MTBE是異丁烯與甲醇的醚化產(chǎn)物，而異丁烯主要存在于液化氣中，為降低生產(chǎn)成本，工業(yè)上將經(jīng)過(guò)精制后的含異丁烯的C4直接與甲醇進(jìn)行催化加成反應(yīng)，反應(yīng)后分離未反應(yīng)的C4及甲醇后得到燃料級(jí)的MTBE。這類MTBE中硫含量較高，通過(guò)原料對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)在正常情況下，MTBE中的硫全部來(lái)源于原料C4。
MTBE的原料C4有不同的來(lái)源途徑，主要來(lái)自催化裂化、焦化和乙烯裝置的液化石油氣中的C4組分。乙烯裝置的液化石油氣得到的C4在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的脫硫，但來(lái)自催化裂化、焦化裝置的液化石油氣，精制脫硫后硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)通常在20ppm以上，并且經(jīng)氣體分餾脫除C3以及進(jìn)入MTBE裝置后，MTBE產(chǎn)品中的硫含量將進(jìn)一步富集（有研究表明，以脫硫后的液化石油氣生產(chǎn)MTBE全過(guò)程硫濃縮倍數(shù)為3~6倍）。MTBE產(chǎn)品中的硫化物主要來(lái)自催化裂化和焦化生產(chǎn)的C4原料。
目前，以混合C4為原料生產(chǎn)的MTBE產(chǎn)品的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化較大，通常為80~200ppm，有的高達(dá)2000~3000ppm。在執(zhí)行汽油國(guó)三標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，只要在液化氣脫硫時(shí)加強(qiáng)管理與監(jiān)控，一般可將MTBE的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在150ppm左右。但隨著國(guó)標(biāo)對(duì)于汽油硫含量的限制越來(lái)越嚴(yán)格，在執(zhí)行國(guó)四和國(guó)五排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，要求汽油硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別達(dá)到50ppm和10ppm以下，通過(guò)現(xiàn)有的深度脫硫技術(shù)，可以使汽油的硫含量達(dá)到要求，但當(dāng)前的液化氣脫硫技術(shù)很難使MTBE中的硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50ppm以下，達(dá)到10ppm以下更加困難。
雖然我國(guó)在建及擬建的MTBE裝置及產(chǎn)能較多，但是未來(lái)國(guó)內(nèi)的C4資源將越來(lái)越緊張，MTBE裝置的實(shí)際開(kāi)工率將有限。同時(shí)由于C4資源來(lái)源的多樣化，低硫C4資源將更加稀少，因而能夠滿足汽油國(guó)四及國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)的MTBE的產(chǎn)量不會(huì)太多。隨著車用汽油標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高以及硫含量的下降，對(duì)低硫MTBE生產(chǎn)技術(shù)的需求越來(lái)越迫切，低硫MTBE將受到追捧。
烷基化技術(shù)是生產(chǎn)清潔汽油的一種重要技術(shù)。異丁烷與低分子烯烴（一般可以包括C3~C5烯烴，目前使用最多的是丁烯），在強(qiáng)酸催化劑（通常是硫酸或氫氟酸）的作用下反應(yīng)生成的烷基化汽油（異辛烷為主要成分），是一種異構(gòu)烷烴混合物。它與含有大量烯烴的催化汽油和大量芳烴的重整汽油相比，具有辛烷值高、兩種辛烷值的差值小、揮發(fā)性低、不含烯烴芳烴、硫含量低等優(yōu)點(diǎn)，將其調(diào)入汽油中可以稀釋降低汽油中的烯烴、芳烴、硫等有害組分的含量，同時(shí)提高汽油的辛烷值和抗爆性能，是理想的清潔車用汽油組分。
與催化裂化汽油、重整汽油、異構(gòu)化汽油和醚化汽油相比，烷基化汽油不含芳烴和烯烴，幾乎不含硫，并且具有較高的辛烷值和較低的蒸汽壓，是一種最為理想的清潔汽油。盡管世界各國(guó)煉油行業(yè)發(fā)展水平不同、煉油裝置結(jié)構(gòu)不同以及各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平差異等造成世界各國(guó)汽油標(biāo)準(zhǔn)不盡相同，標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)間也存在很大差異，但汽油標(biāo)準(zhǔn)總體上朝著低硫、低烯烴、低芳烴方向發(fā)展，烷基化在未來(lái)的汽油質(zhì)量升級(jí)過(guò)程中將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
