乙醇汽油推广政策分析及炼厂应对建议

曹国庆，曹东学，黄顺贤

（中国石化股份公司炼油事业部，北京 100728）

为充分发挥生物燃料乙醇产业对优化能源结构、改善生态环境、促进农业发展的重要作用，2017年9月，国家发展改革委、国家能源局、财政部等十五部委联合印发了《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》（发改能源﹝2017﹞1508号）。该方案要求，到2020年，全国范围基本实现车用乙醇汽油全覆盖，这将对我国炼油行业产生重大影响，需要提前谋划、统筹应对。

1 乙醇汽油政策分析

1.1 政策出台背景

一是实施能源发展战略行动计划、提高能源自给能力的需要。《能源发展战略行动计划（2014—2020）》指出：“积极发展交通燃油替代。加强先进生物质能技术攻关和示范，重点发展新一代非粮燃料乙醇和生物柴油”。推广车用乙醇汽油，可替代部分石油，提高非化石能源比重，有利于转变能源发展方式，调整优化能源结构，提高能源自给水平，保障国家能源安全。

二是促进农业供给侧结构性改革、提高粮食安全水平的需要。近年来，我国粮食生产连年丰收，在有力保障市场供应的同时，带来了政策性库存高等问题，扩大生物燃料乙醇生产消费，可调节粮食市场供求，有效处置临期、超期、超标等粮食，为大宗农产品建立长期、稳定、可控的加工转化调节渠道，提高国家对粮食生产、库存、价格等方面的市场调控能力，促进粮食供求平衡。

三是减少汽车燃油污染物排放、持续改善生态环境的需要。推广使用车用乙醇汽油，可以减少二氧化碳以及机动车尾气中的颗粒物、一氧化碳、碳氢化合物等有害物质排放。发展生物燃料乙醇，可解决秸秆等农林废弃物焚烧问题，改善大气环境质量。另外与车用汽油相比，乙醇汽油可进一步规避MTBE组分造成地下水污染的风险。

四是推动区域经济发展、培育农业农村发展新动能的需要。东北等生物质资源丰富地区具有发展生物燃料乙醇的优势和产业基础，加快发展生物燃料乙醇，是深入实施党中央、国务院关于全面振兴东北地区等老工业基地战略部署的重要举措，有利于加快培育绿色经济增长点，促进新旧动能接续转换，推进产业结构调整。发展生物燃料乙醇，是提高农产品深加工水平的重要途径，有利于稳定农业生产，进一步夯实粮食主产区地位，带动农业增效和农村经济发展[1]。

1.2 国内外乙醇汽油推广情况

1.2.1 国外

2005年以来，世界生物燃料乙醇生产消费规模快速增长，2017年全球生物燃料乙醇产量已达7 900万吨，与2005年的3 628万吨相比，翻了一番多，年均增速约7%。据统计，目前已有超过40个国家和地区推广生物燃料乙醇和车用乙醇汽油，年消费乙醇汽油约6亿吨，占世界汽油总消费的60%左右。

美国是世界最大的生物燃料乙醇生产国，主要原料为玉米。据美国可再生燃料协会数据，2017年全美生物燃料乙醇总产量达4 740万吨，超过世界总产量的50%。美国乙醇汽油分为E10、E15、E85三种类型，E10汽油占比最大。通过立法，车用乙醇汽油在美国应用已实现全覆盖。

巴西是全球生物燃料乙醇第二大生产消费国，主要原料为甘蔗，2017年，巴西生物燃料乙醇产量2 128万吨，产业规模仅次于美国。巴西从2007年实现100%汽油添加乙醇，是最早实现车用乙醇汽油全覆盖的国家。目前，巴西生物燃料乙醇已替代了国内50%的汽油，为全球最高水平。

欧盟早在1985年开始使用乙醇含量5%的车用乙醇汽油，2017年欧盟生物燃料乙醇产量为423万吨，2020年规划生物燃料在欧盟交通燃料比例不低于10%。

1.2.2 国内

2000年9月，我国正式启动变性燃料乙醇及车用乙醇汽油的试验与推广工作。2001年4月，国家质量技术监督局颁布车用乙醇汽油和变性燃料乙醇国家标准。2002年6月，河南省郑州、洛阳、南阳以及黑龙江哈尔滨、肇东五个城市成为首先进行车用乙醇汽油的使用试点城市。2004年2月，车用乙醇汽油扩大试点方案执行，黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽五省封闭推广，并新增湖北9市、山东7市、江苏5市、河北6市局部试点。

目前全国已有12个省区推广使用乙醇汽油，其中辽宁、吉林、黑龙江、河南、安徽和广西6个省份为“全封闭式”推广，原则上6省份所有加油站全部提供乙醇汽油，不得混杂普通汽油；而湖北9个地市、山东8个地市、河北6个地市、江苏5个地市、内蒙古3个地市和广东1个市共6省32个地市则是“半封闭式”推广，有些区域加油站同时提供普通汽油和乙醇汽油，乙醇汽油消费量占当年全国汽油总消费量的20%[2]。

