烷基化油市场分析

烷基化油市场分析

一、什么是烷基化油

烷基化油是一种重要的汽油组分，其成分是以异辛烷为主的C8异构烷烃，纯度高的烷基化油也可以称为异辛烷。炼油工业的烷基化一般是异丁烷在强酸性催化剂存在下与C3~C5烯烃发生反应生成烷基化油的过程。自从1938年世界上烷基化工艺首次实现工业化以来，烷基化油已成为炼油厂产品组成中重要的调合组分。

通常所说的汽油标号（即辛烷值），是指汽油的抗爆性指标。“辛烷值”就是以异辛烷命名的，异辛烷的辛烷值规定为100。而实际上，由于烷基化油含有一部分异辛烷之外的C8异构烷烃，其辛烷值在93-97期间。

烷基化：利用加成或置换反应将烷基引入有机物分子中的反应过程。

二、烷基化油的生产工艺

图1：烷基化主反应

烷基化油的生产工艺原理见图1。根据所使用催化剂的不同，大体上可以分为硫酸法和氢氟酸法。全球48%的烷基化产能采用硫酸法，52%采用氢氟酸法。美国的烷基化装置产能中，硫酸法和氢氟酸法基本平分天下。欧洲的烷基化装置产能中，约80%采用氢氟酸法，20%采用硫酸法。国内老装置氢氟酸法居多，仅中石油抚顺、中海油惠州、西太平洋石油石化的装置采用硫酸法，近两年兴

起的地炼新装置则主要是硫酸法。

由于氢氟酸排放存在较严重的环境和健康威胁，在美国建设新的氢氟酸法烷基化产能几乎不可能。因此，大多数新建的烷基化装置使用硫酸催化剂。

国内烷基化装置主要引进杜邦Stratco 硫酸法技术和菲利普斯的氢氟酸法

技术。近两年，国内地炼新建烷基化装置多采用国内消化的杜邦Stratco 技术。

但不管采用硫酸还是氢氟酸类液体酸做为催化剂合成烷基化油，均存在腐蚀、有毒和废液回收等环保问题，因此研究开发环境友好的固体酸烷基化工艺一直是其烷基化油热点研究方向。固体酸烷基化工艺具有以下优点：消除了使用腐蚀性液体酸带来的安全问题；副产物酸溶油的生成减至最低限度；反应器不需制冷, 也无需相应的合金材料；对进料C4烯烃组成变化的敏感性降低, 并允许含有较多杂质的进料；维修费用和投资降低。固体酸催化剂在很多方面优于液体酸催化剂, 是现有液体酸装置改造或者脱瓶颈的选择之一。固体酸烷基化催化剂研究已历时多年, 出现了大批催化剂、催化剂载体和工艺的专利, 主要有FBA、AlkyClean、Alkylene工艺等。

三、烷基化油的用途及优势分析

烷基化油的辛烷值显著高于催化裂化组分，略高于重整汽油组分，且低硫，不含烯烃、芳烃，不含氧，作为调油组分时，不受烯烃、芳烃、氧含量限制。汽油中调入烷基化油后可起到以下作用：1）提高汽油辛烷值,填补了由于不加铅所造成的辛烷值空缺；2）稀释了FCC汽油（催化裂化汽油）组分中的烯烃和S、N等有害杂质，使其含量达标或接近达标；3）对重整汽油组分中的芳烃包括苯含量也有稀释作用。因此，烷基化油（或异辛烷）是一种近乎完美的汽油组分。

MTBE:即甲基叔丁基醚，其辛烷值高达115，是一种高辛烷值汽油添加剂。MTBE与汽油可以任意比例互溶而不发生分层现象，与汽油组分调和时，有良好

的调和效应，调和辛烷值高于其净辛烷值。MTBE含氧量相对较高，能够显著改

善汽车尾气排放。前期做为前四乙基铅的替代产品，在我国及世界范围内应用

广泛。但是MTBE具有一定的毒性，20世纪80年代末开始研究其毒性。研究发现，它易于与水融合，可渗入土壤，破坏地下水质。鉴于MTBE对水质的污染，美国大部分地区及澳大利亚已经禁用MTBE，预计未来全球MTBE需求将持续下降。

四、国际烷基化油市场情况

全球炼油能力从1996年的76.07百万桶/天增加到2011年的88.96百万桶/天，复合年均增长率1.0%。而全世界烷基化能力从1996年的1.66百万桶/天

增加到2011年的2.10百万桶/天，复合年均增长率1.5%。（一桶原油体积159

公升，重量在128公斤-142公斤）

2012年，世界上65%的烷基化产能分布在北美。亚洲和欧洲分别占15%和14%。世界烷基化能力最大的国家是美国，2012年其达到1.15百万桶/天，占世界烷基化总能力的55%。从烷基化能力占原油加工能力的比例来看，北美占比最高，2012年达到6.2%；欧洲烷基化能力占其原油加工能力比重为1.2%；亚洲为1.0%；中国仅为0.56%。

图2：全球原油炼化产能表

图3：全球烷基化产能表

五、国内烷基化装置区域分布及市场现状

截至2015年6月，国内烷基化油总产能约1290万吨，设备开工率约40%。2013年烷基化油总产能339万吨，,2014年烷基化油产能1000万吨（见图4）。

图4：近几年国内烷基化油产能

国内烷基化油装置主要集中在山东，其占比达到50%，其次是华北及沿江地区，各占14%和13%。而西北地区仅占9%，分布在宁夏、甘肃及陕西，新疆地区目前还没有烷基化油装置投产（详见图5与表一）。

目前国内最大的烷基化油装置为海越股份所建，装置规模60万吨/年，采用的技术为鲁姆斯CDAlky 工艺，目前已投产运行。

图5：截至2015年6月国内烷基化油装置产能分布

表一：国内已投产烷基化油装置统计表

目前，山东地区烷基化油价格约5000元/吨。受原油价格在14年底断崖式下跌的影响，做为调油组分的烷基化油价格亦随之大幅下跌，价格自13年8500元/吨下跌至目前的约5000元/吨（山东地区烷基化油价格走势见图6）。

图6：山东地区烷基化油市场走势图

图7：2013-2015年我国汽油表观消费量

2012年我国汽油表观消费量8684.25万吨；2013年9364.576万吨；2014年增长至1.04亿吨。汽油消费量近三年逐年增长，未来随着我国汽车保有量的进一步增长，汽油消费量或将更进一步增长（存在新能源汽车的不确定影响因素）， 2015年1-5月汽油表观消费量4694.5，同比增长10.6%，据此预测，2015年我国汽油表观消费量将达1.15亿吨。目前北美地区烷基化油占汽油消费总量已超过15%，考虑到我国汽油国标起步晚，油品升级不可一蹴而就，按对半7.5%的需求计算，需要烷基化油863万吨。目前我国烷基化油年产能约500万吨，即汽油中烷基化油实际占比仅4.35，还远远低于发达国家烷基化油。