提高汽油辛烷值的方法研究

趙衛(wèi)光

摘 要：本文從工藝、油品調(diào)和、添加劑使用等方面提出了提高汽油辛烷值的方法，并做了簡單分析。

關(guān)鍵詞：辛烷值;甲醇;MTBE

0引言

汽油中辛烷值（ON）是抗爆震性能的重要指標(biāo)。按測(cè)定方法，已對(duì)辛烷值和機(jī)動(dòng)辛烷值（MON）進(jìn)行了研究。現(xiàn)在，人們經(jīng)常研究用辛烷值來標(biāo)識(shí)汽油的抗暴性能。辛烷值汽油對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量小，運(yùn)行平穩(wěn)，而在低辛烷值汽油的作用下，運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)，容易發(fā)生爆缸，嚴(yán)重?fù)p壞發(fā)動(dòng)機(jī)。近幾年來，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)的不斷創(chuàng)新，對(duì)汽油辛烷值的要求逐步提高，各大煉廠都在想方設(shè)法提高汽油辛烷值。其主要方法是采用相應(yīng)的加工工藝，加入添加劑，混合高辛烷值汽油。

1改進(jìn)工藝技術(shù)提高汽油辛烷值

1.1催化重整以及半再生床催化重整都是目前技術(shù)比較成熟的提高汽油辛烷值的解決方案，其技術(shù)路線清晰，成本相對(duì)較低，難度適中，成熟穩(wěn)定。目前很多的小型煉油廠仍采用這種工藝來實(shí)現(xiàn)辛烷值的提升。此方法采用雙金屬或多金屬催化劑。作用與再生交替進(jìn)行。一般情況下其使用的催化劑可再生5～10次，通過這種工藝進(jìn)行處理，可使汽油辛烷值提高到85-100（RON）。同時(shí)后續(xù)研究又對(duì)于催化重整方式方法提出了新的改進(jìn)方案，就是通過提高循環(huán)氫的純度，提高壓縮機(jī)的壓縮效果，可以在一定程度上避免反應(yīng)器各床層的溫度降低導(dǎo)致辛烷值提升效果不達(dá)預(yù)期的情況發(fā)生。

1.2由于連續(xù)再生重整工藝催化劑再生周期相對(duì)較長，在實(shí)際生產(chǎn)過程中由于種種原因經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)致催化劑因積炭而被迫提前退出使用。為保證催化劑的高活性值在生產(chǎn)過程之中的穩(wěn)定性，以便于芳構(gòu)化反應(yīng)條件下的操作能夠秩序可靠的按照生產(chǎn)工藝要求穩(wěn)定執(zhí)行，科研人員又提出了連續(xù)重整工藝，通過這種工藝可以有效的提高催化劑的可用時(shí)間，減少意外的發(fā)生。生產(chǎn)過程中配有再生器，通過再生器進(jìn)行反應(yīng)，可以使得催化劑的使用壽命進(jìn)行延長，這在一定程度上提高了生產(chǎn)效率，降低了綜合成本，對(duì)于企業(yè)來說是一項(xiàng)十分具有積極意義的改進(jìn)措施。

1.3通過烷基化技術(shù)，以濃硫酸作催化劑，在8～12℃低溫下反應(yīng)分離煉廠氣中的混合 C組分，得到相應(yīng)的高辛烷值基礎(chǔ)油，這種基礎(chǔ)油可以應(yīng)用在大量的工業(yè)場(chǎng)景之中，是一種十分重要的工業(yè)原材料。通過使用固體酸催化劑進(jìn)行催化反應(yīng)。反應(yīng)溫度為10-40℃，異丁烷和烯烴的比值為6-15。

1.4通過低溫芳構(gòu)化反應(yīng)提高辛烷值。有學(xué)者研究了混合 C組分低溫芳構(gòu)化合成高辛烷值汽油組分。結(jié)果表明， LTA催化劑對(duì) C烴具有相對(duì)而言更加優(yōu)秀的低溫芳烴性能。因其具有良好的化學(xué)反應(yīng)性能，該物質(zhì)被大量的應(yīng)用與各類化工生產(chǎn)環(huán)節(jié)之中，尤其在是由化工領(lǐng)域的應(yīng)用更是十分的普遍，在用于生成高辛烷值汽油方面，效果十分顯著。提高反應(yīng)溫度和降低空速是兩種十分常見的，被證明為行之有效的提高高辛烷值汽油組分占比的解決方案，大量的工廠都使用上述兩種技術(shù)來提高汽油的辛烷值。

