淺析美國推廣生物燃料乙醇替代甲基叔丁基醚

石油化工技術(shù)經(jīng)濟第22卷國內外動(dòng)態(tài)淺析美國推廣生物燃料乙醇替代甲基叔丁基醚傅津(中海油田服務(wù)股份有限公司北京100010)擿要:由于甲基叔丁基醚MTBE〕的污染問(wèn)題以及囯際油價(jià)的持續高漲生物燃料乙醇越來(lái)越受到美國社會(huì )公眾的關(guān)注。生物燃料乙醇具有與MIBE相近的高辛烷值、良好的辛烷值調合效應、含氧量高達34.7%等特性在技術(shù)和經(jīng)濟上都具有替代MTBE的可行性美國大力推廣生物燃料乙醇替代MTBE。針對美國禁用MTBE的趨勢對國內MIBE的生產(chǎn)和應用前景提出了發(fā)展建議關(guān)鍵詞:美國燃料乙醇替代甲基叔丁基醚自20世紀70年代石油危機以來(lái),為了應對20世紀90年代末期開(kāi)始美國加州在湖泊石油價(jià)格急劇上漲的局面降低美國對國外石油和溪流中陸續發(fā)現有MIBE污染并在地下水中的依存度美國一直致力于各種各樣的汽車(chē)耗能也檢測出MTBE之后有關(guān)的爭論就開(kāi)始了。加替代品研究其中包括油電兩用、天然氣、生物柴州從1997年秋季開(kāi)始對MTBE及其他含氧化合油、氫燃料和乙醇等。目前美國感到要從長(cháng)遠戰物對水資源影響進(jìn)行全面調查于1998年底得出略的角度解決美國能源和污染問(wèn)題,氫能源可能結論MBE對地下水和飲用水有污染如此用于是最有希望的嘗試。而從近中期的角度看燃料水處理和保健費用將每年高達30億美元。同時(shí)乙醇則可能最具吸引力。美國國土調查報告的結論也稱(chēng)在全美范圍內有27%的城區水井監測到了MTBE。MTBE污染問(wèn)1美國生物燃料乙醇替代MTBE的歷史緣由題越來(lái)越受到美國國會(huì )和社會(huì )公眾的關(guān)注美國甲基叔丁基醚MTBE)是異丁烯和甲醇在強各州紛紛采取措施逐漸減少直至禁止MTBE的使酸性陽(yáng)離子交換樹(shù)脂作用下生成的一種高辛烷值用。其中緬因州已于1998年10月宣布禁用MT汽油組分其馬達法辛烷值為l0Ⅰ研究法辛烷值BEΣ添加劑。新澤西州鑒于本州環(huán)保部門(mén)已發(fā)現為117。在汽油組分中有良好的辛烷值調合效有400口私用井和65口公用井被MTBE污染的應并具有很好的穩定性和互溶性。所以汽油中事實(shí)于1999年4月12日也公開(kāi)呼吁美國立法MTBE的添加作用在于它的抗爆性及含氧性。禁用汽油添加劑MTBE。美國加州于204年1美國環(huán)保局在1979年批準將MTBE作為無(wú)月1日起禁用MTBE亞利桑那州、康涅狄格州和鉛汽油添加劑使用后,MTBE被廣泛用于調和汽紐約州也尾隨其后。明尼蘇達州和內布拉斯加州油。1990年美國國會(huì )通過(guò)空氣清凈法修正案,也通過(guò)法案減少汽油中MTBE加入量。對汽油除了要求控制蒸汽壓、苯含量外還要求含2003年4月美國參議院以67票對29票通氧汽油添加不超過(guò)2.7%(質(zhì)量分數)的氧新配過(guò)了撥款75億美元挾持乙醇生產(chǎn)和禁用MTBE方汽油添加不少于2.0%(質(zhì)量分數)的氧。這樣的j正家。據國可再生燃料協(xié)會(huì )報告各煉油廠(chǎng)為了滿(mǎn)足新配方汽油的含氧要求在含到中國煤化工禁止在汽油中添加和氧、新配方汽油中大量使用MTBE。過(guò)去10余年CNMHG間美國共有17個(gè)州使用新配方及含氧汽油,它收稿日期2006-0908。門(mén)的使用量一直占全美汽油消耗量的三分之作者簡(jiǎn)介搏津女35歲經(jīng)濟師畢業(yè)于北京大學(xué)經(jīng)濟管而其中約85%使用了MTBE作為含氧化合物僅理學(xué)院。