我国发展燃料乙醇和乙醇汽油应注意的若干问题

第6期曹湘洪.我国发展燃料乙醇和乙醇汽油应注意的若干问题我国发展燃料乙醇和乙醇汽油应注意的若干问题曹湘洪(中国石油化工股份有限公司北京10009摘要阐述我国发展乙醇汽油在技术上的可行性和在我国推广乙醇汽油还需开展的研究开发工作。对建立乙醇汽油调配中心及销售网络、降低生产成本、确定生产总规模和单个生产装置规模等问题进行了讨论对国家在乙醇汽油方面的政策、法规、市场监督等提出了建议。关键词乙醇汽油料掺合氧化物燃料技术开发政策述评1前言43.50MJ/kg因而使用乙醇汽油的汽车油耗会略乙醇可以通过谷物、薯类发酵获得。最新的研有上升。乙醇汽油遇水时还会发生相分离。由于究结果表明将来还可以通过纤维素半纤维素的水乙醇汽油能导电并含有腐蚀性杂质可能对汽车油解产物——五碳糖的发酵获得。美国、巴西早已成箱化油器等处的有色金属部件、橡胶件有一定的腐功地将乙醇调入汽油并在市场大批量销售。美囯蚀或溶胀作用。使用乙醇汽油后还可能因为乙醇还在研究开发乙醇柴油乙醇正成为越来越受到重中的酸性物质如乙酸对金属表面的侵蚀和因乙视的可再生能源。从我国粮食库存髙、陈化粮逐年醇蒸发潜热大氕气化不良而流入汽缸壁使润滑油增加、农民收入增长缓慢石油资源短缺的实际岀膜被冲洗造成润滑油稀释、乳化,使发动机部件发我国也要发展燃料乙醇和乙醇汽油。为了保证曆损。但从美国的经验看,发展乙醇汽油在技术我国开发生产销售乙醇汽油的决策顺利实施必须上是可行的。美国生产销售E-1联含乙醇10%认识发展乙醇汽油技术的可行性结合国情进行必乙醇汽油已有20余年历史迄今为止,美国已累要的研究开发工作建立适合生产销售乙醇汽油的计销售乙醇汽油1.793G(600cgl),使用乙醇汽调配中心和销售系统并制定相应的操作手册和管油的汽车行车里程累计达1.609hn(10cmle理规范努力改进乙醇生产技术降低生产成本統用于乙醇汽油的乙醇量逐年增加,从199年的筹安排我国乙醇生产的总规模和企业生产布局合理确定乙醇生产装置的规模研究制定有利于发展燃料乙醇及乙醇汽油的经济政策加强对乙醇汽油10%乙醇的市场监管尽快开发乙醇柴油重视纤维素半纤维素制乙醇的技术开发。2发展乙醇汽油在技术上是完全可行的5.7%乙醇乙醇的相对分子质量46沸点78.3℃氧含量35%研究法辛烷值111马达法辛烷值91。乙醇基础汽油RON调入汽油可以提高汽油的辛烷值(见图1)并提高汽油中的氧含量使汽油燃烧更加充分有利于降图1加醇汽油辛烷值随乙醇加入量的变化低汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物含量。另外乙醇调入汽油会提高汽油的蒸气压(见图2),改变收稿日期2001-01-21作者简介曹湘洪,1967年毕业于南京化工学院高分子专业石油炼制与化工200年第32卷对乙醇汽油氧含量的提高在用汽车的空燃比宜作适当调整。我国在用汽车有老式的化油器车、新型电喷车不同车型空燃比的调节方式及可调幅度不同有可能不同车型对不同乙醇含量的乙醇汽油的适用性不同有必要通过试验确定适合我国车况的汽油中的乙醇含量。为更好地评估乙醇汽油推广使用后可能带来的问题有必要研究乙醇汽油调合汽油中的乙醇含量/%对汽车尾气排放、车辆动力性能及经济性的影响。图2乙醇对汽油雷德蒸气压的影响此外还应研究制定乙醇汽油产品的标准和分析测试方法的标准防止非标准产品流入市场扰乱市前端中间尾端场秩序。4建立乙醇汽油调配中心及销售网络编制相应204.4的操作手册及管理规范基础汽油1489汽油储存运输过程中很难避免游离水的存在10%乙醇汽油乙醇汽油一旦遇水就会产生相分离影响使用。