汽油調和組分油性質及優化

周奔，關大昕，劉廣彬，王會成

（中國石油遼陽石化分公司，遼寧 遼陽 111003）

隨著人們生活水平的不斷提高，對汽車需求也越來越高，截至2021年9月，全國機動車保有量達3.90 億輛，其中汽車2.97 億輛，汽油汽車還是占汽車比例最大的。2021年全年汽油消費量1.49 億t，比2020年增長5.4%，汽油市場需求旺盛。同時國家也制定了新的汽油國VI 標準，分為“國VIa”和“國VIb”兩個階段，并分別于2020年和2023年在全國統一實施。

國VI 汽油具備以下特點：嚴格烯烴含量限值，由24%降至國VIa 階段18%、b 階段15%；嚴格芳烴含量限值，由40%降至35%；嚴格苯含量限值，由1%下降至0.8%，嚴于歐盟1%的標準；嚴格汽油餾程50%蒸發溫度限值，由120 ℃降至110 ℃[1-2]。

汽油是一種以石油為原料，通過常減壓、催化裂化、汽油加氫-醚化、重整抽提等裝置加工出來的烴類混合液體，是一種可用在內燃汽車的燃料，其餾程為30～220 ℃，主要成分為C5～C12的脂肪烴、環烷烴及一定量芳香烴。汽油調和組分包括精制重汽油、醚化輕汽油、烷基化油、MTBE、重整汽油、甲苯、抽余油、加氫裂化輕石腦油、重整戊烷油等。汽油調和組分油的性質與上游裝置加工的原料性質以及其加工工藝有關，同時汽油的比例配方也需要根據各調和組分性質以及在汽油池中比例進行具體優化調整，實現調和汽油既滿足國VI 標準要求，又滿足上游裝置加工產品產量的消耗需求[3]。

1 主要組分及其性質

中國石油遼陽石化公司（簡稱遼陽石化）原油加工能力為900 萬t·a-1，汽油生產配套裝置為催化裂化裝置、汽油加氫-醚化裝置、烷基化裝置、MTBE 裝置、重整抽提等裝置。汽油調和組分包括精制重汽油、醚化輕汽油、烷基化油、MTBE、重整汽油、甲苯、抽余油、加氫裂化輕石腦油、重整戊烷油，汽油產品滿足國VI 標準要求。遼陽石化汽油在線調和采用霍尼韋爾在線調和優化控制技術，主要生產92#車用汽油、95#車用汽油及92#乙醇汽油組分，年調和能力260.3 萬t，分別年調合95#成品汽油125.55 萬t、92#成品汽油109.75 萬t 及92#乙醇汽油組分25 萬t。汽油的主要組分如下。

烷基化油：烷基化油是理想的汽油調和組分，烷基化油所含的大多為支鏈烷烴，不含芳烴、硫和烯烴，是清潔環保的汽油高辛烷值調和組分。隨著環保法規對汽油中烯烴、芳烴、硫含量等限制的日益嚴格，烷基化油的重要性日顯突出。烷基化油是以煉廠氣中異丁烷和烯烴（n-丁烯、i-丁烯及碳數更高的烯烴）為原料，在酸催化劑的作用下通過烷基化反應而生成的異構烷烴（C7、C8或更高碳數的異構烷烴）的混合物[4-5]。

MTBE：為高辛烷值油品，用于調和生產高標號汽油。利用氣體分餾裝置生產的混合C4餾分中的異丁烯組分和外購甲醇為原料，以大孔徑強酸性陽離子交換樹脂為催化劑，反應生成MTBE。

醚化輕汽油、精制重汽油：它們是汽油組分中占比較大的組分，催化裂化裝置產的全餾分催化汽油和氫氣在催化劑的作用下先進行選擇性加氫，然后分割為輕汽油和重汽油組分，輕汽油進行醚化，重汽油送至加氫脫硫部分進行深度脫硫，得到符合國Ⅵ標準的醚化輕汽油和加氫脫硫重汽油產品。

重整汽油、抽余油、甲苯：它們是汽油組分中的重要組分，常減壓裝置來的直餾石腦油和渣油加氫裝置來的加氫石腦油經加氫處理和拔頭后，精制石腦油與加氫裂化重石腦油混合作為重整裝置進料。連續重整裝置采用UOP 超低壓連續重整工藝及R-334 催化劑來生產重整汽油（C9、C10）高辛烷值汽油調和組分、戊烷油等，同時生產抽提原料，通過芳烴抽提蒸餾裝置，采用UOP 芳烴抽提蒸餾工藝技術將抽提原料中的C6、C7芳烴和非芳烴進行分離，產品抽余油（C6、C7非芳烴）作為汽油調和組分，抽出油（C6、C7混合芳烴）進入苯、甲苯分離單元，通過精餾分離出甲苯。