我國(guó)烷基化汽油占比很低。從全球范圍來(lái)看，美國(guó)的調(diào)合汽油組分中，催化裂化汽油占38%，重整汽油占24%，烷基化汽油占15%左右；汽油質(zhì)量要求最嚴(yán)格的加州，其烷基化汽油比例高達(dá)20~25%。歐盟的汽油組分雖然以重整汽油為主，但烷基化汽油比例遠(yuǎn)高于我國(guó)，約占6%左右。而我國(guó)的調(diào)合汽油組分中，催化裂化汽油高達(dá)77%左右，重整汽油占15%左右，而烷基化汽油比例僅為0.2%左右。由于硫含量和烯烴含量都較高，催化裂化汽油比重過(guò)大，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)汽油質(zhì)量升級(jí)成本高，難度大，汽油質(zhì)量升級(jí)速度放緩，新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施時(shí)間滯后，造成目前國(guó)內(nèi)汽油質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)始終落后于汽車排放標(biāo)準(zhǔn)的尷尬局面。相對(duì)于美國(guó)、歐洲等煉油產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，我國(guó)烷基化裝置數(shù)量少，規(guī)模小，汽油池中烷基化汽油比例低，對(duì)汽油產(chǎn)品性質(zhì)貢獻(xiàn)低，未來(lái)我國(guó)烷基化裝置有較大的發(fā)展空間。
表1：國(guó)內(nèi)外汽油調(diào)和組分對(duì)比（%）
國(guó)內(nèi)烷基化裝置產(chǎn)能快速增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)現(xiàn)有的烷基化裝置總產(chǎn)能為234.5萬(wàn)噸/年，其中山東省的烷基化裝置產(chǎn)能達(dá)到119萬(wàn)噸/年，占全國(guó)總產(chǎn)能的比例50.7%，未來(lái)5年內(nèi)計(jì)劃新增的烷基化裝置產(chǎn)能達(dá)到737萬(wàn)噸/年。如果以上的烷基化裝置均能按期建成投產(chǎn)，到2017年我國(guó)烷基化裝置總產(chǎn)能可能達(dá)到970萬(wàn)噸/年，較目前產(chǎn)能增加3倍有余。
圖1：國(guó)內(nèi)現(xiàn)有烷基化裝置產(chǎn)能分布（萬(wàn)噸/年）
表2：各省份烷基化裝置未來(lái)5年新增產(chǎn)能（萬(wàn)噸/年）
除了烷基化裝置以外，國(guó)內(nèi)還有大量的異構(gòu)化、醋酸仲丁酯、芳構(gòu)化、丁二烯、異丁烷脫氫等碳四深加工項(xiàng)目處于建設(shè)或規(guī)劃之中，以上碳四深加工項(xiàng)目的原料均是采用醚后碳四或異丁烷等碳四組分。根據(jù)我國(guó)碳四深加工在建項(xiàng)目測(cè)算，未來(lái)5年內(nèi)醚后碳四的需求量增量將超過(guò)2150萬(wàn)噸，而醚后碳四的產(chǎn)量增長(zhǎng)有限，僅在1000萬(wàn)噸左右，因此未來(lái)包括烷基化裝置在內(nèi)的碳四深加工項(xiàng)目原料供應(yīng)存在較大缺口，項(xiàng)目的實(shí)際開(kāi)工率有限。我們估計(jì)未來(lái)新增的烷基化裝置的實(shí)際開(kāi)工率僅在30~50%之間。考慮到現(xiàn)有裝置的開(kāi)工率，我們估計(jì)到2017年國(guó)內(nèi)烷基化汽油的產(chǎn)量在450~500萬(wàn)噸左右。
未來(lái)烷基化汽油供給或?qū)⒉蛔恪?000~2012年國(guó)內(nèi)汽油產(chǎn)量的復(fù)合增速達(dá)6.7%，2012年國(guó)內(nèi)汽油產(chǎn)量達(dá)到8975.60萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng)10.25%。假如未來(lái)國(guó)內(nèi)汽油產(chǎn)量每年保持6%的增速，那么到2017年國(guó)內(nèi)汽油產(chǎn)量將達(dá)到1.2億噸。隨著國(guó)內(nèi)成品油質(zhì)量的提升，如果到2017年國(guó)內(nèi)汽油調(diào)和組分中烷基化汽油的占比達(dá)到歐盟目前的水平（6%），那么屆時(shí)烷基化汽油的總需求量將達(dá)到約720萬(wàn)噸，超過(guò)2017年烷基化汽油的產(chǎn)量。根據(jù)以上測(cè)算，未來(lái)我國(guó)烷基化汽油的供應(yīng)可能出現(xiàn)200萬(wàn)噸以上的缺口。
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