在93.3美国汽油的50%采用低成本的管道运输方式而用于调合乙醇汽油的燃料乙醇仍然采用汽车、火100车、轮船等成本较高的运输手段。在调配中心分别蒸发量%用计算机将燃料乙醇和汽油计量加入专用的运输车辆完成调合送至加油站销售。乙醇汽油的储存图3乙醇对汽油蒸馏曲线的影响周期只有4~5d。我国现在销售的汽油均在生产260M(0.837cl增加到199年的4485M(1.5厂完成调合然后分销、运输到各个加油站。显然,Gsl),乙醇汽油已超过全美汽油消费量的12%这样的调合销售系统不能适合于乙醇汽油。借鉴为防止乙醇汽油遇水发生相分离和对储存运输设国外成功的经验必须根据加油站的布局选择具备车辆零部件的腐蚀或溶胀羡国在乙醇汽油的调有一定汽油储存能力和油品接卸手段并有扩建乙合、储运、销售等方面均有较为完善的技术和经验醇接卸储存设施条件的油库建设乙醇汽油调配中并制定了一整套操作规程、技术规范和管理办法。心对拟销售乙醇汽油的加油站的设施进行改造,3结合国情开展必要的研究开发工作形成适合乙醇汽油的调合销售网络。乙醇的接卸、国外成功生产、销售乙醇汽油只说明生产、销储存和乙醇汽油调合、销售设施的建设、改造必须售乙醇汽油在技术上是可行的决不意味着我国可建立相应的设计规范和标准规定对设备结构、材以简单从事安排乙醇汽油的生产和销售。应该结料的要求严格防止水的进入、积聚和设备腐蚀合国情开展必要的研究开发工作。为了防止乙醇汽油调合、运输、销售过程中因水的乙醇调入汽油能提高汽油的辛烷值但和催化存在发生相分离损害用户的车辆还应制定详尽裂化汽油、重整汽油、烷基化汽油等不同汽油组分的乙醇汽油调合、运输、销售过程的操作手册规范的调合辛烷值的增加值不同。我国的汽油组分主工作程序、工作标准、检查方法和手段以及异常情要是催化裂化汽油与美国成品汽油中催化裂化、况的处理方法。重整、烷基化和异构化汽油组分各占1/3的情况有5改进燃料乙醇生产工艺搞好综合利用降低生很大差异应研究乙醇和各类汽油组分的调合性产成本能。乙醇汽油储存运输过程中容易吸水吸水量与乙醇汽油要得到推广使用,十分重要的是不断环境温度、湿度变化有关并且水含量上升到一定降低燃料乙醇的生产成本。美国能源部对28个规程度会产生相分离。应研究乙醇汽油在不同环境模在3.0ka(1.0Mgal/a)以上,合计产量超过条件下的储存稳定性妍研究制定调合汽油乙醇的质3.0M/(1.0肭乙醇生产企业的综合评价第6期曹湘洪.我国发展燃料乙醇和乙醇汽油应注意的若干问题要低30%。美国燃料乙醇生产企业为了降低生产品要分运到各地农村的养殖企业。装置规模越大,成本,十分注意改进工艺降低能耗和副产品的综玉米、乙醇及副产品的运输半径越大运输成本就合利用。美国从玉米生产燃料乙醇的发酵时间已越高反之就越低。美国以玉米为原料的燃料乙醇缩短至30多小时发酵后的酒精度可达14%。用生产裝置都建设在玉米产区小规模的生产装置都于调合汽油的乙醇必须是无水乙醇美国燃料乙醇在运转正是得益于原料及产品的运输成本低。脱水早已将共沸蒸馏脱水改进成分子筛脱水现表1美国以玉米为原料的乙醇厂生产能力统计表在不少工厂开始采用能耗更低的淀粉脱水技术。kta-1工厂数/个古总工厂数总产能/工厂生产能力/由于工艺改进1998年与1987年相比干法生产能耗降低了39%湿法降低了35%。美国燃料乙醇512670生产企业十分重视副产品的加工和利用干法生产1500可降低成本78元/(0.2806美元/gl)湿法生产时1185元/(0.427美元/gal)我国燃料乙醇生产企业应借鉴国外的经验努力降低生产成本这样23.739.5才能更好地在我国推广应用乙醇汽油。