乙醇汽油的应用

炼油设计2002年2月PETROLEUM REFINERY ENGINEERING第32卷第2期晶添雜乙醇汽油的应用刘全根中国石化咨询公改北京市10009摘要燃料乙醇是一种富含氧氧质量含量33%)高辛烷儐RON为1ν9舶汽油调合组分。在国外曾以汽油替代物、辛烷值改进剂和增加汽油氧含量三大作用添加到汽油中。国內刚刚提岀乙醇汽油使用问题。使用乙醇汽油有很多优点但也存在一些如亲水、油耗高、启动性能差、对橡胶部件溶涨、汽化性能差和经济性差等缺点特别是用粮食生产燃料乙醇按汽油价岀售存在经济性差问题。探讨了乙醇汽油补贴的方案仅供有关部门在制定乙醇汽油补贴政策时参考。主题词乙醇汽油料应用经济分析近年来我国粮食生产连年丰收粮食有了较产品温度有关温度越低耐水性越差,一般在温大的剩余。国家为了支持农业发展考虑用剩余度-34~15℃时,耐水量从0.2%到0.5%也就粮转化成乙醇进一步利用,提岀生产乙醇汽油是说常温下水含量0.5%时,乙醇汽油就会发生问题。相分离。在汽车油箱里发生相分离就会影响汽车正常使用。所以乙醇汽油要严防系统带水。1燃料乙醇的性能用粮食作原料的燃料乙醇生产工艺与食用乙2国内外燃料乙醇应用情况醇基本相同唯一的区别是食用乙醇要求乙醇体国外汽油中添加燃料乙醇始于20世纪70年积含量95%要求控制杂醇的含量,般要经脱杂代后期当时美国燃料乙醇的产量已经达到4.18醇工序。但燃料乙醇要求醇的体积含量在∞.8%Mt/a。一直到20世纪80年代初燃料乙醇仅作为以上,一般都在食用乙醇的基础上进一步脱水控汽油替代物加入到汽油中以增加汽油产量满足制水的体积含量达到1%以下为了区别于食用乙市场需要。80年代后期在燃料市场中的乙醇的醇燃料乙醇一般都掺兑5%体积含量左右的变性主要作用开始变为辛烷值改进剂和替代汽油中的剂变性剂一般为无铅汽油或无铅的烃类其馏程四乙基铅以作为改善环境污染的产品来使用。在汽油范围之内直到90年代初羡国一些州为了减少汽车尾国内外研究结果证明乙醇是很好的辛烷值改气排放的CO气体在强制推行含氧燃料计划中开进剂可以替代四乙基铅或MIBE烷基化油等来始使用乙醇和其它含氧化合物。提高汽油辛烷值。目前美国约有18个州在使用新配方汽油般汽油发动机在不作大的改动的情况下,新配方汽油的用量约占全美国汽油消耗量350允许调入燃料乙醇的最大量为10%这时乙醇汽Mt/a的1/3。其中约有85%的新配方汽油使用油总的氧含量在3.5%左右。如果允许发动机有MBE大约8%的新配方汽油使用燃料乙醇其中较大的改动或用特种乙醇发动机也有将纯的乙大多数地区含氧汽油或新配方汽油的燃料乙醇体醇或接近于纯的乙醇作燃料使用的。如国外有积中国煤化工区燃料乙醇体积含量FA8(85%的变性乙醇和15%的汽油的调合物厢为CNMHGEd100的燃料汽车。乙醇的另一个特点是亲水性能以任何比例收稿日期2001-08-20。作者简介:高级工程师原中国石化咨询公司炼油处处长与水混合乙醇汽油还具有吸水性长期储存会使1%65年毕业于北京石油学院炼制系曾从事设计以及炼油发水的含量增且乙醇汽油相分离的耐水性和展规划、项目评估和咨询工作第2期刘全根,乙醇汽油的应用41国內刚刚提岀推广使用乙醇汽油,并在河南3.2汽化澘热大低温启动性能和驱动加速性省建设3个乙醇汽油调合站作为推广使用试点。能较差从燃料乙醇所拥有的三个功能即汽油替代物、汽常规汽油汽化潜热约310kJ/kg乙醇的汽化油辛烷值改进剂和增加汽油氧含量以减少汽车尾澘热(约845.7kJ/kg湜汽油的2.73倍因此其低气CO、烃类的污染来分析对我国现有情况来讲,温启动性能差。在理论空燃比之下的蒸发温降大汽油替代物的作用意乂不大因为从我国近几年于常规汽油。汽化潜热大会导致汽车动力性及经汽油产需平衡来看汽油产量不是不足而是有些济性下降在低温条件下乙醇汽油不易启动。