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重要的物理參數，它代表了汽油的產品質量。輕汽油醚化生產混合醚工藝可以將催化裂化的輕汽油中的活性烯烴轉化為叔烷基醚，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有我國汽油的產品質量，其中產品中摻入的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穩定性。

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行醚化反應，生成相應的甲基叔丁基醚（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口，有著極好的經濟效益。

甲醇的研究法辛烷值為112，馬達法辛烷值為106，由于甲醇的辛烷值很高，所以用汽油與甲醇發生化合反應，產生的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，故而進入的惰性氮氣也少，排放的氮氧化合物遠遠低于普通汽油。

1.1 MTBE與TAME

表1 MTBE、TAME和汽油的部分理化性質比較

作為高辛烷值汽油調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和劑，它也能有效的提高汽油的調和辛烷值。所謂的調和辛烷值：

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

TAME的辛烷值雖略低于MTBE，但TAME可減少汽油中與大氣光化學活性高的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和效應。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是親電加成的反應過程，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子接受化反應，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電荷部分結合，而甲醇的正電荷部分H+則與雙鍵上含氫較多的碳原子結合，從而生成了較穩定的醚。

隨著該汽油醚化裝置的安全、穩定、合格生產，連續記錄了1個月的醚化裝置反應器的輕汽油原料與甲醇混合反應，在第一醚化反應器、第二醚化反應器中的MTBE、TAME、甲醇與水的數據后制圖，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后，給輕汽油原料中摻入了質量分數大約2—4%的MTBE，TAME大約占質量的15—17%。通過該裝置的親電加成反應，產品中摻入的MTBE與TAME含量均符合實驗所得的數據。

輕汽油原料的辛烷值約94.3，醚化反應后得到的醚化產物辛烷值提升至99.8左右，MTBE對輕汽油的辛烷值調和效果顯著，未達到實驗效果應該是反應速率過快、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和辛烷值（實驗計算的結果未114.63），而TAME的含量也能提高汽油產品的質量，減少了汽油與大氣中光化學中汽油的穩定性。

2 結語

由本文可知，將催化裂化輕汽油中的活性烯烴與甲醇反應合成相應的醚類（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的主要手段。