成品油清洁化发展方向

车用汽油清洁化的发展方向

摘要:本文主要介绍了车用汽油清洁化的进程，并讨论了车用汽油中对清洁化影响较大的物质，同时也提出了相应的措施和方法。

关键词:清洁化；裂解汽油；降烯烃；脱硫

1.引言

车用汽油在人类日常生活中起着非常重要的作用，随着机动车的日益增加，产生的废气排放量也随之增加。国际卫生组织统计数据显示：大气中64%的CO、69%的NO x、33%的CO2、40%的悬浮颗粒物和80%的噪音都是由汽车交通造成的。市区交通要道三项污染物平均浓度超过了国家空气质量二级标准，已经严重污染了环境。

然而现在加工原油的高硫化、重质化趋势，使得如何生产清洁成品油，变为现代炼油企业必须解决的重大课题。2.汽油清洁化的进程

放眼过去,我国汽油经历了低标号、高标号和无铅化三个阶段,并在车用汽油环保方面取得了不小的成绩,但与发达国家相比,仍有不小的差距。目前中国正逐步进入车用汽油清洁化的阶段, 2000年起全国停止销售和使用无铅汽油, 2000年7月首先在北京、上海及广州推广使用GB 17930-1999标准车用汽油(等同于欧I排放标准)。该标准于2003年在全国范围实施,而更为严格的欧II、欧III排放标准车用汽

油将分别在2005年、2008年开始实施。

控制汽车尾气对大气的污染是保护生态环境的需要,同样也是汽车工业发展的需要。1998年6月3-5日,在比利时召开的第三届世界石油会议上，美、日及欧盟等国家和地区联合发布了《世界燃油规范》,提出了代表世界范围的汽、柴油标准,标准中将汽油按档次分为三个质量级别(2000年又增加了一个等级)。虽然《规范》对燃油的要求比较苛刻,但它的执行将惠及广大用户及相关行业的利益,特别是可向全世界的汽车制造商提供一致的燃料质量建议,其意义深远:l)减轻汽车尾气对环境的污染;2)满足用户对汽车性能的要求;3)采用每个排放控制类别的最佳燃料,最大限度地减少车辆的复杂程度,从而减少成本。

3.汽油中影响清洁化的组份

3.1 烯烃

Ramnas等用色质联用技术分析了催化裂化20-140℃汽油馏分,总烯烃约为40%,其中85%为C5-C7烯烃,大部分是直链,且a烯烃占多数,环烯烃约为25%,双烯烃占5%。汽油调合中烯烃表现出较高的辛烷值,但其抗爆敏感性较大。烯烃的特征就是含有一个由7T键与6键组成的双键,二键很弱,较低的能量即可使它断裂形成自由基,易发生化学反应。所以烯烃的稳定性较差,容易在发动机进油系统、喷嘴和汽缸内生成胶质和沉淀,导致发动机效率降低。高烯烃含量的汽油燃

烧后会增加丁二烯的排放量。丁二烯具有很强的光学反应活性,容易形成化学烟雾。有资料表明,当汽油中烯烃从20%下降至5%时,可使轻负荷车辆臭氧峰值减少13%-25%。

3.2芳烃

汽油中芳烃约98%为单环芳烃,(其中烷基苯占84%),还有2%为双环芳烃,芳烃的重要特征是辛烷值很高。汽油中芳烃含量的高低与尾气中的HC呈线性关系,提高芳烃含量,则汽车尾气中苯、二甲苯、三甲苯等毒物的排放率增加。苯有；两个在结构上相似而能量上相同的参与结构式,按照共振论解释,这两个参与结构式形成的共振杂化体特别稳定,因此

苯几乎没有光化学反应性。当苯环带有烷基侧链时,由于节基型共振,和苯环直接相连的α-H比较活泼,在NO:的诱发下易形成自由基。因此三甲苯、二甲苯等芳烃具有很强的光化学反应活性。芳烃含量越高,则燃烧时产生的热能增加,当氧充足的情况下,空气中的氮易与未燃烧的氧起反应生成NO:,即尾气中NO、也增多,芳烃还会加剧气缸的积炭。

3.3 苯

众所周知,苯在常温下易挥发,其毒性为九级,因此无论是汽油中的苯还是燃油未完全燃烧所形成的苯都应该控制。

3.4 硫

降低汽油中硫含量是环保法规的首选目标。在石油加工过程中,存在于原油中的硫化物进人各馏分油。

由硫醇所引起的氧化链反应很快,在汽油中生成大量的胶质,增加汽化器沉积物的生成。汽油中约有98%的硫燃烧转化为SO x、SO x是形成酸雨的主要原因,其余2%的硫转化成硫酸盐排放,最终成为颗粒物的一部分。硫还会诱发CO、HC、及NO x的生成。资料表明:当汽油中硫含量从450x10-6降至

50x10-6时,尾气中CO、HC、及NO x分别减少19%、18%和8%。SO x也是汽车尾气催化转换器催化剂的抑制物。

汽油标准中对代表挥发性的10%、50%、90%馏出温度以及饱和蒸汽压均有控制要求,减少汽油中轻烃含量即降低蒸汽压、控制50%及90%馏出温度在一定的范围之间可明显降低尾气中烃类排放。除此之外,汽油标准中对铅、锰、磷等含量进行限制,铅、锰、磷来自于汽油添加剂及润滑油。

4. 汽油清洁化的措施

4.1 降低汽油烯烃含量

成品汽油烯烃组分基本来自于催化汽油,降低催化组分汽油的烯烃含量就能有效降低成品汽油烯烃含量。由于催化汽油中烯烃是属于高辛烷值组分,因此降低烯烃含量也往往会造成着辛烷值损失,所以降低烯烃的同时还应结合汽油辛烷值损失、掺渣能力要求、加工成本变化等因素进行综合考虑。

选择合理的降烯烃催化剂,降低催化汽油烯烃含量通过使用降烯烃催化剂,一般可使烯烃含量下降8-12个单位。对

于不同的降烯烃催化剂品种与使用方式,对汽油辛烷值、装臵重油加工能力、催化剂使用成本等产生的影响程度也不相同。

4.1.1应用MIP-CGP工艺技术,降低重油催化装臵汽油烯烃含量

利用使烷烃组分的异构化的方法,补偿降烯烃的汽油辛烷值,达到以较小的辛烷值损失,实现降低催化汽油里烯烃含量并且起到多产丙烯的目的,是MIP-CGP工艺技术的核心。

4.2 汽油中对苯的控制

增建苯馏分抽提装臵,控制汽油苯含量，在新的清洁燃料指标中,对苯馏分也提出了更为严格的要求,而随着重整汽油调合比例的上升,苯组分含量对高规格车用清洁汽油的制约也日益显现。苯作为重要的化工资源,近期纯苯产品价格大幅上涨,提取重整汽油中的苯组分,不但可获取可观的经济效益,还可为未来清洁车用汽油苯含量控制创造条件。

4.3 降低催化汽油硫含量

汽油的各种调合组分中,像烯烃一样，汽油中的硫含量也是主要来自于催化汽油,在成品汽油中超过90%的硫含量均来自催化汽油组分。下面简述几种脱硫技术：

4.3.1 汽油加氢脱硫精制技术（HDS）

Prime-G+技术是由法国石油研究院开发的。原料首先在第一反应器中进行选择性加氢处理，此时反应条件温和，原