另过剩外乙醇汽化潜热大,使化油器中形成的燃气混合对燃料乙醇能作辛烷值改进剂和减少汽车尾比俽乙醇空燃比仅为9)比常规汽油正常燃烧气CO和烃类排放改善环境而言对我国来讲还所需要的理论空燃比15低很多这会影响混合气是很有意义的。从我国汽油组成来看,催化裂化的形成和燃烧速度使汽车驱动性能下降影响最汽油含量大约占汽油总量80%左右。重整汽油大功率的发挥不利于汽车的加速性能。只有当和高辛烷值组分少分别约占5.4%和3.3%。而燃料乙醇掺入量比较少时这种影响才会变小。美国1995年的汽油组成中催化裂化汽油和重整3.3燃烧过程中会形成乙酸等腐蚀物汽油各占接近1/3高辛烷值组分如烷基化汽油、乙醇在生产过程中或储存过程中都会有酸和异构化汽油、MIBE丁烷等约占30.5%西欧地有机酸产生在生产过程中会含有一些酸性物质、区也占18%。在储存过程中也会因为吸水和受到空气中的氧化根据我国汽油组成特点看大量生产高辛烷值或细菌的发酵作用而产生有机酸)加上燃烧过程〔够3以上汽气油高辛烷值组分是不够的,乙醇作为中产生醛、乙酸都会对机件产生腐蚀和曆损。所高辛烷值改进剂将会有重大意义。以乙醇汽油要加防腐蚀剂。关于汽车尾气CO和烃类排放量的限制问题,3.4对橡胶部件的溶涨作用已经引起各大城市的注意虽然目前我国还没有乙醇对目前汽车使用的橡胶存在轻微的腐象发达国家那样强制在冬季部分州、市使用含氧蚀、溶涨、软化或龟裂作用与其接触的密封件部汽油的要求但不久的将来也会提岀类似的要求,件必须要使用其他特殊橡胶材料才能缓解乙醇的所以现在提倡使用乙醇汽油对炼油工业和汽车腐蚀和溶涨作用。如软管要更换为丁腈橡胶动工业的发展也是很有必要的。密封件更换为含氟橡胶。3.5汽化性能差3使用乙醇汽油存在的一些问题乙醇本身的饱和蒸气压为18kPa与常规汽乙醇燃料有很高的抗爆指数并且有很好的调油比常规汽油饱和蒸气压为65.8kPa)洴不高合效应但是乙醇汽油在使用上也存在一些不利但调入汽油会产生明显的蒸气压调合效应调合因素。油的蒸气压会显著增加。因此在美国6月1日到3.1热值较低油耗高9月15日的常规控制期內要求销售的汽油燃料乙醇热值比较低约26.77Mkg甲醇热值更依据各地情况,蒸气压要求不得超过62kPa或低为19.6MJ/kg而常规汽油热值为43.50JJ/kg53.8kPa而在控制期内调合含有9%~10%乙醇发动机的油耗随着燃料醇的掺λ量増加而有所増旳♂醇汽油燃料允许蒸气压在标准的基础上上升加使用10%甲醇汽油时油耗增加约5%,使用6.9kP10%乙醇汽油时油耗增加约3.8%。据测试结3.6储存性能差果当乙醇燃料掺入量小于10%时汽车发动的供中国煤化工在水分存在下容易发油系统点火系统及汽缸压缩比可以不作调整就生着CNMHG使用。由于乙醇汽油可以使用。当燃料乙醇掺入量大于10%时应适不能长期储存(储存周期只有4~5d)这将会改当提高发动机的压缩比加大化油器主量孔尺寸变常规的汽油调合和运输方式,即由炼油厂调配及点火提前角使燃用乙醇汽油的汽车功率接近生产合格的汽油产品运输到各加油站使用的方式于原设计状态数据改为在大城市附近建乙醇汽油调配中心来调配成炼油设计2002年第32卷合格的乙醇汽油然后再由汽车槽车就近发送到乙醇其辛烷值指数的调合效应是不同的对催化各加油站。调配中心站要具备储存各种汽油调合裂化汽油而言,燃料乙醇的调合抗爆指数为114。组分的能力从炼油厂和乙醇生产厂采购各种汽目前我国汽油构成中催化裂化汽油占80%左右。油组分和燃料乙醇在调配中心调合成各种牌号其他汽油组分如重整汽油、烷基化汽油和直馏汽的乙醇汽油就近拉运到加油站使用成品乙醇汽油的燃料乙醇调合抗爆指数也不低,一般都大于油不允许长期储存。114。因此燃料乙醇的调合抗爆指数暂时按114来3.7生产成本比较高计算。燃料乙醇的热值相当于常规汽油热值的乙醇生产成本主要取决于粮食价格。据粮食61.867%。从燃料热值平衡使用纯燃料乙醇其部门统计大约3.2t玉米或3t薯干可以生产1t油耗会比用常规汽油多38.133%。