目前在中海油田股份有限公司董事會(huì )秘書(shū)辦公室約8%使用牽葧遞料乙醇作為含氧化合物第6期2006)傅津.淺析美囯推廣生物燃料乙醇替代甲基叔丁基醚使用MTBE另有5個(gè)州將在2006年內禁用MT-汽油添加劑——乙醇、MTBE和乙基叔丁基醚BE(ETBE)調合性質(zhì)的比較。2006年2月14日美國國家環(huán)保局又頒布取消新配方汽油含氧要求的新法規法規規定全表1乙醇、MTBE、ETBE調合性質(zhì)的比較國自2006年5月6日起取消新配方汽油中含氧汽油添加劑類(lèi)型乙醇 MTBE ETBE不小于2.0%的要求同時(shí)將停止已實(shí)施多年的含氧量(質(zhì)量分數)%34.7318.1515.66對M'TBE有缺陷產(chǎn)品保護”這意味著(zhù)繼續使用滿(mǎn)足含氧量2%要求所需的體積調入量%5.411.0212.79MTBE將有可能面臨訴訟的風(fēng)險,該項法案的實(shí)調合蒸汽壓/MPa0.1240.0620.028施將對全面禁止使用MTBE產(chǎn)生重要的影響。辛烷值水平109.0109.0110.0隨著(zhù)全美各地MBE的禁用生物燃料乙醇注辛烷值水平指RON和MON的平均值。作為MTBE的替代物逐漸成為美國新配方汽油添加的主要含氧化合物,乙醇含氧量高達35%,是些其他醚類(lèi)如ETBE也可用于調和汽油MTBE理想的替代品,MTBE的禁用將大大推動(dòng)ETBE的蒸汽壓低因此它比MTB更容易調合,了美國生物燃料乙醇工業(yè)的發(fā)展。但是其含氧量低要達到相同的汽油含氧量標準,從2006年5月到8月國際原油價(jià)格連續突所需調入量要高于MTBE。據美國《油氣雜志》統破70美元/桶最高達到75美元/桶使得美國國計現有的ETBE生產(chǎn)能力比MTBE要小得多供內政界、經(jīng)貿界、消費者一度還懷疑的乙醇汽車(chē)和應能力不足。另外除非ETBE裝置能達到目前乙醇提煉行業(yè)轉為前景看好的新能源行業(yè)之MTBE裝置的生產(chǎn)規模否則其生產(chǎn)成本要遠高克萊斯勒汽車(chē)公司在美國再生能源協(xié)會(huì )日前舉行于MTBE。甲基叔戊基醚TAME)的情況也比較的華盛頓年會(huì )上宣布到2008年該汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)相似。由于它們與MTBE化學(xué)結構相似人們也家將把自己在美國的乙醇汽車(chē)年生產(chǎn)量提高到會(huì )關(guān)注這些醚類(lèi)是否會(huì )造成類(lèi)似于MTBE的環(huán)境50萬(wàn)輛達到該公司在美國汽車(chē)生產(chǎn)總量的四分題因此在加利福尼亞州空氣資源委員會(huì )之一。福特預計今年將生產(chǎn)25萬(wàn)輛乙醇汽車(chē)通(CARB)第三階段規格中規定在確定使用這些用汽車(chē)將在今年生產(chǎn)40萬(wàn)輛的基礎上2007年醚類(lèi)對公眾健康和環(huán)境不產(chǎn)生負面影響之前不把乙醇汽車(chē)生產(chǎn)量提高到50萬(wàn)輛。與此同時(shí)車(chē)允許使用ETBE。另外,有了MTBE的教訓消費用乙醇生產(chǎn)企業(yè)也因乙醇前景看好而加大了投者也不會(huì )輕易認可類(lèi)似于MTBE的其他石化衍生資。目前美國已有95家車(chē)用乙醇提煉廠(chǎng)在運營(yíng),的含氧化合物。因此煉油廠(chǎng)難以把這些醚類(lèi)看隨著(zhù)國際原油價(jià)格的不斷上升業(yè)內外人士普遍作可行的MTBE替代物?？紤]調和汽油的蒸餾特相信乙醇的利用率將快速提高。