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ETBE,“汽油”辟新径

ETBE,“汽油”辟新径

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【摘要】:
股份有限公司总经理 张勇   2017年9月13日,国家发改委等15部委联合发布《关于扩大生物燃料生产和推广使用车用汽油的实施方案》的通知,确定2017年起在东北等多省市推广使用汽油,到2020年全国基本实施汽油全覆盖。政策出台已有近一年,目前炼厂企业都在密切关注后续政策的出台以及碳四利用技术的进展,尤其是目前最为热门的选择性叠合技术,同时也在积极寻找更好的碳四利用途径

 

 

股份有限公司总经理 张勇

 

  2017年9月13日,国家发改委等15部委联合发布《关于扩大生物燃料生产和推广使用车用汽油的实施方案》的通知,确定2017年起在东北等多省市推广使用汽油,到2020年全国基本实施汽油全覆盖。政策出台已有近一年,目前炼厂企业都在密切关注后续政策的出台以及碳四利用技术的进展,尤其是目前最为热门的选择性叠合技术,同时也在积极寻找更好的碳四利用途径。针对未来碳四在汽油调和方面的出路,本刊记者采访了股份有限公司(以下简称“凯瑞环保”)总经理张勇。

记者|唐茵

受访者|张勇

 

新政之下,选择性叠合受关注

 

  【CCN】国家汽油政策出台以来,选择性叠合技术被炼油企业高度关注,目前国内该技术发展情况如何?

  【张勇】车用E10汽油标准GB18351-2017明确规定“体积分数为10%±2%,不允许人为加入其他有机含氧化合物”,因此原则上任何其他的含氧化合物如甲基叔丁基醚(MTBE)等将无法在汽油池中人为添加。选择性叠合技术是利用异丁烯生产高辛烷值无氧汽油调和组分的一种新技术。由于其对现有MTBE装置加以改造即可生产选择性叠合油,因此在汽油政策出台后备受企业关注。中石化石油化工科学研究院(以下简称“石科院”)在新政出台后迅速将自有的选择性叠合技术应用于石家庄炼化分公司,利用原MTBE装置改造12万吨(以碳四原料计)选择性叠合装置,所生产的叠合汽油各项指标均符合预期目标。据悉,石科院已经与多家企业签订了选择性叠合技术转让合同。

  该装置配套采用了凯瑞环保叠合树脂催化剂,该催化剂之所以能够在国内首套选择性叠合技术装置得以应用,和凯瑞环保在叠合技术和叠合树脂催化剂方面十余年的研究成果密不可分。早在2003年国家实施汽油政策及2004年美国开始禁用MTBE后,凯瑞环保即着手研究MTBE替代技术及催化剂,最终成功开发出叠合、乙基叔丁基醚(ETBE)生产技术及配套催化剂(包括异丁烯叠合树脂催化剂、异辛烯加氢催化剂,ETBE合成催化剂)。其中,叠合树脂催化剂近几年已在国内多套装置上使用;2016年出口印度,在印度IOCL间接烷基化装置成功应用至今,实现了工业化。ETBE树脂催化剂在欧洲市场订单则成为凯瑞环保国际贸易的重要组成部分。

  【CCN】这是否意味着选择性叠合技术可以完全取代MTBE装置?

  【张勇】选择性叠合技术是我国汽油政策下唯一可以替代MTBE技术,实现异丁烯转化为无氧高辛烷值汽油调和组分的技术手段。

  但是,选择性叠合技术在产品辛烷值、经济性及丁烯分离方面与MTBE相比还存在一定差距。MTBE辛烷值为115(RON),远高于异辛烷辛烷值100(RON),是更为优良的汽油调和组分,而且在生产MTBE的过程中,能够将甲醇变为高辛烷值汽油,增加了企业效益。MTBE技术是目前最有效的分离异丁烯与1-丁烯的方法,选择性叠合技术尚无法替代MTBE技术实现异丁烯和1-丁烯的有效分离,尚存在1-丁烯损失的问题。

 

汽油中添加“辟新径”

 

  【CCN】我国汽油政策早在2003年就已经在国内部分地区实施,但很多民众反映汽油相对于普通无铅汽油仍存在一些问题,对此,您如何看待?