根据实际调合食用乙醇。原料费用约占食用乙醇完全成本的情况还要考虑两种物质调合时的体积变化影响因79%左右。由现有的食用乙醇生产工艺经局部改素由于还没有测出体积变化值体积影响因素暂造成生产燃料乙醇,其成本要增加156~304按1.0来考虑。按以上原则燃料乙醇最高接受RMB￥/t根据国内两家有代表性乙醇生产厂的成价为90号汽油市场价除以∞0号汽油抗爆指数本分析燃料乙醇旳生产成本是玉米价为925.19般为85)乘以燃料乙醇调合抗爆指数(为114)再RMB￥At时为3897RMB￥/,薯干价为933乘以油耗影响系数(为61.867%)再乘以体积影RMB￥/t时成本为3668RMB￥/to如此高价的燃响因素暂时为1.0b料乙醇掺入到汽油中按汽油价岀售当汽油价格根据国内汽油价格制定原则,每年每个月由不太高时如近期国内90号汽油2726RMB￥/t,国家发展计划委员会根据新加坡油品市场90号93号汽油2896RMB￥∧t,95号汽油2969汽油进口完税成本再加上合理流向转运费和批发RMB￥/t97号汽油3042RMB￥∧t时,对调配中零售企业的经营差率制定的。按照与国际油价接心来讲都存在生产乙醇汽油要发生亏损问题。这轨的原则90号汽油价是会不断变化的。所以根部分亏损由谁来补贴是一个问题据两个企业生产统计大约3.2t玉米或3t薯干在美国使用乙醇汽油帮助政府解决过剩粮可以生产1t食用乙醇。燃料乙醇的生产工艺与食的岀路问题、支持农业发展、改善城市环境条食用乙醇生产工艺基本相同仅仅是燃料乙醇生件所以由政府来补贴这部分差额使用乙醇汽油产增加一道脱水工序并在出厂之前还要添加防腐就有资格荻得特殊税收优惠。剂。也可以暂时设一定范围的90号汽油价格测国內要推广乙醇汽油,这部分差价是多少又算岀相对应的燃料乙醇最高接受价如何补贴以下对此问题进行专题讨论燃料乙醇的售价与乙醇生产有关,目前国内生产乙醇的原料主要是玉米和薯干国内有代表4销售乙醇汽油补贴计算性的乙醇生产企业有两家,以玉米为原料的黑龙食用的乙醇价格是根据粮食价格和市场情况江华润金玉实业有限公司生产能力0.22Mua)来确定的而汽油价格是根据油品市场情况来确和以薯干为原料的河南天冠集团(生产能力为定的二者的定价原则不同无任何直接的关联0.10Mt/a式。现在将燃料乙醇作为汽油调合组分来考虑,以玉米为原料为例,燃料乙醇的综合成本它对汽油的贡献主要体现在提高汽油抗爆指数3897RMB￥/其中原料费用3047RMB￥/占上。因此燃料乙醇在炼油行业中最高接受价格可综合成本的78.19%其他综合费为850RMB￥/。以参照汽油单位抗爆指数价值来测算即以90号当原料玉米价变动时原料费用按3.2t玉米生产油的单位抗爆指数价值乘以燃料乙醇对汽油的1t中国煤化工的变化。而其它综合调合抗爆指数再考虑耗油因素和体积变化因素。费CNMHG变动的。另外再考虑这种确定燃料乙醇最高接受价旳方法可能比只考乙醇生产厂的燃料乙醇生产利润为300FMB￥虑燃料乙醇只从数量上替代汽油的原则更为合的原则可以测算岀各种玉米价时的燃料乙醇售理些。价。如当玉米价为1000RMB￥∧时燃料乙醇售根据国妚科不同汽油组分调入10%燃料价为3.2×100+850+300=4350RB￥At。第2期刘全根,乙醇汽油的应用43各种汽油价格和玉米价格下10%乙醇汽油补心。国家采用让汽油消费税的办法补齐毎吨乙醇贴价可以用以下公式计算迕某一汽油价格下燃汽油的补贴价。另一种办法是自我消化部分和国料乙醇最高接受价与某一玉米价下的燃料乙醇售家补贴部分相结合据说美国乙醇生产成本只有价之差乘以燃料乙醇质量调入比例10%(体积含2770RMB￥/t,而国内乙醇生产成本3671量醇汽油燃料乙醇质量调入比为10.5824%RMB￥/(以玉米为原料的),毎吨乙醇成本相差根据以上关联式就可以计算岀10%乙醇汽油补贴∞01RMB￥。