為應對上漲的車(chē)性、辛烷值、稀釋效應和RFG規格中的含氧量要用乙醇需求美國目前不但有34家車(chē)用乙醇提煉求生物燃料乙醇無(wú)疑成為有效替代MTBE的汽新廠(chǎng)已在建設之中并且還計劃實(shí)施150多個(gè)新油添加劑。建或擴建項目。(1)乙醇作為車(chē)用燃料的優(yōu)點(diǎn)生物燃料乙醇具有與MTBE相近的高辛烷值2美國生物燃料乙醇替代MTBE的可行性論證特性不同組分的汽油添加乙醇后其辛烷值均有2.1推廣使用生物燃料乙醇在技術(shù)上是可行的不同程度的提高并具有良好的辛烷值調合效應。乙CH3CH2OH)俗稱(chēng)酒精是一種無(wú)色透生物燃料乙醇還具有比MBE更高含氧量的特明、易揮發(fā)、易燃液體是基本有機化工原料之點(diǎn)乙醇含氧量高達34.7%而MTBE的含氧量主要用作溶劑也用于制造染料涂料、合成橡膠、為中國煤化工量的乙醇后可以顯醫藥、洗滌劑化妝品等。乙醇既可以由乙烯水合著(zhù)| CNMHG醇可以較MTBE更少制成也可由谷類(lèi)、甘蔗和任何含淀粉或糖類(lèi)的農的添加量加入汽油中美國含氧汽油中通常需添作物為原料采用生物發(fā)酵方法制成。乙醇的熱值加7.7%乙醇,新配方汽油通常乙醇添加量為較低蒸發(fā)澘熱較高抗爆性能好含氧量高在少5.7%MBE添加量通常為12%~15%。量水分存在的下還容易產(chǎn)生相分離。表1是通過(guò)添加乙醇等含氧化合物可使汽車(chē)發(fā)動(dòng)石油化工技術(shù)經(jīng)濟第22卷機燃燒完全有效降低汽車(chē)尾氣排放美國汽車(chē)/農民收入45億美元;減少政府對農民的補貼增油料研究計劃(AQRP)的研究報告表明!使用含加195200個(gè)就業(yè)機會(huì );增加個(gè)人所得稅收入6%乙醇的加州新配方汽油與常規汽油相比HC5.32億美元;減少原油進(jìn)口,改進(jìn)貿易平衡20排放降低10%~27%CO排放減少21%~28%,億降低汽車(chē)排放改善環(huán)境質(zhì)量。社會(huì )、經(jīng)濟及NO,排放減少7%~16%有毒氣體排放降低9%環(huán)境均十分顯著(zhù)。32%(2)乙醇作為車(chē)用燃料的不足3美國大力推廣生物燃料乙醇替代MTBE計劃乙醇在燃燒過(guò)程中會(huì )形成乙酸等對金屬有腐1)005能源法案給生物燃料乙醇的發(fā)展奠蝕的酸性物質(zhì)會(huì )對發(fā)動(dòng)機有色金屬部件有一定定了基礎的腐蝕作用205年8月美國總統布什簽署了2005美乙醇旳抗水性較差,乙醇汽油在少量水分存國能源法案也稱(chēng)屴可再生燃料標準( Renewable在的情況下容易發(fā)生相分離影響貯存和汽車(chē)正? fuels standard"。根據此項法案美國自2006年常運轉。因此要對汽油及乙醇中的含水量要有嚴起將要求未來(lái)幾年里消耗的燃油中必須包括一定格的控制。數量的可再生燃料到2012年生物燃料乙醇要乙醇本身的飽和蒸汽壓為18kPa但研究表求將達到75億加侖約22.4Mt。由此可見(jiàn)美國明乙醇調入汽油后會(huì )產(chǎn)生明顯的蒸汽壓調合效2005能源法案給生物燃料乙醇今后5~10年的應使得調合蒸汽壓增加發(fā)展奠定了重要的政策和法律基礎。美國政府推廣使用車(chē)用乙醇汽油已有30年(2)發(fā)展空間的歷史在推廣乙醇汽油過(guò)程中進(jìn)行了認真的技2004年美國汽油禁用MTBE進(jìn)入第一步,術(shù)準備生產(chǎn)企業(yè)、有關(guān)研究機構、汽油生產(chǎn)與銷(xiāo)禁用最初從加州開(kāi)始接著(zhù)是紐約州和康涅狄克售商、汽車(chē)制造商等都對乙醇汽油的性能如辛烷州。