  【张勇】推广汽油,有利于优化能源结构,有利于改善生态环境,有利于调控粮食市场,同时也是处置超期超标等粮食的有效途径。

  但汽油也有其明显的缺点:一是油耗上升:数据显示,汽油的热值为43.03MJ/kg,柴油的热值是46.04MJ/kg,而纯的热值仅为26MJ/kg。即使汽油不是纯,热值也比正常汽油低,只有39.82MJ/kg。发动机为了达到既定的动力输出,电子控制单元(ECU)便会喷射更多的燃料,从而导致油耗的增加,实测加了汽油,汽车油耗会增加3.5%左右。二是低温启动困难:汽油气化潜热大,吸热多,会导致发动机缸体内部工作温度的降低,造成低温时启动困难。三是更容易积碳:汽油的汽化吸热高,当其经喷油嘴喷射到进气门背面时,进气门背面的温度会降低,汽油就不能充分地雾化,大分子的物质会形成胶质,从而在进气门背面易形成积碳。四是易分层,储存运输不便:是极性物质,在与非极性物质的碳氢化合物掺混时,只要有微量的水存在,就能引起和汽油的相分离。而且,汽油保质期要比普通汽油保质期短,超保质期后容易分层。由于汽油易分层的特性,届时需要在各地建立汽油调配中心,现调现卖,增加了运输和管理成本。

  【CCN】既然汽油存在这么多的缺点,选择性叠合技术也不能完全取代MTBE装置,那么有没有更好的技术既能利用,又能够解决汽油和选择性叠合的问题呢?

  【张勇】从国外汽油发展的过程来看,汽油不是唯一在汽油中添加的方式。美国和欧洲国家自2004年发现MTBE存在地下水污染的问题后,逐渐开始禁用MTBE,大力发展汽油和烷基化油。其汽油的发展有两个路径,一是和我国一样直接添加,另一种是采用添加ETBE的方式。生产ETBE是将与异丁烯在酸性催化剂作用下进行反应。与MTBE相比,ETBE只有含氧量略低,其他性能指标均优于MTBE,尤其是其雷德蒸汽压较低,比MTBE更易与汽油混溶,在水中的溶解度不到MTBE的1/3,对地下水污染很小。ETBE在汽油中最大添加量为17V%,而在ETBE中占45.1wt%,即采用ETBE形式将调和入汽油,可加入大约8%的,略低于目前国内在实施的汽油标准中加入量(10±2)V%。 但采用ETBE的形式进行利用,可以解决上述汽油存在的诸如油耗上升、积炭、分层等问题,又可以很好地实现异丁烯与1-丁烯的分离,而且对现有MTBE装置的改造将更为简单,投资费用更小,可谓一举多得。

 

技术成熟远销海外

 

  【CCN】ETBE技术已在美国、欧洲等国家得到应用,在国内是否有工业化装置?

  【张勇】国内由于价格偏高的问题尚无工业化装置,但技术是成熟的。我国自2003年开始在部分地区实施汽油政策、美国自2004年开始禁用MTBE,这在当时对于凯瑞环保这样一个以MTBE工艺技术转让和MTBE催化剂生产的企业来说,是非常不好的市场信息。凯瑞环保对此保持了足够的警惕,积极研发应对MTBE禁用后的新技术和新的催化剂,早在2009年就完成了ETBE工艺技术和催化剂的研发,并积极参与了多次国际项目的工艺技术招标。目前凯瑞环保ETBE树脂催化剂已经在国外市场实现了多家工业化应用,运行效果令人满意,公司也与许多欧洲企业建立了长期合作关系。

  【CCN】公司生产的ETBE树脂催化剂在国外哪些国家和地区获得了成功应用?

  【张勇】凯瑞环保针对ETBE技术和催化剂的研发进行的是比较早的,早在2010年,凯瑞环保的ETBE催化剂就实现了出口。目前主要在欧洲市场应用,如西班牙、德国、意大利等。尤其值得一提的是,凯瑞环保与西班牙REPSOL公司达成了长期合作,其旗下四家子公司,均采用凯瑞环保ETBE树脂催化剂。

  内容来源:《中国化工信息》杂志

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