加氫裂化輕石腦油：常減壓裝置生產的蠟油進入加氫裂化裝置，通過裂化反應、分餾等工藝得到優質汽油調和組分加氫裂化輕石腦油[6-12]。

2 汽油調和指標與對比

由于汽油調和就是將不同種汽油組分油按照一定的比例配方進行均勻混合的一個過程，既要符合汽油產品國VI 標準和市場需求，又要控制調和過程中的指標浪費，通過成本控制，來增加公司的經濟效益。

汽油有多種控制指標，如辛烷值、蒸氣壓、氧含量、硫含量、烯烴含量及芳烴含量等。為了更好地優化汽油調和產品，保證產品質量的同時，減少高附加值產品的使用量，需要對汽油調和單、產品進行數據分析。

對遼陽石化公司調和的92#、95#兩種標號的汽油進行取樣分析，結果如表1所示。與國VI 指標進行對比，計算出實際差值，并對相關組分進行調整，在保證符合國VI 指標的前提下，充分發揮各組分的優勢，不浪費其性能。調整配方后的產品如表2所示。

表1 汽油樣品1

表2 汽油樣品2

3 數據分析及優化

3.1 92#車用汽油數據分析

從表1可以看出，92#車用汽油實際分析結果與指標差值較大的前4 項分別為芳烴含量、烯烴含量、硫含量及終遛點，差值分別為-8.01、-5.92、-5.44、-7.12。其中芳烴含量較指標差距較大，可根據分析結果，在保證辛烷值、烯烴含量的前提下，增大精制重汽油和抽余油的使用量來實現向指標的靠近，或者通過降低精制重汽油的生產的苛刻度，提高精制重汽油的芳烴含量，來達到優化汽油調合的目的。

終餾點排列第二位，可適當通過提高催化汽油的干點溫度，來實現向控指標的靠近；或者通過增加汽油調和組分中精制重汽油的比例，來實現向指標的靠近。

烯烴含量差值排列第三位，在保證辛烷值達標的前提下，可以通過提高精制重汽油、醚化輕汽油的配比，來實現向指標的靠近；或者通過降低汽油加氫裝置的反應深度，來提高烯烴含量和辛烷值。

硫含量排列第四位，在保證辛烷值達標的前提下，可以通過提高精制重汽油、MTBE 和醚化輕汽油的使用量，來實現向指標的靠近。

從表2可以看出，經過對調和配方優化調整后，92#車用汽油辛烷值由過剩0.51 降低值0.39，環比降低23.5%；芳烴含量過剩值由4.05 增加至6.54，環比增加61.5%；烯烴含量過剩值由7.62 降低至4.82，環比降低36.7%；硫含量過剩值由4.67 降低至3.64，環比降低22.1%；終餾點過剩值由7.50 增加至8.40，環比增加12%。

3.2 95#車用汽油數據分析

從表1可以看出，95#車用汽油實際分析結果與指標差值較大的前4 項分別為烯烴含量、終餾點、硫含量及飽和蒸汽壓，差值分別為-7.62、-7.50、-4.67、-8.67。

烯烴含量較指標差距較大，可根據分析結果，在保證辛烷值的前提下，增大精制重汽油和醚化輕汽油的使用量來實現向指標的靠近，來達到優化汽油調和的目的。

終餾點排列第二位，可適當通過提高催化汽油的干點溫度，來實現向指標的靠近；或者通過增加汽油調和組分中精制重汽油的比例，來實現向指標的靠近。

辛烷值較內控指標差距較大，在保證各裝置平穩運行的前提下，根據各組分的辛烷值分析數據，精細調整各種組分的配比，讓辛烷值控制在95.2～95.5 范圍內。

飽和蒸氣壓較指標有一定差距，可通過增加醚化輕汽油、HC 輕石腦油和重整戊烷油3 種組分調和比例來調整飽和蒸氣壓值，保證飽和蒸汽壓接近指標。

從表2可以看出，經過對調和配方優化調整后，95#車用汽油辛烷值由過剩值由0.8 降低至0.6，環比降低25%；烯烴含量過剩值由7.62 降低至4.82，環比降低36.7%；終餾點過剩值由8.67 增加至13.4，環比增加54.55%；硫含量過剩值由4.67 降低至3.64，環比降低22.06%。

4 結 論

1）通過數據分析和優化，發現甲苯、重整汽油、MTBE、醚化輕汽油4 組分相對與其他汽油組分成本價格較高，在調和低辛烷值車用汽油時，在保證各項指標合格的前提下盡量減少甲苯、重整汽油、MTBE、醚化輕汽油的使用量，增加低成本組分油使用量，使汽油產品單位成本下降。

2）調和國VI 標準汽油的關鍵點為在烯烴、芳烴、氧含量均下降的條件下，如何保證辛烷值達標。含氧化合物一般都具有較高的辛烷值，含氧汽油組分有MTBE 和醚化輕汽油，其辛烷值分別為114 和96.2。由此可見，充分利用氧含量指標，使用MTBE和醚化輕汽油，更適合調95#或者98#汽油[13-14]。