6统筹安排我国燃料乙醇的生产总规模及生产企表2美国以玉米为原料和乙醇厂生产能力分析表业布局工厂状态建成在建和拟建生产燃料乙醇是粮食转化的重要途径乙醇汽工厂总数∧个油一旦在市场推广,必须确保燃料乙醇货源稳定单厂最大能力/kt300不允许中断供应,否则将引起油品市场秩序的混单厂最小能力/kta-1单厂平均能力/kta-l乱这就要求有稳定数量的粮食可供转化。我国是人口大国前几年粮食丰收粮食储备充足但粮食因此燃料乙醇生产装置规模必须综合考虑产量受自然条件制约必须既考虑当前又着眼长规模扩大后降低成本的幅度和原料、产品及副产品远综合平衡国內的粮食生产与需求确定可用于运输成本的增加幅度合理确定。生产乙醇的粮食数量安排我国燃料乙醇产量总规8发展乙醇汽油国家必须从税收政策及法规上模规划乙醇汽油调配中心销售网络建设。防止因给予支持总量失控建成了若干大型燃料乙醇生产厂和配套将玉米、薯类发酵生产的乙醇调入汽油生产建设乙醇汽油调配中心、销售网络后因粮食供应乙醇汽油作为车用燃料只有乙醇的价格低于汽油得不到保证燃料乙醇生产厂停工销售系统无乙的销售价格时才具有经济可行性。而事实上乙醇汽油可售。醇的价格一般高于汽油的价格。推广乙醇汽油构在平衡全国粮食生产与需求确定燃料乙醇生筑粮食转化的稳定渠道增加农民收入作为国家产总规模后还应该根据燃料乙醇生产厂要安排在项经济决策国家必须从税收政策及法规上给予支玉米、薯类生产区的原则按省区合理布局防止各持。美国1979年建立联邦政府的乙醇发展计省区不顾本省实际盲目建设。划”从大力推广含10%乙醇汽油开始就对燃料7合理确定燃料乙醇生产装置的规模乙醇生产企业进行补贴补贴额为54美分/gl折就燃料乙醇生产装置而言随着规模的扩大,合人民币1495元∧对于规模在9ka的燃料乙单位产能的投资降低有利于降低生产成本。美国醇生产厂还增加补贴10美分/ga(277元/t)米单套用玉米做原料生产燃料乙醇的装置最大规模产区的州政府还根据本州的具体情况给10~20美已达π00k但美国乙醇生产装置的规模仍呈现大分/g(277~554元/舶的税收优惠。汽油添加乙醇中小并存的格崴见表1、2)因为燃料乙醇的生产后蒸汽压升高,E-10汽油与普通汽油相比上升成本既与裝置规模有关还和副产品的综合利用、Ips(6.89kPa)1989年起美国环保局同意乙醇原料及产品的储运成本有关。每吨乙醇要消耗玉汽油的蒸汽压标准放宽1psK6.89kPa)借鉴美米3.2t同时还副产1t主要用作动物饲料的副产国的经验我国也应制定相应的税收减免或财政补石油炼制与化工200年第32卷油资源短缺对国际原油的依存度越来越高汽油增加汽油供应过剩、柴油资源不足的矛盾更加突价格已和国际价格接轨燃料乙醇受粮食价格的影出。而且毎年消费35.0M左右汽油中即使30%响。现在我国的油品销售系统很难适应乙醇汽油是E10乙醇汽澉美国1999年乙醇汽油销量仅占的调合及销售必须进行相应的改造。需要在制定汽油总销量的12%)每年只能消费乙醇1.05Mt鼓励推广乙醇汽油的政策时认真研究国际市场原转化粮食3.28M羡国ADM公司已开展了乙醇柴油价格对汽油价格旳影响规律以及我国粮食价格油的研究工作。据介绍,含乙醇15%、其它添加剂对乙醇价格的影响规律并分析粮食价格的走势,5%、柴油80%的乙醇柴油已在柴油车上进行了估算为了销售乙醇汽油改造销售系统増加较大投386kn(240 mile)肭行车试验。结果表明可使柴入所引起的销售成本上升的幅度最终确定合理的油车尾气中颗粒物的排放量减少20%~30%但国家税收减免或财政补贴的数额。