国内生物燃料乙醇生产企业有8家，产能总计256万吨/年，基本满足上述目前乙醇汽油推行区域燃料乙醇供应需求。从技术路线看，采用以玉米、小麦为原料的1.0代技术的乙醇产能为206万吨/年，占总产能的80.5%；采用以木薯、甜高粱为原料的1.5代技术的乙醇产能为45万吨/年，占总产能的17.6%；采用以秸秆为原料的2.0代技术的乙醇产能为5万吨/年，占总产能的1.9%。我国生物燃料乙醇年消费量近260万吨，产业规模居世界第三位。总体上看，我国车用乙醇汽油试点工作取得了预期效果，形成了以“核准生产、定向流通、封闭推广”为特征的可再生燃料推广模式，为进一步推广使用车用乙醇汽油奠定了坚实基础。

2 乙醇汽油推广对炼油行业影响

根据现行《车用乙醇汽油（E10）》（GB 18351—2017）要求，“在不添加含氧化合物的车用乙醇汽油调合组分油中加入10%（φ）变性燃料乙醇及改善性能添加剂组成车用乙醇汽油（E10）”、车用乙醇汽油“不得人为加入其他有机含氧化合物”。

2.1 对汽油市场影响

根据发改委和统计局预测，“十三五”期间，国内汽油消费量年均增速分别为2.9%和3.1%，2020年全国汽油消费量分别为1.37亿吨和1.53亿吨，乙醇汽油全面推广需要近1 400万 ～1 500万吨燃料乙醇调入汽油。E10乙醇汽油意味着炼厂汽油组分需要减产10%，在目前汽油消费增速放缓、成品油出口空间受限、地方炼厂原油进口量不断加大、大型炼化项目陆续投产的情况下，市场竞争进入白热化[3]。

2.2 对汽油池结构的影响

目前国内汽油池是以催化汽油为主体，其他组分占比较低。催化汽油占73.2%，重整汽油占16.4%，甲基叔丁基醚（MTBE）占2.0%，直馏汽油占1.1%，烷基化汽油占1.0%，其他组分占6.4%[4]。

国Ⅵ车用汽油和车用乙醇汽油调合组分油的辛烷值、抗爆指数、芳烃、烯烃、蒸汽压、诱导期、氧含量等主要控制指标有较大变化，车用乙醇汽油组分油对蒸气压、含氧化合物、诱导期、水分等方面有特殊要求，对辛烷值、烯烃、芳烃等指标有所放宽，见表1。届时MTBE、醚化汽油等含氧组分将无法调入汽油，给汽油池辛烷值桶造成一定损失；同时由于蒸气压指标更加严格，对于汽油池中含异构化油的炼油企业调合出厂产生较大影响。因此，炼油企业生产乙醇汽油调合组分油，需调入更多的烷基化油，弥补辛烷值桶的损失。

表1 国Ⅵ车用汽油和乙醇汽油调合组分油的 主要控制指标

2.3 对炼厂现有生产装置的影响

据统计，我国MTBE装置总产能达到1 800万吨/年，主要分布在山东、东北和华东地区，其中山东地区产能占据半壁江山[5]。另轻汽油醚化装置总产能已超过500万吨/年。车用乙醇汽油推广后，MTBE及其他醚化汽油无法调合生产汽油，现有MTBE装置和汽油醚化装置将只能被迫停运或转产，造成资产闲置风险。

2.4 对全厂物料加工的影响

一是对碳四组分加工的影响。对已有烷基化装置的炼油企业，由于MTBE装置停运，烷基化装置设计原料基本上是醚后碳四，反应烷烯比为（1.0～1.1）:1，催化裂化装置产出碳四中烷烯比为（0.6～0.7）:1，取消MTBE后，烷基化的原料量和原料组成会发生显著变化，未经MTBE反应掉的异丁烯若直接进烷基化则会使得烷基化汽油干点升高，影响汽油品质。

二是对化工原料的影响。对于某些炼化一体化企业，MTBE装置生产的高纯度丁烯-1产品作为聚烯烃的反应原料，MTBE裂解产生的异丁烯作为合成橡胶反应原料，MTBE装置停运会在一定程度上影响化工原料的保质足量供应。若MTBE装置继续运行，则需考虑MTBE出厂途径或后续加工方案。

2.5 对汽油销售储运的影响

现行《车用乙醇汽油储运设计规范》（GB/T 50610—2010）和《使用乙醇汽油车辆燃料供给系统清洗工艺规范》（GB/T 25350—2010）等国家标准对乙醇汽油的运输、存储、调合、加油、清洗等明确相关要求，现有设施必须进行投资改造或重新建设。根据《方案》中各区域各时间节点的要求，2018—2019年京津冀及周边、长三角、珠三角等重点区域开始推广乙醇汽油，2019年实现全覆盖，2020年全国范围基本全覆盖，分期分区域实施对油品销售环节的管道储运、油品调运也会产生影响。