1.5通過向汽油中增加 FCC汽油辛烷值。提高 FCC原料的殘?jiān)?，可顯著提高原料中芳烴含量。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研究分析，在多種方案之中，超穩(wěn)定 Y型沸石催化劑的催化效果最好，其穩(wěn)定性也相對(duì)較高，是一種綜合性能最有的解決方案，可以有效的提高 FCC汽油辛烷值。

2高辛烷值汽油的混合和添加

在精煉過程中，通過直接烷基化或間接烷基化反應(yīng)得到的烷基化油，添加到煉廠氣精制得到的烷基化油中，異辛烷含量特別高，不含烯烴，具有良好的穩(wěn)定性、低餾程和良好的蒸發(fā)性能。用直餾石腦油和凝析油異構(gòu)化得到的異構(gòu)油，這種中間產(chǎn)品具有十分優(yōu)異的性能，是一種十分重要的化工原材料，其自身存在諸多優(yōu)點(diǎn)，有著十分廣闊的應(yīng)用前景。這也是一種很好的汽油調(diào)和成分，可以有效的增加汽油中的辛烷值含量。

3加辛烷值改進(jìn)劑

3.1醇改劑甲醇可改善汽油質(zhì)量，使汽油在不改變其影響因素的情況下得到充分燃燒，并可在一定的程度上減少汽車有害氣體的排放量，從而保護(hù)大氣環(huán)境，這在我國不斷提升汽車排放環(huán)保等級(jí)的大環(huán)境下是十分有意義的。據(jù)介紹，甲醇的辛烷值超過110，是一種十分理想的汽油辛烷值提升用添加劑，其提升效果十分明顯。在同汽油中混溶后，甲醇汽油的辛烷值可以增加3-5個(gè)單位。通常添加5%～30%的甲醇。可以得出15%的混合量，即M15甲醇汽油（量）?？贡鹦阅芰己?，隨著甲醇用量的增加， RON升高，對(duì) MON影響不大。酒精具有較高的辛烷值，也是一種十分優(yōu)秀的汽油添加劑，其廣泛存在于化工生產(chǎn)領(lǐng)域之中，是一種十分常見的添加劑。可以將油品辛烷值提高2～3。添加10%的乙醇可以使汽油中的混合物已經(jīng)在我國多個(gè)省份進(jìn)行推廣使用，效果良好。但醇類增進(jìn)劑還存在一系列問題，有待時(shí)間的檢驗(yàn)與技術(shù)的提升。相分離是指在汽油中添加了其他添加劑。對(duì)于金屬元件和燃油泵，甲醇有一定的腐蝕作用，并對(duì)橡膠有一定的膨脹作用。甲醇和乙醇具有較高的蒸汽壓。必須解決這些問題來改善醇。

3.2添加乙醚辛烷值改進(jìn)劑。用大孔陽離子磺酸樹脂催化劑催化從煉廠氣中分離得到的甲基叔丁基醚（MTBE），將異丁烯和甲醇加入到汽油中，可以降低汽油餾程，降低辛烷值。石油量會(huì)增加。MTBE已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)污染地下水，這在一定程度上限制了它的使用。據(jù)分析，和 MTBE類似，汽油中添加乙基叔丁基醚（ETBE）的做法與汽油中添加乙醇的做法是相同的。增加辛烷值的效果優(yōu)于 MTBE，并可用作助溶劑。ETBE沸點(diǎn)較高，不與烴類形成共沸物。這樣就消除了發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)的氣鎖現(xiàn)象，減少了蒸發(fā)損失。所以它具有巨大的市場(chǎng)潛力。作為汽油中的辛烷值改進(jìn)劑的醚有甲基叔戊基醚和二異丙醚。

4結(jié)論和建議

探討了提高汽油辛烷值的幾種方法。技術(shù)方面，盡管許多煉廠仍采用固定床催化重整工藝，但已有連續(xù)重整、異構(gòu)化、催化裂化等工藝的改進(jìn)，已成為發(fā)展趨勢(shì)。在調(diào)質(zhì)上，高辛烷值連續(xù)重整汽油及異構(gòu)油符合市場(chǎng)需求。， MTBE等一系列醚類添加劑目前占有一定的市場(chǎng)。隨著我國環(huán)保政策的不斷推進(jìn)實(shí)施，市場(chǎng)前景將更加廣闊。總之，我國的生產(chǎn)技術(shù)和添加劑研究與國外相比還有很大差距，需要加強(qiáng)工藝創(chuàng)新，開發(fā)新型添加劑滿足市場(chǎng)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 程清明. 提高汽油辛烷值方法及措施[J].? 2021（2015-5）：128-129.

[2] 徐志成， 劉博， 徐品德，等. CGP-C催化劑提高汽油辛烷值的工業(yè)應(yīng)用[J]. 工業(yè)催化， 2019， 27（007）：69-72.