)。

2 乙醇汽油推廣對煉油行業(yè)影響

根據(jù)現(xiàn)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(diào)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(jù)發(fā)改委和統(tǒng)計局預測，“十三五”期間，國內(nèi)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(diào)入汽油。E10乙醇汽油意味著煉廠汽油組分需要減產(chǎn)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(xù)投產(chǎn)的情況下，市場競爭進入白熱化[3]。

2.2 對汽油池結(jié)構(gòu)的影響

目前國內(nèi)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(diào)合組分油的辛烷值、抗爆指數(shù)、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(diào)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(gòu)化油的煉油企業(yè)調(diào)合出廠產(chǎn)生較大影響。因此，煉油企業(yè)生產(chǎn)乙醇汽油調(diào)合組分油，需調(diào)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(diào)合組分油的 主要控制指標

2.3 對煉廠現(xiàn)有生產(chǎn)裝置的影響

據(jù)統(tǒng)計，我國MTBE裝置總產(chǎn)能達到1 800萬噸/年，主要分布在山東、東北和華東地區(qū)，其中山東地區(qū)產(chǎn)能占據(jù)半壁江山[5]。另輕汽油醚化裝置總產(chǎn)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(diào)合生產(chǎn)汽油，現(xiàn)有MTBE裝置和汽油醚化裝置將只能被迫停運或轉(zhuǎn)產(chǎn)，造成資產(chǎn)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(yè)，由于MTBE裝置停運，烷基化裝置設(shè)計原料基本上是醚后碳四，反應(yīng)烷烯比為（1.0～1.1）:1，催化裂化裝置產(chǎn)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(fā)生顯著變化，未經(jīng)MTBE反應(yīng)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(zhì)。

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

2.5 對汽油銷售儲運的影響

現(xiàn)行《車用乙醇汽油儲運設(shè)計規(guī)范》（GB/T 50610—2010）和《使用乙醇汽油車輛燃料供給系統(tǒng)清洗工藝規(guī)范》（GB/T 25350—2010）等國家標準對乙醇汽油的運輸、存儲、調(diào)合、加油、清洗等明確相關(guān)要求，現(xiàn)有設(shè)施必須進行投資改造或重新建設(shè)。根據(jù)《方案》中各區(qū)域各時間節(jié)點的要求，2018—2019年京津冀及周邊、長三角、珠三角等重點區(qū)域開始推廣乙醇汽油，2019年實現(xiàn)全覆蓋，2020年全國范圍基本全覆蓋，分期分區(qū)域?qū)嵤τ推蜂N售環(huán)節(jié)的管道儲運、油品調(diào)運也會產(chǎn)生影響。

3 煉油企業(yè)應(yīng)對措施

3.1 推進實施結(jié)構(gòu)調(diào)整，煉油業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型發(fā)展

盡管我國經(jīng)濟長期向好的態(tài)勢沒有改變，但經(jīng)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(chǎn)品中，柴油消費已經(jīng)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(yè)來說，雖然過去十余年歷經(jīng)高柴汽比、低柴汽比的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，但新形勢下受到大型民營煉化項目能力陸續(xù)釋放、電動革命步伐提速、“雙權(quán)”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(yè)承壓態(tài)勢。

結(jié)合我國航空事業(yè)快速發(fā)展、化工原料需求旺盛，煉油業(yè)務(wù)亟需及早制定應(yīng)對措施，深化裝置和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，增產(chǎn)航煤、化工原料，走油化一體之路，提高自身競爭實力。

3.2 統(tǒng)籌乙醇汽油推廣，適度調(diào)整升級方案

2019年1月1日，全國范圍內(nèi)清潔汽油已升級執(zhí)行國ⅥA階段標準，同時乙醇汽油推廣亦在今明兩年陸續(xù)在全國范圍內(nèi)推廣，煉油企業(yè)需統(tǒng)籌政策實施節(jié)點，優(yōu)化調(diào)整國Ⅵ汽油（乙醇汽油組分油）的生產(chǎn)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(diào)入汽油，汽油池辛烷值桶不足，煉油企業(yè)需要自產(chǎn)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(gòu)化油調(diào)入比例，另一方面汽油生產(chǎn)主要裝置的分餾單元需實施技術(shù)改造，減少汽油中輕組分含量，適應(yīng)性調(diào)整汽油組分的餾程。