3 炼油企业应对措施

3.1 推进实施结构调整，炼油业务转型发展

尽管我国经济长期向好的态势没有改变，但经济增长动力偏弱，成品油需求缺乏强力拉动，在当前炼厂主要产品中，柴油消费已经进入平台期、甚至进入下降通道，汽油消费量增速大幅放缓，对于以催化裂化为主流配置的我国炼油企业来说，虽然过去十余年历经高柴汽比、低柴汽比的结构转换，但新形势下受到大型民营炼化项目能力陆续释放、电动革命步伐提速、“双权”不断放开等多重因素叠加影响，乙醇汽油推广进一步加剧炼油企业承压态势。

结合我国航空事业快速发展、化工原料需求旺盛，炼油业务亟需及早制定应对措施，深化装置和产品结构调整，增产航煤、化工原料，走油化一体之路，提高自身竞争实力。

3.2 统筹乙醇汽油推广，适度调整升级方案

2019年1月1日，全国范围内清洁汽油已升级执行国ⅥA阶段标准，同时乙醇汽油推广亦在今明两年陆续在全国范围内推广，炼油企业需统筹政策实施节点，优化调整国Ⅵ汽油（乙醇汽油组分油）的生产方案和配套改造项目。

由于MTBE、醚化汽油等含氧的高辛烷值汽油组分无法调入汽油，汽油池辛烷值桶不足，炼油企业需要自产或外购更大量的烷基化油以满足升级需要。在醚化装置无法运行情况下，为满足汽油烯烃含量要求，催化裂化装置、汽油脱硫装置需实施降烯烃改造，如更换催化剂、采用低烯烃收率的催化裂化工艺等。为满足乙醇汽油组分油蒸汽压要求，一方面减少异构化油调入比例，另一方面汽油生产主要装置的分馏单元需实施技术改造，减少汽油中轻组分含量，适应性调整汽油组分的馏程。

总之，在国Ⅵ标准汽油生产的基础上，炼油企业通过适度投入，实施装置局部优化改造，满足汽油烯烃、蒸气压指标新要求，实现汽油生产平稳过渡。

3.3 充分利用现有装置，发挥资产最大价值

一是零投入方案。对于有烷基化装置、且有一定设计弹性的企业，将醚前碳四直接进烷基化装置处理，不仅不需额外增加投资，且生产更多烷基化油，可调合汽油优化汽油池结构或产品批号，也可作为高辛烷值汽油组分外销，增加企业经济效益。

二是低投入方案。结合停用MTBE后烷基化原料优化、兼顾化工原料需求等，对现有MTBE装置实施异丁烯选择性叠合改造。对于无烷基化装置的企业，则可考虑对现有MTBE装置进行异丁烯非选择性改造。目前主要专利技术有IFP的Selectopol工艺、UOP的InAlk工艺、CDtech的CD Isoether工艺、Exxon Mobil的MOGD工艺、KBR的NEXOctane工艺等，国内石油化工科学研究院、上海石油化工研究院等单位也开展了相关技术研发工作[6-7]。与直接烷基化工艺相比，上述间接烷基化工艺具有原料适应性强、产品质量好、装置不受FCC规模制约、生产总成本较低等优点，原MTBE装置设备利旧率可达50%～80%，技术经济性方面有一定竞争力。2018年7月2日，由石油化工科学研究院与石家庄炼化分公司等单位合作开发的碳四烯烃选择性叠合工业试验装置投料试车成功并产出合格产品[8]。

三是高投入方案。考虑炼化一体化企业总体平衡，为满足合成树脂、橡胶等装置原料需求，维持现有MTBE装置运行，则需为MTBE寻找后续出路，如建设MTBE裂解装置，还应统筹考虑高纯度异丁烯的高效利用，建设下游MMA、聚异丁烯、丁基橡胶、叔丁醇或异戊二烯等项目。

上述三个方案对比情况见表2。

4 建议

车用乙醇汽油推广是一项复杂的系统工程，涉及经济、能源、农业、环保、财政、科技等多个领域，需要多部门跨专业通力合作，建议国家层面加强顶层设计和宏观调控，做好产业规划引导，稳步推进实施。一是在目前国内燃料乙醇汽油产能较全面推广存在较大缺口的情况下，各地方应按照国家制定时间节点执行乙醇汽油标准，避免提前升级，造成燃料乙醇依赖进口或远途调运。二是大力实施技术攻关，深入研发燃料乙醇先进生产工艺、炼油碳四烯烃组分高价值利用技术等，提升资源综合利用效率，降低生物燃料乙醇和成品油生产企业成本，促进生物、石化协同可持续发展。三是加强市场监管，对燃料乙醇生产、储运、销售环节，乙醇汽油组分油生产环节，乙醇汽油调合、销售环节全程闭环管理，严格资质把关、质量检验、流向监督，维护公平的市场秩序。

表2 MTBE装置转产利用情况对比

5 结论

随着乙醇汽油推广方案的落地实施，炼油企业应统筹产业结构调整、转型升级，充分把握当前我国炼油行业由大转强的历史机遇，积极实施转方式、调结构，应对乙醇汽油推广与国际国内能源和石化产业结构变化等叠加因素的巨大挑战，既要按照既定时间节点完成油品升级，又要推动实现提质增效，降低升级成本，不断提升自身综合竞争力。