汽油添加剂---高辛烷值组分合成
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目前,车用汽油质量的主要问题是,烯烃含量 和硫含量较高。 • 新国标汽油出台的目的是为了环保,因此对其 中可能造成环境污染的指标都进行了更加严格的 限制,比如限制烯烃、芳烃含量,降低含硫量( 降低含硫量就要加氢,这样就会导致辛烷值进一 步降低),这些手段都会降低汽油的辛烷值,而 目前我国其他类型的抗爆剂(工业异辛烷、乙醇 等)供应还比较少,为了缓解这种局面,因此国 标适当降低了对汽油辛烷值的要求。
汽油添加剂—高辛烷值组分的生产
• 汽油标号(辛烷值)代表的是抗爆性,标号越大 表示抗爆震能力越好,燃烧越平稳,跟汽油本身 的品质没有关系。
• 辛烷值只是用来衡量汽油抗爆性的指标。 • 95#是否燃烧值比92#高?如果95#是在92#基础上 增加烯烃、芳烃得到的,那么燃烧值可能会增高 ,因为烯烃、芳烃含碳量都比较多,燃烧值可能 会有增高。如果95#是在92#基础上添加乙醇得到 的,那么燃烧值会有降低,因为乙醇含氧量高。 • 95#和92#相比哪一个积碳少?烯烃芳烃含量多的 ,积碳就会相应增多。乙醇多的,积碳就会相应 减少。
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• 但是,目前困难的就是异辛烷的大规模生产。国 内到目前为止,只有浙江海越、湖北天源、山东 桦超、广西天恒等少数几家企业上马或者正在上 马异辛烷装置,而且总产能不过几十万吨,远远 不能满足需要。供应量不足,成本就降不下来。
乙醇汽油
用乙醇汽油作为一种清洁燃料,具有以下优点: • 1、辛烷值高,抗爆性好。 • 2、车用乙醇汽油的使用可有效的降低汽车尾气排 放,改善能源结构。国内研究表明,乙醇汽油比 纯车用无铅汽油碳烃排量下降16.2%,一氧化Biblioteka Baidu排 量下降30%。 • 3、燃料乙醇的生产资源丰富,技术成熟。
未来怎么办? • 环保很重要,但是大家个人的钱包也很重要 。未来,我们要找到更加洁净高效的抗爆剂。目 前看,异辛烷就是一种很好的抗爆剂。首先它干 净,不像甲基叔丁醚一样有污染,同时比乙醇的 脂溶性更好、和汽油的混合性更好(因为它本来 就是汽油成分的一种!),再就是燃烧值比乙醇 高,是目前为止最理想的抗爆剂(衡量抗爆性的 指标,用的就是人家的名字呀!)。
• 异构化是提高汽油辛烷值最便宜的方法之一,可
使轻直馏石脑油(C5/6)中的直链烷烃转化为支 链烷烃,从而提高汽油辛烷值10%~22%。
• MTBE是开发和应用最早的醚类辛烷值改进剂。 在欧美国家被禁用。 • 在美国MTBE被禁用的理由是因油品泄露而导致 地 下水污染,由于MTBE极易溶解于水,不易被土壤 颗粒吸附,即使在很低浓度时 也会导致水质恶臭, 不易从水中挥发和降解。美国环保局发现,其对 人体粘膜和呼吸道有刺激作用,对肾和肝有伤害 。
• 甲基叔丁基醚(MTBE)是开发和应用最早的醚类辛烷值改进 剂。自1979年美国环保局批准将MTBE作为无铅汽油添加 剂使用以来,它在美国已广泛用于调和汽油中。普遍使用 的是MTBE(甲基叔丁基醚),由于它的生产难度大,包 括我国在内的许多国家都是依赖进口。科学研究发现了 MTBE的缺点:它不易分解,对地下水有一定污染;它有 少量气味,使驾驶者不舒服,可引起恶心、眼睛疼、出现 疱疹等反应。美国已通过一项“清洁燃料法案”,几年内 禁用MTBE。。