總之，在國Ⅵ標準汽油生產(chǎn)的基礎(chǔ)上，煉油企業(yè)通過適度投入，實施裝置局部優(yōu)化改造，滿足汽油烯烴、蒸氣壓指標新要求，實現(xiàn)汽油生產(chǎn)平穩(wěn)過渡。

3.3 充分利用現(xiàn)有裝置，發(fā)揮資產(chǎn)最大價值

一是零投入方案。對于有烷基化裝置、且有一定設(shè)計彈性的企業(yè)，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(chǎn)更多烷基化油，可調(diào)合汽油優(yōu)化汽油池結(jié)構(gòu)或產(chǎn)品批號，也可作為高辛烷值汽油組分外銷，增加企業(yè)經(jīng)濟效益。

二是低投入方案。結(jié)合停用MTBE后烷基化原料優(yōu)化、兼顧化工原料需求等，對現(xiàn)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(yè)，則可考慮對現(xiàn)有MTBE裝置進行異丁烯非選擇性改造。目前主要專利技術(shù)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(nèi)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(guān)技術(shù)研發(fā)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(yīng)性強、產(chǎn)品質(zhì)量好、裝置不受FCC規(guī)模制約、生產(chǎn)總成本較低等優(yōu)點，原MTBE裝置設(shè)備利舊率可達50%～80%，技術(shù)經(jīng)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(fā)的碳四烯烴選擇性疊合工業(yè)試驗裝置投料試車成功并產(chǎn)出合格產(chǎn)品[8]。

三是高投入方案。考慮煉化一體化企業(yè)總體平衡，為滿足合成樹脂、橡膠等裝置原料需求，維持現(xiàn)有MTBE裝置運行，則需為MTBE尋找后續(xù)出路，如建設(shè)MTBE裂解裝置，還應(yīng)統(tǒng)籌考慮高純度異丁烯的高效利用，建設(shè)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(tǒng)工程，涉及經(jīng)濟、能源、農(nóng)業(yè)、環(huán)保、財政、科技等多個領(lǐng)域，需要多部門跨專業(yè)通力合作，建議國家層面加強頂層設(shè)計和宏觀調(diào)控，做好產(chǎn)業(yè)規(guī)劃引導，穩(wěn)步推進實施。一是在目前國內(nèi)燃料乙醇汽油產(chǎn)能較全面推廣存在較大缺口的情況下，各地方應(yīng)按照國家制定時間節(jié)點執(zhí)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(diào)運。二是大力實施技術(shù)攻關(guān)，深入研發(fā)燃料乙醇先進生產(chǎn)工藝、煉油碳四烯烴組分高價值利用技術(shù)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(chǎn)企業(yè)成本，促進生物、石化協(xié)同可持續(xù)發(fā)展。三是加強市場監(jiān)管，對燃料乙醇生產(chǎn)、儲運、銷售環(huán)節(jié)，乙醇汽油組分油生產(chǎn)環(huán)節(jié)，乙醇汽油調(diào)合、銷售環(huán)節(jié)全程閉環(huán)管理，嚴格資質(zhì)把關(guān)、質(zhì)量檢驗、流向監(jiān)督，維護公平的市場秩序。

表2 MTBE裝置轉(zhuǎn)產(chǎn)利用情況對比

5 結(jié)論

隨著乙醇汽油推廣方案的落地實施，煉油企業(yè)應(yīng)統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級，充分把握當前我國煉油行業(yè)由大轉(zhuǎn)強的歷史機遇，積極實施轉(zhuǎn)方式、調(diào)結(jié)構(gòu)，應(yīng)對乙醇汽油推廣與國際國內(nèi)能源和石化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變化等疊加因素的巨大挑戰(zhàn)，既要按照既定時間節(jié)點完成油品升級，又要推動實現(xiàn)提質(zhì)增效，降低升級成本，不斷提升自身綜合競爭力。