乙醇汽油來了,碳四利用需換思路

  9月13日,國家發改委等15部委聯合發布《關于擴大生物燃料乙醇生產和推廣使用車用乙醇汽油的實施方案》的通知,確定2017年起在東北等多省市推廣使用乙醇汽油,到2020年全國基本實施乙醇汽油全覆蓋。之前出臺的車用乙醇汽油標準要求乙醇汽油中含氧化合物不得超過0.5wt%。這意味著甲基叔丁基醚(MTBE)、醚化輕汽油等組分將不能作為汽油調和組分使用。未來,碳四在調油方面是否還有出路?相關企業應如何快速轉換思路提前布局?凱瑞環??萍脊煞萦邢薰?以下簡稱“凱瑞”)總經理張勇近日接受了本刊記者的采訪。

  【CCN】在我國油品質量升級的過程中,MTBE、醚化輕汽油等調油組分已獲得廣泛應用。隨著乙醇汽油的大面積推廣,要滿足氧含量不超過0.5wt%的標準,這些組分特別是MTBE的使用將受到限制。您如何看待這一問題?相關企業該怎樣應對?國外是否有前車之鑒?

  【張勇】

  MTBE是由來自于煉油廠進行原油催化裂解與熱裂解之后的副產品液化石油氣中的異丁烯組分與甲醇反應生成,作為四乙基鉛的替代品使用,是清潔汽油的添加劑,用以提高汽油的辛烷值。據統計,我國目前MTBE產能在1700萬噸左右,涉及將近1000萬噸的異丁烯碳四資源(除去不能用的烯烴)。新政如果強制實施,不僅MTBE生產企業將受影響,這些碳四資源若不能找到新的出路,也將引發新的資源和環境問題。

  不過,MTBE企業也不必過分悲觀,可以換個思路來發展。依據美國的經驗,部分州在禁用MTBE之后,開始發展乙基叔丁基醚(ETBE),即將現有MTBE裝置改造后轉產ETBE。ETBE是由碳四中的異丁烯組分與乙醇反應生成,ETBE是比MTBE更為優異的高辛烷值汽油調和組分,既能利用生物乙醇,又能規避乙醇汽油的缺陷。退一步來說,即便到2020年國家確實強制推廣乙醇汽油,MTBE和ETBE都不能再作為汽油添加劑組分,在汽油中添加烷基化油也可以為消化異丁烯找到新的出路。烷基化油是一種重要的汽油組分,其成分是以異辛烷為主的碳八異構烷烴。而利用異丁烯疊合反應可以生成異辛烯,再加氫可得到異辛烷組分。

  【CCN】作為國內樹脂催化劑和催化蒸餾元件行業中的龍頭企業和知名的石油化工工藝技術開發單位,凱瑞在碳四產業鏈轉型布局中,能為企業提供哪些支持?

  【張勇】

  實際上,MTBE裝置進行改造就可轉產ETBE或進行間接烷基化反應。由于國外出口業務的關系,經常和國外客戶接觸,洞察行業發展大勢,凱瑞在該領域早有布局。我們在十幾年前國家推出乙醇汽油政策時就已經考慮和計劃以及開發新的解決汽油升級的新技術。公司開發的乙基叔丁基醚(ETBE)技術和乙醇輕汽油醚化技術可以用生物乙醇和異丁烯、催化輕汽油反應生產ETBE、乙醇醚化輕汽油。乙醇輕汽油醚化還能夠降低汽油中3~5個百分點烯烴含量,解決國Ⅵ汽油標準要求烯烴含量降低的問題。

  與此同時,我們開發的間接烷基化技術能夠很好的處理利用碳四烯烴生產不含氧高辛烷值汽油調和組分的問題,其利用碳四烯烴在樹脂催化劑的催化作用下,發生疊合(二聚)反應生成異辛烯,然后異辛烯加氫得到異辛烷。

  上述技術中,ETBE生產技術已完成千噸級示范裝置運行,其催化劑早幾年就已經在歐美國家多套ETBE裝置上應用。間接烷基化生產技術已完成中試,異丁烯疊合技術和催化劑均已成功實現了工業化。期待與有意向的企業進行合作。

  消化碳四和生物乙醇辟新路

  【CCN】與MTBE相比,ETBE有哪些優點?如您剛剛所介紹的,ETBE在發達國家已經受到追捧,國內技術突破的情況如何?