是否让燃料乙醇生产厂通过改进生费将此费分别乘以77%和57%就可以分别得产工艺、搞好综合利用、降低生产成本来消化部分到7.7%乙醇汽油和5.7%乙醇汽油的补贴费差额不足部分再由国家让点税使燃料乙醇生产乙醇汽油补贴应该随号汽油价和粮食价厂能以当时的最高接受价岀售燃料乙醇给乙醇汽指玉米价舶的变化而变化。此数应该由国家权威油调合中心机关根据当时的90号汽油价和粮食价按以上关根据在大城市附近接近汽油消费中心煅设乙联式计算乙醇汽油补贴价根据我国国情这个机醇汽油调合中心的原则由于乙醇汽油有着极为关应该是国家计划委员会。当国家计划委员会定严格的质量要求调合中心的经营单位只能由设时下达∞0号汽油价时,同时下达乙醇汽油补备条件及管理基础较好的中国石油和中国石化两贴价。大集团公司有关的炼油厂来经营。这不仅仅是乙这部分补贴由谁出和补贴给谁这是要议论醇汽油质量控制严格所要求更是其他单位很难的。一种是补贴给燃料乙醇生产厂国家采用让得到价格合理的汽油调合组分而调合组分的价税优惠的办法补齐燃料乙醇售价与燃料乙醇最高格高低将会直接影响乙醇汽油生产成本。接受价的差价。另一种是补给乙醇汽油调合中(编辑吕艳芬)APPLICATION OF ETHANOL GASOLINEConsulting Company SINOPEC Beijing 100029)Abstract Fuel ethanol is an oxygenated gasoline blending component with oxygen content 33 %and RON 129It has been used as an alternative of gasoline improvers for octane number and oxygen content in gasoline. Howeverit has disadvantages such as hydrophiling high oil consumption poor startability aubber parts swelling and poor gasification and low economic characteristics Especially fuel ethanol from grain needs a price subsidy. Subsidy optionsfor ethanol gasoline have been discussed for the reference of govemment authoritiesKeywords ethanol gasoline feedstock application economical analysi国内简讯克拉玛依石油化工公司催化裂化回炼油芳烃抽提取得成功克拉玛依石油化工公司根据市场需求和公司闲置装∞0%,Cλ值达也到了85%以上完全符合高芳烃橡胶填充置情况经过充分的论证于2001年8月投资2.60×1⑦5油的质量要求。抽余油占催化裂化回炼油的85%换热RMB￥对Ⅰ套糠醛装置改造为芳烃抽提其原料为公司后280℃再返回催化裂化装置作原料抽余油的密度下降800k/a催化裂化装置的回炼油芳烃抽提的抽出油作为到了873kg/m催化裂化回炼油的密度89kg/m3)在这高芳烃橡胶填充油抽余油做催化裂化原料。9~10月完种中国煤化工1.5%下降到了0.5%在成了吹扫气密试压等准备工作H月生产出合格产品。油CNMH〔高催化裂化掺渣量5%催化裂化回炼油中芳烃含量高达》0%~25%基本上以稠10%催化裂化干气、液化石油气、汽油、焦炭产率均有所环芳烃为主在催化裂化中表现为难裂化并造成催化裂下降柴油收率有所上升。化装置干气和焦炭产率升高抽出油收率可达到15%以克拉玛依石油化工公司生产运行处毛清国供稿)上抽出油旁到了108.6kgm芳烃含量达到了