這一年美國MTBE用量從12.88M/a高峰值蒸氣壓尾氣排放車(chē)輛的動(dòng)力性及經(jīng)濟性等進(jìn)減少到7.29Mt/a,而乙醇用量卻從2002年初行了系統的研究工作。根據各煉油裝置、汽油組5.15Mta增加到2004年的9.44Ma。按此趨分的不同確定汽油中加入生物燃料乙醇的比例,勢發(fā)展ρ008年可望全部禁用MBE。到2010目前大量推廣的是乙醇含量在10%以下的乙醇年乙醇用量可望增加到12.88-13.73Mta。汽油到2004年為止羨國已累計銷(xiāo)售了乙醇汽油4美國汽油禁用MTBE的發(fā)展趨勢對我國啟示6000億加倉約1792Mt)使用乙醇汽油的汽車(chē)我國從20世紀70年代末和80年代初開(kāi)始行駛里程已累積到了1×10}2km。生物燃料乙醇進(jìn)行MTBE合成技術(shù)的研究,983年中石化股份的產(chǎn)量正在逐年增加。實(shí)踐證明美國在生物燃料有限公司齊魯分公司橡膠廠(chǎng)建成我國第一套MT-乙醇及車(chē)用乙醇汽油生產(chǎn)技術(shù)、調和、儲運及銷(xiāo)售BE工業(yè)試驗裝置,986年吉化公司有機合成廠(chǎng)等方面均已具備成熟的技術(shù)與經(jīng)驗并且已為車(chē)建成我國第一套萬(wàn)噸級MTBE生產(chǎn)裝置其生產(chǎn)用乙醇汽油的生產(chǎn)和使用形成了一整套的管理能力為27.5ka到20世紀末MTBE已成為全方法。因此推廣使用生物燃料乙醇在技術(shù)上是世界石化產(chǎn)品中發(fā)展最快的品種之一我國在此可行的。期間MTBE也迅速發(fā)展并且擁有了自己的專(zhuān)利2.2推廣生物燃料乙醇替代MTBE在經(jīng)濟上是技術(shù)目前全國有近40套MTBE生產(chǎn)裝置生產(chǎn)可行的能力約達1600kta年產(chǎn)量約為1500kt/a。燕美國在推廣以玉米為原料、生產(chǎn)生物燃料乙化中國煤化工化公司140v/a)是醇和乙醇汽油使用方面的經(jīng)驗表明在經(jīng)濟上也是兩CNMHG可行的不僅帶動(dòng)了乙醇產(chǎn)業(yè)的發(fā)展同時(shí)也擴展近年來(lái)我國實(shí)施汽油無(wú)鉛化及汽油質(zhì)量升了農產(chǎn)品的應用領(lǐng)域減少了對進(jìn)囗石油的依賴(lài)。級步伐的加快,給國內MTBE的發(fā)展帶來(lái)商機。根據美國政府測算推廣乙醇汽油可以節省MTBE生產(chǎn)能力增加到了1600kta這和我國大聯(lián)邦政府財酸潁支出36億美元其中可增加部分煉油廠(chǎng)以催化裂化裝置為主高辛烷值汽油第6期2006)傅津.淺析美囯推廣生物燃料乙醇替代甲基叔丁基醚生產(chǎn)能力不足汽油脫硫、降烯烴以及近年來(lái)高辛的認識燃料乙醇。烷值汽油需求增加的國情有關(guān)2001年4月8日原國家計委和國家質(zhì)量監在未來(lái)幾年內為滿(mǎn)足國家第三、第四階段汽督檢驗總局宣布我國將全面推廣使用汽油醇車(chē)排放標準要求汽油中硫含量、烯烴、芳烴含量《變性染料乙醇》和《車(chē)用乙醇汽油》兩項國家標將不斷下降MTBE作為一種高辛烷值組分仍將準已于4月2日公布。2002年6月30日起在河繼續成為國內汽油的主要組分預計我國對MTBE南省鄭州、洛陽(yáng)、南陽(yáng)和黑龍江哈爾濱、肇東等5的需求也將處于增長(cháng)狀態(tài)一些企業(yè)正對裝置進(jìn)個(gè)城市開(kāi)展試點(diǎn)試用汽油醇獲得成功。2004年行擴建改造或新建裝置。