  【張勇】

  與MTBE相比,ETBE只有含氧量略低,其他性能指標均優于MTBE,尤其是其雷德蒸汽壓很低,比MTBE更易與汽油混溶;在水中的溶解度不到MTBE的1/3,對地下水污染很小。目前,國外醚類合成技術已經十分成熟,ETBE也實現大規模工業生產。國外擁有ETBE生產技術的公司主要有法國石油學會(IFP)、美國催化蒸餾技術(CDTECH)公司、阿爾科化學技術(ARCO)公司、聯合油品(UOP)公司、菲利浦石油(Phillips)公司。國內ETBE尚無工業生產裝置。凱瑞環保一直從事醚化技術研究,在國內處于領先地位。為滿足不斷增加的市場需求,并響應國家對清潔能源的利用,加大對可再生能源如生物質乙醇的利用,我們進行了ETBE合成工藝技術開發。

  ETBE的生產過程與MTBE基本相同,但在技術開發過程中發現,采用與MTBE相同的工藝流程得到的ETBE純度比MTBE低得多,這主要是因為乙醇與碳四的共沸量比甲醇低得多;另外,乙醇與水、ETBE都能形成共沸物。這些特點造成了ETBE中含有乙醇,純度低,如何回收乙醇、提高ETBE純度是ETBE技術開發的關鍵。凱瑞經過長期的研究開發,取得了技術突破,解決了ETBE純度低和高純度乙醇回收難的問題。與國外同類技術相比,該工藝技術具有工藝流程簡化,投資、能耗省的特點。

  發達國家推廣ETBE就是這個思路:既消耗了乙醇,又為煉廠碳四副產物異丁烯找到了出口端。除此之外,乙醇在煉廠中不能調和到汽油里,只有在銷售環節進行調和,不能長時間儲存,用ETBE作為調和組分就解決了這個問題。一舉多得的做法值得我國借鑒。

  【CCN】ETBE也是可以消耗生物乙醇的一個出路,如果說添加了ETBE,這個添加比例大約是多少?等同于消耗多少乙醇?

  【張勇】

  按照目前常規汽油的含氧量限額,MTBE的添加量一般在10%~12%之間,因為ETBE的含氧量低,如果用ETBE來替代,添加量大約可升至13%~15%,而ETBE中乙醇含量約為45%。

  【CCN】利用現有MTBE裝置改造ETBE裝置將有巨大的市場空間,凱瑞是否有充足的信心抓住這次機遇?

  【張勇】

  凱瑞的ETBE催化劑早已出口至國外,在多套裝置上成功應用,ETBE生產技術開發也獲得了進展。2012年上半年,公司已完成了固定床合成ETBE小試研究,內容主要包括催化劑篩選、工藝條件試驗及宏觀動力學研究;下半年以小試研究結果為基礎,進行了催化蒸餾中試放大試驗,內容主要包括固定床與催化蒸餾組合醚化百噸級中試放大、催化蒸餾塔反應段催化劑床層的流通能力試驗及汽油調合試驗。我們的技術已經成熟,催化劑已經實現了多套裝置工業化,技術的工業化是我們下一步要做的工作。

  間接烷基化機遇凸顯

  【CCN】按照國家最新標準,所有醚化物不能添加進乙醇汽油,包括ETBE,那么利用副產碳四生產烷基化油將是副產碳四的主要利用方向。烷基化油目前國內是否有應用?國內的烷基化技術與發達國家的技術相比有哪些差異?