我国处在市场每加仑3.785dm3)柴油的成本要上升5美分经经济的发育阶段违反市场法规扰乱市场秩序的济性比普通柴油要降低5%。目前我国年消费的行为屡屡发生在制定税收减免或财政补贴政策62.0M左右的柴油中若有20%的柴油是含乙醇时还应研究具体的实施办法,以免被不法分子钻15%的乙醇柴油每年将消化燃料乙醇1.86Mt可空子使国家利益受损失。转化粮食近6.0Mt。显然我国应重视乙醇柴油的9加强对乙醇汽油的市场监督研究开发。乙醇汽油对燃料乙醇的质量有极为严格的要1重视纤维素制乙醇技术的开发求尤其对水含量对调合、销售系统的设备、操作、目前乙醇主要通过粮食转化获得。为了扩大管理也有非常严格的要求。目前我国成品油销售乙醇原料的来源美国正在着力开发纤维素制乙醇系统存在许多设备简陋、管理薄弱的成品油批发单的技术。过去认为纤维素半纤维素的水解产物五位和加油站为了防止不符合质量要求的乙醇调λ碳糖不可能发酵得到乙醇, Purdue大学可再生能汽油和不合格的乙醇汽油加入消费者的汽车油箱,源实验室利用基因工程发现了可将五碳糖转化为损害消费者利益乙醇汽油的调合与销售应实行专乙醇的转基因酶使利用纤维素半纤维素作原料生营制度仅允许设备条件及管理基础较好的中国石产乙醇在技术上有了重大突破展现了纤维素半纤油、中国石化两大集团公司从事乙醇汽油的调合和维素制乙醇的良好前景。我国是农业大国随着农销售这两大公司也应对销售系统的设备进行改村燃料结构的改变有大量富含纤维素半纤维素的造管理进行整顿以满足调合销售乙醇汽油的要农作物的秸杄等。从长远看开发纤维系半纤维素求。各级工商管理部门还应对油品市场进行经常制乙醇技术对解决我国原油资源短缺随着国民性的检査及时惩处违反规定调合销售乙醇汽油的经济的发展车用燃料的需求不断增长的矛盾农油品批发商、零售商。作物增产与农民增收不同步的矛盾有十分重要的10尽快开发乙醇柴油意义。但这项研究属生物工程领域的基础应用研我国是柴油消费大国1999年消费柴油61.2究应由国家有关部门组织在生物工程研究方面有Mt汽油33.4M。目前炼油行业的生产柴汽比低相当基础的科研单位、高等学校进行。于消费柴汽比。推广乙醇汽油后汽油的产量相应QUESTIONS CONCERNING THE DEVELOPMENT OFFUEL ALCOHOL AND ALCOHOL GASOLINE IN CHINAChina Petro-Chemical Corporation, Beijing 100029)Abstract The feasibility of developing alcohol gasoline technology and the necessity of launching out intoresearch and development for spreading the alcohol gasoline in China are expounded. Issues on the establishment ofdispatching center and marketing network reducing the production cost and determining the overall production scaleand the unit capacity are discussed. Suggestions are made on the fields of alcohol gasoline development such as poli