2月10日國家發(fā)展和改革委員會(huì )繼續擴大試點(diǎn),盡管我國目前尚未見(jiàn)有MTBE污染地下水的黑龍江、吉林、河南、安徽四省除在全省范圍內擴報道和研究且在今后一段時(shí)間內仍會(huì )成為汽油大試點(diǎn)還調岀燃料酒精銷(xiāo)售到遼寧、河北、山東、的主要組分但從長(cháng)遠看我國將與國際接軌美江蘇。2005年底上述省、市基本實(shí)現車(chē)用乙醇汽國禁用MTBE的趨勢必將對國內MBE的生產(chǎn)油替代其他汽油。隨著(zhù)十一五”期間國內車(chē)用和應用前景帶來(lái)消極的影響。美國走了20年乙醇汽油消耗量和推廣應用范圍的逐步擴大國MTBE的彎路之后現在又回過(guò)頭來(lái)再走乙醇代內MTBE的生產(chǎn)及應用預計將呈逐年下降的趨替MTBE的路子其經(jīng)驗教訓可幫助我們更正確勢。a Tentative Discussion on substituting fuel ethanol for mtbe in usau JInChina Oilfield Service Company Limited, Beijing 100010)ABSTRACTDue to the pollution problem of MTBE, and the continuous uprising of international oil price, biologicalfuel ethanol has caused increasing attention of USA public. As biological fuel ethanol has similar features withMTBE like high octane number good octane number blending effect, and high oxygen content up to 34. 7%0,it has the feasibility of substituting MTBE in technological and economic considerations. USA greatly popularizes the using of biological fuel ethanol to substitute MTBE. In view of the trend of prohibition of mTBE inUSA this paper raised proposals for production and application prospect of domestic MTBEKeywords USA, fuel ethanol, substitute MTBE東亞乙烯生產(chǎn)商采用丁烷替代部分裂解原料由于石腦油價(jià)格高于丁烷,因此許多亞洲乙月日本石腦油期貨到岸價(jià)為619.75~621.50美烯生產(chǎn)商采用丁烷替代石腦油作為裂解原料。在元/t,而丁烷僅為506~508美元/t,約為前者的典型情況下,約10%的石腦油裂解原料可用丁烷82%,從而為乙烯生產(chǎn)商節省成本8%~9%。因取代。如果原油價(jià)格仍維持高位,這一趨勢將持此這一時(shí)期丁烷需求量大幅增長(cháng)。東亞地區丁烷續下去。丙烷也可用作石腦油裂解裝置的替代原需求主要來(lái)自日本、韓國等。相比而言,石腦油裂料,但由于東亞地區裂解裝置的特殊構造,使用丁解中國煤化工13%丙烯,丁烷裂解產(chǎn)烷替代物更為普遍。CNMHG%兩烯,而丁烯和汽油一般而言,當丁烷價(jià)格為石腦油價(jià)格的90%收牧。時(shí),用丁烷替代石腦油就有利可圖。2005年9月(楊學(xué)萍摘自美 Platts Petrochemical Report,日本丁烷到岸價(jià)為石腦油價(jià)格的90%,2006年42006,25(17)5)