高辛烷值汽油组分生产技术42页PPT
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辛烷值辛烷值是表示汽油抗爆性的项目。
抗爆性是指汽油在发动机内(在汽油发动机中,燃料是靠电火花点燃而燃烧,故汽油机也可称作点燃式发动机)燃烧时防止发生爆震的能力。
爆震是汽油发动机中一种不正常的燃烧现象,爆震燃烧时,发动机会发生强烈震动,并发出金属敲击声,随即功率下降,排气管冒黑烟,耗油量增多,严重的爆震会使发动机零件毁损。
辛烷值是车用汽油使用性能的最重要的质量指标,车用汽油的牌号是按照辛烷值来划分的。
车用汽油的辛烷值与其化学组成有密切关系,正构烷烃的辛烷值最低,高度分支的异构烷烃和芳香烃辛烷值最高,环烷烃介于二者之间。
汽油的辛烷值测定方法有2种:马达法和研究法。
马达法辛烷值与发动机在高速运转条件下的抗爆性相关联,研究法辛烷值则与发动机在低速运转下的抗爆性相关联。
用研究法测定的辛烷值的数值高于用马达法测定的辛烷值的数值。
马达法辛烷值与研究法辛烷值之差称为汽油的敏感性或第三度。
马达法辛烷值和研究法辛烷值的平均值称为抗爆指数。
烷值较低的汽油(或石脑油)馏分,在高温下经过贵金属催化剂(如铂、铼、铱)将其中所含的环烷烃及烷烃经过六元环烷脱氢反应、五元环烷或直链烷烃的异构化反应、烷烃的脱氢环化反应,以及芳烃脱烷基等反应,转化为苯、甲苯、二甲苯类、乙苯类等芳烃,以提供芳烃等化工原料或生产高辛烷值汽油。
这种在重整反应过程中生成的汽油就叫重整汽油,由于其中芳烃含量高,可以作为高辛烷值汽油的调和组分。
以辛烷值来衡量,直链烷烃最差,带支链烷烃和烯烃以及芳香烃是比较理想的成分。
所以,在炼油厂里还需要设有专门生产芳香烃和带支链烷烃的装置,将它们具有高辛烷值的产物掺入汽油中去,以达到93号、97号或98号车用汽油的要求。
在生产芳香烃方面,用的是以铂为催化剂的催化重整工艺,通过它可以把环烷烃脱氢为芳香烃。
在生产带支链烷烃方面,主要用的是烷基化工艺,就是以催化裂化气体中的丙烯、丁烯及异丁烷为原料,以硫酸或氢氟酸为催化剂合成烷基化油(工业异辛烷);还可采用异构化工艺将直链烷烃转化为带支链烷烃。
《高辛烷值清洁汽油组分生产技术》听讲报告高辛烷值汽油又称高辛烷燃料。
指含有高辛烷值的烃类(如多支链烷烃和芳香烃)或加有抗震剂的汽油。
具有高的抗震性。
在汽油机中燃烧时能经受较高的压缩比而不致发生爆震,可以提高汽油机的热效率。
用作航空汽油和车用汽油。
汽车用油主要成分是C5~C12之烃类混合物。
当汽油蒸气在汽缸内燃烧时(活塞将汽油与空气混合压缩后,火星塞再点火燃烧),常因燃烧急速而发生引擎不正常燃爆现象,称为爆震(震爆)。
烃类的化学结构不同,抗震爆能力也有很大的不同。
燃烧的抗震程度以辛烷值表示,辛烷值越高表示抗震能力愈高。
其中燃烧正庚烷CH3(CH2)5CH3的震爆情形最严重,定义其辛烷值为0。
异辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)的辛烷值定义为100。
辛烷值可为负,也可以超过100。
目前提高汽油辛烷值的技术主要有催化重整技术、异构化技术、烷基化技术和添加汽油辛烷值改进剂等。
一、催化重整技术催化重整:在有催化剂作用的条件下,对汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列成新的分子结构的过程叫催化重整。
石油炼制过程之一,加热、氢压和催化剂存在的条件下,使原油蒸馏所得的轻汽油馏分(或石脑油)转变成富含芳烃的高辛烷值汽油(重整汽油),并副产液化石油气和氢气的过程。
重整汽油可直接用作汽油的调合组分,也可经芳烃抽提制取苯、甲苯和二甲苯。
副产的氢气是石油炼厂加氢装置(如加氢精制、加氢裂化)用氢的重要来源。
催化重整汽油的最大优点是它的重组分的辛烷值较高,而轻组分的辛烷值较低,这正好弥补了FCC(流化催化裂化)汽油重组分辛烷值低,轻组分辛烷值高的不足。
(1)化学反应包括以下四种主要反应:①环烷烃脱氢;②烷烃脱氢环化;③异构化;④加氢裂化。
反应①、②生成芳烃,同时产生氢气,反应是吸热的;反应③将烃分子结构重排,为一放热反应(热效应不大);反应④使大分子烷烃断裂成较轻的烷烃和低分子气体,会减少液体收率,并消耗氢,反应是放热的。
