不同組分對汽油辛烷值的影響

司延龍 郜佳（中國石油蘭州石化公司煉油廠，甘肅 蘭州 730060）

不同組分對汽油辛烷值的影響

司延龍 郜佳（中國石油蘭州石化公司煉油廠，甘肅 蘭州 730060）

辛烷值對于汽油來說是至關(guān)重要的物理參數(shù)，它代表了汽油的產(chǎn)品質(zhì)量。輕汽油醚化生產(chǎn)混合醚工藝可以將催化裂化的輕汽油中的活性烯烴轉(zhuǎn)化為叔烷基醚，不但降低了汽油中的烯烴含量，還可以提高汽油的辛烷值和氧含量，并且同時可降低汽油的蒸汽壓。汽油醚化裝置能夠有效的改變現(xiàn)有我國汽油的產(chǎn)品質(zhì)量，其中產(chǎn)品中摻入的MTBE能夠大大提升汽油的辛烷值，而TAME則能改變汽油對大氣的光化學(xué)穩(wěn)定性。

辛烷值；汽油醚化；MTBE；TAME

1 工藝原理

蘭州石化汽油醚化裝置是以催化裂化汽油中輕汽油為原料，以初餾點為75℃餾分的叔戊烯、叔己烯和叔庚烯為主要烯烴，在酸性樹脂催化劑的存在下與甲醇進(jìn)行醚化反應(yīng)，生成相應(yīng)的甲基叔丁基醚（MTBE）、甲基叔戊基醚（TAME）、甲基叔己基醚（THxME）、甲基叔庚基醚(THeME),從而得到辛烷值較高而蒸汽壓較低的醚化汽油，又稱醇醚汽油。

醇醚汽油主要是指甲醇汽油，是一種新型可替代普通汽油的產(chǎn)品，它能夠有效的降低對大氣的污染，同時也降低了國家對能源的進(jìn)口，有著極好的經(jīng)濟效益。

甲醇的研究法辛烷值為112，馬達(dá)法辛烷值為106，由于甲醇的辛烷值很高，所以用汽油與甲醇發(fā)生化合反應(yīng)，產(chǎn)生的MT?BE（甲基叔丁基醚）與TAME（甲基叔戊基醚）亦可以有效的提高汽油的抗暴性。

清潔環(huán)保醇醚分子中含有助燃的氧，甲醇的分子量小，只含有一個炭，氧分子的含量高達(dá)50%，燃燒充分速度快，能稀薄燃燒、效率高，燃燒后主要形成H2O和CO2，燃燒時需要的空氣量少，故而進(jìn)入的惰性氮氣也少，排放的氮氧化合物遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于普通汽油。

1.1 MTBE與TAME

表1 MTBE、TAME和汽油的部分理化性質(zhì)比較

作為高辛烷值汽油調(diào)和組分的醚類含氧化合物中，我們主要使用的是甲基叔丁基醚，即MTBE，它也如今成為全世界使用最廣泛的調(diào)和劑，它也能有效的提高汽油的調(diào)和辛烷值。所謂的調(diào)和辛烷值：

從公式中我們可以得到，調(diào)和辛烷值用來表示MTBE加到基礎(chǔ)汽油中的調(diào)和效果。如果MTBE的調(diào)和辛烷值達(dá)到或者高于MTBE的凈辛烷值，則表示它具有良好的調(diào)和效應(yīng)。

TAME的辛烷值雖略低于MTBE，但TAME可減少汽油中與大氣光化學(xué)活性高的C5烯烴。

我國的汽油以催化裂化汽油（FCC）為主，大約占汽油總量的3/4，其余為烷基化汽油，寬餾分重整汽油等。

MTBE對單一組分的汽油均具有良好的調(diào)和效應(yīng)。隨著MTBE在汽油中的摻入量，一開始辛烷值會隨著摻入量的增加而上升，但是達(dá)到摻入量的5%左右后，辛烷值又會隨著摻入量不斷增加而開始下降。

1.2 汽油醚化的辛烷值

叔烯烴與甲醇的反應(yīng)是親電加成的反應(yīng)過程，在不對稱的不飽和烴中，形成雙鍵的電子移向含氫較多的C原子，在酸性催化劑的作用下，首先叔碳烯烴作為質(zhì)子接受化反應(yīng)，形成活性中間體碳正離子，所以形成的碳正離子迅速與親核試劑甲醇的負(fù)電荷部分結(jié)合，而甲醇的正電荷部分H+則與雙鍵上含氫較多的碳原子結(jié)合，從而生成了較穩(wěn)定的醚。

隨著該汽油醚化裝置的安全、穩(wěn)定、合格生產(chǎn)，連續(xù)記錄了1個月的醚化裝置反應(yīng)器的輕汽油原料與甲醇混合反應(yīng)，在第一醚化反應(yīng)器、第二醚化反應(yīng)器中的MTBE、TAME、甲醇與水的數(shù)據(jù)后制圖，可以得到：

該汽油醚化裝置對輕汽油原料中，通過甲醇與輕汽油的親電加成反應(yīng)后，給輕汽油原料中摻入了質(zhì)量分?jǐn)?shù)大約2—4%的MTBE，TAME大約占質(zhì)量的15—17%。通過該裝置的親電加成反應(yīng)，產(chǎn)品中摻入的MTBE與TAME含量均符合實驗所得的數(shù)據(jù)。

輕汽油原料的辛烷值約94.3，醚化反應(yīng)后得到的醚化產(chǎn)物辛烷值提升至99.8左右，MTBE對輕汽油的辛烷值調(diào)和效果顯著，未達(dá)到實驗效果應(yīng)該是反應(yīng)速率過快、催化劑的接觸不充分等原因影響。3—5%的低醇醚化汽油可以大大提高汽油的調(diào)和辛烷值（實驗計算的結(jié)果未114.63），而TAME的含量也能提高汽油產(chǎn)品的質(zhì)量，減少了汽油與大氣中光化學(xué)中汽油的穩(wěn)定性。

2 結(jié)語

由本文可知，將催化裂化輕汽油中的活性烯烴與甲醇反應(yīng)合成相應(yīng)的醚類（MTBE與TAME），可以顯著的降低催化裂化輕汽油中烯烴的含量，同時可以提高汽油的調(diào)和辛烷值，降低汽油的蒸汽壓。催化裂化輕汽油醚化工藝是改善汽油品質(zhì)的主要手段。