不同组分对汽油辛烷值的影响

司延龙 郜佳（中国石油兰州石化公司炼油厂，甘肃 兰州 730060）

不同组分对汽油辛烷值的影响

司延龙 郜佳（中国石油兰州石化公司炼油厂，甘肃 兰州 730060）

辛烷值对于汽油来说是至关重要的物理参数，它代表了汽油的产品质量。轻汽油醚化生产混合醚工艺可以将催化裂化的轻汽油中的活性烯烃转化为叔烷基醚，不但降低了汽油中的烯烃含量，还可以提高汽油的辛烷值和氧含量，并且同时可降低汽油的蒸汽压。汽油醚化装置能够有效的改变现有我国汽油的产品质量，其中产品中掺入的MTBE能够大大提升汽油的辛烷值，而TAME则能改变汽油对大气的光化学稳定性。

辛烷值；汽油醚化；MTBE；TAME

1 工艺原理

兰州石化汽油醚化装置是以催化裂化汽油中轻汽油为原料，以初馏点为75℃馏分的叔戊烯、叔己烯和叔庚烯为主要烯烃，在酸性树脂催化剂的存在下与甲醇进行醚化反应，生成相应的甲基叔丁基醚（MTBE）、甲基叔戊基醚（TAME）、甲基叔己基醚（THxME）、甲基叔庚基醚(THeME),从而得到辛烷值较高而蒸汽压较低的醚化汽油，又称醇醚汽油。

醇醚汽油主要是指甲醇汽油，是一种新型可替代普通汽油的产品，它能够有效的降低对大气的污染，同时也降低了国家对能源的进口，有着极好的经济效益。

甲醇的研究法辛烷值为112，马达法辛烷值为106，由于甲醇的辛烷值很高，所以用汽油与甲醇发生化合反应，产生的MT⁃BE（甲基叔丁基醚）与TAME（甲基叔戊基醚）亦可以有效的提高汽油的抗暴性。

清洁环保醇醚分子中含有助燃的氧，甲醇的分子量小，只含有一个炭，氧分子的含量高达50%，燃烧充分速度快，能稀薄燃烧、效率高，燃烧后主要形成H2O和CO2，燃烧时需要的空气量少，故而进入的惰性氮气也少，排放的氮氧化合物远远低于普通汽油。

1.1 MTBE与TAME

表1 MTBE、TAME和汽油的部分理化性质比较

作为高辛烷值汽油调和组分的醚类含氧化合物中，我们主要使用的是甲基叔丁基醚，即MTBE，它也如今成为全世界使用最广泛的调和剂，它也能有效的提高汽油的调和辛烷值。所谓的调和辛烷值：

从公式中我们可以得到，调和辛烷值用来表示MTBE加到基础汽油中的调和效果。如果MTBE的调和辛烷值达到或者高于MTBE的净辛烷值，则表示它具有良好的调和效应。

TAME的辛烷值虽略低于MTBE，但TAME可减少汽油中与大气光化学活性高的C5烯烃。

我国的汽油以催化裂化汽油（FCC）为主，大约占汽油总量的3/4，其余为烷基化汽油，宽馏分重整汽油等。

MTBE对单一组分的汽油均具有良好的调和效应。随着MTBE在汽油中的掺入量，一开始辛烷值会随着掺入量的增加而上升，但是达到掺入量的5%左右后，辛烷值又会随着掺入量不断增加而开始下降。

1.2 汽油醚化的辛烷值

叔烯烃与甲醇的反应是亲电加成的反应过程，在不对称的不饱和烃中，形成双键的电子移向含氢较多的C原子，在酸性催化剂的作用下，首先叔碳烯烃作为质子接受化反应，形成活性中间体碳正离子，所以形成的碳正离子迅速与亲核试剂甲醇的负电荷部分结合，而甲醇的正电荷部分H+则与双键上含氢较多的碳原子结合，从而生成了较稳定的醚。

随着该汽油醚化装置的安全、稳定、合格生产，连续记录了1个月的醚化装置反应器的轻汽油原料与甲醇混合反应，在第一醚化反应器、第二醚化反应器中的MTBE、TAME、甲醇与水的数据后制图，可以得到：

该汽油醚化装置对轻汽油原料中，通过甲醇与轻汽油的亲电加成反应后，给轻汽油原料中掺入了质量分数大约2—4%的MTBE，TAME大约占质量的15—17%。通过该装置的亲电加成反应，产品中掺入的MTBE与TAME含量均符合实验所得的数据。

轻汽油原料的辛烷值约94.3，醚化反应后得到的醚化产物辛烷值提升至99.8左右，MTBE对轻汽油的辛烷值调和效果显著，未达到实验效果应该是反应速率过快、催化剂的接触不充分等原因影响。3—5%的低醇醚化汽油可以大大提高汽油的调和辛烷值（实验计算的结果未114.63），而TAME的含量也能提高汽油产品的质量，减少了汽油与大气中光化学中汽油的稳定性。

2 结语

由本文可知，将催化裂化轻汽油中的活性烯烃与甲醇反应合成相应的醚类（MTBE与TAME），可以显著的降低催化裂化轻汽油中烯烃的含量，同时可以提高汽油的调和辛烷值，降低汽油的蒸汽压。催化裂化轻汽油醚化工艺是改善汽油品质的主要手段。