MTBE生产工艺
• 1、醚化反应
• 2、催化蒸馏
• 3、甲醇萃取及回收
• 1、醚化反应
• 主反应:混合C4中异丁烯与甲醇在催化剂作用下 发生反应生成MTBE。 • 副反应:(1)异丁烯水合生产叔丁醇(TBA)
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(2)异丁烯二聚生产二异丁烯(DIB)
(3)甲醇脱水生成二甲醚(DME)
2、 催化蒸馏
提高汽油辛烷值的途径
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MTBE
甲基叔丁基醚(简称MTBE)
作用:作为汽油高辛烷值添加剂
MTBE生产原料
碳四(C4):催化裂化装置生产的液化气,经气分
装置得到的C4组分。 甲醇:外购 催化剂:酸性离子交换树脂。
• 催化重整主要是提高汽油中的芳烃和异构烷烃的
量来提高汽油辛烷值,其中芳烃对提高辛烷值的
贡献更大,通过重整来提高汽油辛烷值的不利方
面是芳烃含量及苯含量升高。
• 烷基化汽油是用LPG中的异丁烷与丁烯-1、丁烯-2
、异丁烯反应生成异辛烷,所以烷基化汽油组分 全是异辛烷,它辛烷值高、敏感度好、蒸气压低 、沸点范围宽,不含芳烃、硫和烯烃的饱和烃, 是理想的高辛烷值清洁汽油组分。
反应与精馏在同一个塔内进行。未反应的甲醇、 C4一边反应一边分离。塔顶分出甲醇-C4共沸物, 塔底得MTBE。 3、甲醇萃取及回收 利用C4和甲醇在水中溶解度的不同,用水做萃 取剂,将甲醇和C4分离,再用精馏的方法分离甲醇 与水。
烷基化过程
• 烷基化是指烯烃与烷烃的化学加成反应。
主要反应:在无水氯化铝、硫酸、氢氟酸或固体超 强酸等酸性催化剂的作用下,异构丁烷与丁烯合 成高辛烷值的异构烷烃
• 烷基化是非常好的提升汽油辛烷值的工艺,高辛烷
值、低硫汽油是很好的调和组分,效益自然要高。 所以目前的火爆是可窥一斑的。再加上新的环保措 施的要求、烯烃和芳烃的限制,因此是比较理想的 工艺。缺点就是需要使用硫酸或者氢氟酸工艺,环 保和职业健康方面的压力比较大。
异构化
几种提高辛烷值的方法的比较:
其他合成非金属材料产生轻微的腐蚀,溶涨,软
化或龟裂作用。
• 5、乙醇易吸水,车用乙醇汽油的含水量超过标准
指标后,容易发生液相分离。
主要反应
异辛烷
主要汽油调和组分性质对比
在传统液体酸异丁烷烷基化工艺中,可以按所用催 化剂分为硫酸烷基化工艺和氢氟酸烷基化工艺。 硫酸法工艺废酸排放量大,环境污染严重;氢氟酸 是易挥发的剧毒化学品,一旦泄漏将会给生产环境和 周围生态环境造成严重危害。两种工艺都存在生产设 备腐蚀等问题。由于腐蚀和环保问题,寻求一种固体 酸催化剂生产烷基化油就成了炼油工业的热门课题。
乙醇汽油的缺点:
• 1、乙醇的热值是常规车用汽油的60%。
据报道,若汽车不作任何改动就使用含乙醇10%
的混合汽油时,发动机的油耗会增加5%。
• 2、乙醇的汽化潜热大。
影响混合气的形成及燃烧速度,不利于汽车的加
速性。
• 3、乙醇在燃烧过程中会产生乙酸,对汽车金属特
别是铜有腐蚀作用。
• 4、乙醇是一种优良溶剂,易对汽车的密封橡胶及