除以上反应外,还有烯烃的饱和及生焦等反应,各类反应进行的程度取决于操作条件、原料性质以及所用催化剂的类型。
第7章高辛烷值汽油组分生产一、填空题1.我国原油二次加工路线已经形成了以催化裂化为主体,延迟焦化、加氢裂化和减粘裂化等工艺为辅助的加工体系。
2.我国汽油中催化裂化汽油比例较高,达85%左右。
3.使用抗爆剂是提高汽油抗爆性最经济、最行之有效的方法之一。
4.烷基铅、铁基化合物、锰基化合物连同后来有人研究的稀土羧酸盐等统称为金属有灰类抗爆剂。
5.有机无灰类抗爆剂主要包括一些醚类、醇类、酯类等6.2000年7月1日,全国停止销售含铅汽油。
7.MMT是甲基环戊二烯三羰基锰的简称。
8.乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。
9.轻质石脑油的主要来源是重整预分馏所得小于C6的组分,一般为60℃以前的轻汽油。
10.汽油质量的发展大致可分为含铅汽油→低铅汽油→无铅汽油→清洁汽油等几个阶段。
11C1~ C4气体的混合物,并且含有少量的C5+及非烃气体。
12.我国炼厂气脱硫绝大多数采用醇胺湿法脱硫的方法。
13.液化气中的硫化物主要是硫醇,可用化学或吸附的方法予以除去。
14.烷基化反应的原料是轻烯烃和异丁烷。
15.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。
16.烷基化反应机理遵循正碳离子学说。
17.我国第一套异构化工业试验装置于2001年在湛江东兴石油有限公司建成开工,规模为180kt/a。
18.烷烃异构化过程所使用的催化剂有弗氏催化剂和双功能型催化剂两大类型。
19.弗氏催化剂主要由氯化铝、溴化铝等卤化铝和助催化剂氯化氢等卤化氢组成。
20.三氯化铝在反应温度下极易升华,而且在液体烃中有较大的溶解度,因而容易被带出反应器,在冷却器中凝固并腐蚀设备。
21.弗氏催化剂单独使用时活性低,除需同时使用氯化氢等作为助催化剂化,还需要微量的烯烃、氧等作为反应引发剂。
22.双功能催化剂是将镍、铂、钯等有加氢活性的金属担载在氧化铝、氧化硅一氧化铝、氧化铝一氧化硼或泡沸石等有固体酸性的担体上,形成酸性中心和具有加氢活性的金属中心。
1、添加MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether): 甲基叔丁基醚——加入最大量为15Vol%。
MTBE是一脂肪族醚,分子式为C5 H12 O,分子量为88.14,比重0.741(20℃),粘滞度0.27(20℃),具乙醚味。
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。
MTBE的沸点比较低,将其调入汽油后使汽油的馏程温度降低。
这一效应给生产超高辛烷值汽油的炼油厂带来了很大的经济效益。
目前普遍使用的是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。
近年来,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。
美国最近已通过一项“清洁燃料法案”,将在今后4年内禁用MTBE。
欧洲绝大多数的乙醇增长可望来自乙基叔丁基醚(ETBE)形式。
2、添加乙醇(EtOH):酒精——加入最大量为10Vol% 。
酒精学名乙醇,化学分子式C2 H6 O(CH3-CH2-OH),分子量46。
乙醇既是一种化工基本原料,又是一种新能源。
未来乙醇作为基础产业的市场方向将主要体现在三个方面:一是车用燃料,主要是乙醇汽油和乙醇柴油。
更多油品资讯油品信息调油技术请关注微信公众号油品圈ypq0910这就是我们传统所说的燃料乙醇市场。
燃料乙醇按一定比例加入汽油中,不是简单做为替代油品使用,而是一种优良的油品质量改良剂,或者说是增氧剂。
它还是汽油的高辛烷值调合组分。
乙醇无论是增氧效果还是对环保均比MTBE要好。
因此在中国一开始就没有走MTBE的路而是直接采用乙醇添加剂的生产与推广。
3、添加ETBE (Ethyl Tertiary Butyl Ether) :乙基叔丁基醚——加入最大量为17Vol%,用乙醇47%与异丁烯53%混合制成。