  【張勇】

  充分利用碳四烯烴資源生產不含氧高辛烷值汽油調和組分,將會是在現行乙醇汽油標準下的一個研究和發展方向。烷基化油其成分是以異辛烷為主的碳八異構烷烴,不含烯烴、芳烴,是提高汽油辛烷值的理想組分。在美國,汽油中烷基化油所占比例很大,國內這幾年汽油升級過程中,中石油、中石化也大力建設烷基化油裝置。

  我國煉油工業目前大規模使用的是直接烷基化技術,一般是異丁烷在強酸性催化劑存在下與C3~C5烯烴發生反應生成烷基化油,烷基化理論反應烷烴與烯烴消耗摩爾比例為1:1,實際反應過程中烷烯比控制在8~12,而催化副產碳四中,異丁烷與烯烴的比例大約為1:5,直接烷基化技術仍有大量的碳四烯烴不能夠被利用。

  國外使用的是間接烷基化技術,間接烷基化技術能夠很好地處理利用碳四烯烴生產不含氧高辛烷值汽油調和組分的問題。以UOP、CDTECH和IFP公司為代表的間接烷基化裝置已有三十余套裝置在運行。且由于國外逐漸禁止MTBE裝置,因此國外技術近年來多傾向與對現有MTBE裝置稍加改造,在樹脂催化劑的作用下,生產異辛烯,然后通過加氫生成高辛烷值異辛烷產品。

  間接烷基化與直接烷基化技術相比,具有原料范圍寬、環境友好、投資少、產品質量高等優點。

  【CCN】凱瑞對間接烷基化技術完成了怎樣的布局?

  【張勇】

  凱瑞自2008年起,針對乙醇汽油不允許添加含氧化合物的規定,開始了固體酸烷基化、間接烷基化技術和相關催化劑的研究。尤其在間接烷基化技術上,取得了較大進展。采用對現有MTBE裝置進行改造的方案,采用外循環固定床,在樹脂催化劑的催化作用下,生成異辛烯中間產物。目前,間接烷基化生產技術已完成中試,其催化劑已有國內外的工業應用業績。

  如果至2020年國家全部實施乙醇汽油,且也不能添加ETBE的情況下,則現有的MTBE裝置將面臨全部停產,會出現大量烯烴過剩,且會出現價格下滑。間接烷基化技術能夠利用低價值過剩烯烴生產高辛烷值無氧汽油調和組分,將會是下一個碳四利用的發展方向,也將是我公司的一個機遇。

  碳四產業鏈轉型研討會暨輕烴行業協作組碳四專委會成立大會

  大會時間:2017年11月18日

  會議地點:北京

  主辦單位:中國化工信息中心

  承辦單位:中國輕烴利用行業協作組

  《中國化工信息》雜志

  聯合承辦:凱瑞環??萍脊煞萦邢薰?/p>

  支持媒體:中國化工信息網、化塑匯、China Chemical Reporter 、《現代化工》、《化工新型材料》、《精細與專用化學品》

  大會日程:

  參加人員:

  ? 國內外能源、輕烴領域權威專家;

  ? 石油煉化領軍企業;

  ? 技術應用提供商及工程服務公司;

  ? 國內外相關領域生產企業、產業鏈上下游設備配套企業;

  ? 下游應用企業管理、采購、市場、規劃部門;

  ? 研究院、大學、咨詢服務機構

  擬邀議題:

  車用乙醇汽油推廣政策解讀與展望

  乙醇汽油推廣對石化產業的影響

  碳四產業鏈發展趨勢

  中國乙醇汽油市場投資分析及前景預測報告

  碳四綜合利用技術和工藝開發途徑

  MTBE發展受阻異丁烯出路何在

  MTBE裝置改造ETBE技術介紹

  異丁烯疊合生產烷基化油技術

  直接烷基化裝置

  固體酸烷基化技術

  擬邀發言人:

  ☆國家能源局科技司/國家發展改革委/國家車用乙醇推廣領導小組

  ☆中國石化經濟技術研究院院長 戴寶華

  ☆中國石化高級專家 達建文

  ☆中國石油石油化工研究院特聘專家 李吉春

  ☆中國石油北方工程設計有限公司(寰球吉林公司)副總工程師 于春梅

  ☆蘭州寰球工程公司副總經理(總工程師) 王弘

  ☆中國石化石油化工科學研究院教授級高工 李明豐

  ☆煙臺大學教授、山東省“石化輕烴綜合利用工程技術研究中心”負責人 任萬忠

  ☆凱瑞環??萍脊煞萦邢薰究偨浝韽堄?/p>

  ☆天津大學教授、博導,精餾技術國家工程研究中心主任 李鑫鋼

  更多專家正在邀請中……

  會務組聯系人:胡志宏

  電話:010-64420719

  郵箱:huzh@cncic.cn / hzh0228@126.com

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