高辛烷值汽油添加摘要 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。 目录 隐藏1 简介2 中国高辛烷值汽油的发展历史3 技术发展趋势4 参考资料高辛烷值汽油-简介汽车用油主要成分是 C5H12C12H26 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。当某种汽油之震爆性与 90%异辛烷和 10%正庚烷之混合物之震爆性相当 时，其辛烷值定为90。如环戊烷的辛烷值为85，表示燃烧环戊烷时与燃烧85%异辛烷和 15% 正庚烷之混 合物之震爆性相当。汽油发生震爆时，由于燃烧室内之压力突然增高此压力碰击四周机件而产生类如金属的敲击 声，如果汽油一旦辛烷值过低，将使引擎内产生连续震爆现象，造成机件 伤害，连续的震 爆容易烧坏气门，活塞等机件。因此使用高辛烷值汽油就成为保护汽车发动机、提高汽车驾 驶性能的重要手段。目前常用的高辛烷值汽油有92、93、95、97、98 号无铅汽油，此类汽油含有高支链成分及 更多芳香族成分之烃类，如苯、芳香烃、硫合物等。若车辆“压 缩比”在 9.1 以下者应以 92无铅汽油为燃料；压缩比9.2至 9.8使用95无铅汽油；压缩比9.8以上或者涡轮增压引擎 车种才需要使用98 无铅汽油。下 表列出了一些物质的辛烷值。品名 辛烷值 品名 辛烷值正壬烷 -45 异辛烷 100 正辛烷 -17 甲苯 103.5 正庚烷 0 甲醇 107 正戊烷 62.5 乙醇 1082-戊烯 80 苯 115 1-丁烯 97 甲基第三丁基醚 116乙基苯 98.9高辛烷值汽油-中国高辛烷值汽油的发展历史1956 年一汽投产的“老解放”汽车用汽油机、1965年北京内燃机总厂开始生产的492 汽油机和70 年代投产的东风6100 汽油机，是 长期占据我国车用 汽油机市场的“老三样”。由于 60 年代我国供应的汽油是主要是66号汽 油，70年代开始供应70号汽油，所以三种汽油机的压缩比很低，只有6.27.2。上世纪80 年代改革开放以后，中国的汽车工业得到迅速发展。1984年北京吉普汽车有限公 司成立，开创我国汽车行业引进外资的先例。此后，上海大众、南京 依维柯、东风神龙富 康、一汽轿车等合资企业相继成立，在引进世界和大公司汽车的同时，各类轿车和客车用汽 油机也进入中国市场，打破了“老三样”的一统天 下。在车用汽油机仅有“老三样”的年代，石油炼制行业和汽车行业一直争论是先提高汽油辛烷 值还是先提高汽油机压缩比。石油行业的理由是，车用汽油机压缩比低， 没有必要提高汽 油标号；汽车行业的理由是，如果石油行业不能普遍供应高辛烷值汽油，高压缩比汽油机燃 用低辛烷值汽油，将损坏发动机并失去用户。大量引进车 型进入市场，结束了石油行业和 汽车行业的争论。因为引进车用汽油机的压缩比都比较高，促使我国车用汽油的品质和种类 都须要大幅度提高。按研究法辛烷值评定 的 90 号汽油，替换了供应多年的按马达法辛烷值 评定的70 号汽油。1991年中国颁布了中国第一个车用无铅汽油标准包括90号、93 号、95号三个牌号。与普 通汽油标准相比，除了不允许加铅外，将高标号汽油97号改为 95号，即降了2个辛烷值 单位，这是因为靠生产工艺，而不是靠加铅提高汽油辛烷值要困难得多，成本也高，这在国 外通常也是这样办的。因此，含铅汽油与无铅 汽油在相当长的一段时间内并存。2000 年中国车用汽油实行全面无铅化，在此期间淘汰沿用20 多年的 70 号汽油老标准。高 标号无铅汽油的出现可以说是这一时期车用汽油质量标准明显的提 升。这时汽油机的压缩 比开始提高，达到 8.5 左右。在这一年国家颁布实施了新的车用无铅汽油标准 GB17930 1999，与旧的标准相比，不仅提高了一 些项目指标的限值，而且增加了新的项目内容。如 硫含量指标由原先的不大于 0.15%降为 0.1%，铅、铁、锰等金属含量规定的更严了。增加 了苯含量、芳烃 含量、烯烃含量的限值指标，此外对汽油中的含氧量也做出了规定。为保 证电喷发动机能长期正常工作，新的汽油标准还要求加入有效的汽油清净剂。这一时期汽油 发动机为适应日益提高的环保要求和节能要求，发动机压缩比提高，大部分达到9.0 以上， 少数达到 10.0 以上，发动机喷射技术开始淘汰化油器技术，大多改 用电脑喷射技术。目前 市场上见到的汽油发动机都能体现这一特点，从最近中国汽油工程学会和中国环境保护协会 推荐的车型就很明显。2004年起中国将实施相当于欧洲II号法规的汽车排放标准，这仅靠汽车自身的技术水平是 不够的，严格的排放法规需要汽车技术和油品质量两者共同匹配才能实 现。我国现有的车 用汽油质量标准还有待提高。尽管目前国际上还没有真正统一的汽油质量标准，但是在我国 加入WTO后，经济全球化的形势将迫使我们向国际通用的产品标准靠拢。高辛烷值汽油-技术发展趋势目前提高汽油辛烷值的技术主要有催化重整技术、烷基化技术、异构化技术、高辛烷值裂化催化剂及助辛剂和添加汽油辛烷值改进剂等。催化重整技术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。IFP 公司介绍了其连续重整工艺两个主要新进展。设计先进的再生器技术以及与之相关的新 一代催化剂CR401。该再生技术把再生分为4个独立的阶段：预烧焦、最终烧焦、氯化更 新和焙烧。在预烧焦部分最大限度地降低导致烧焦过程中催化剂脱氯的主要因素 -水分含 量，即“干烧”。最终烧焦部分采用革新的温度和含氧量调节系统。其优点是延长催化剂寿 命、提高烧焦可靠性、改进再生器操作灵活性。该工艺花费不大于常规系统，而催化剂年消 耗减少30%70%。目前已有4套装置采用这一技术。CR401催化剂已工业化，中试结果 表明，与CR201相比，C5+汽油收率提高0.2%0.8%,产氢稳定性相当或更好，可提高产 率 0.1%0.5%，活性稍有改善，更耐磨，而且保留氯的性能明显改进。烷基化技术烷基化油具有辛烷值高、敏感度好、蒸气压低、沸点范围宽，是不含芳烃、硫和烯烃的饱和 烃，是理想的高辛烷值清洁汽油组分。目前烷基化主要有液体酸烷基化技术、固体酸烷基化 技术和拟烷基化技术。长期以来，液体酸烷基化技术一直沿用硫酸和氢氟酸作催化剂。由于腐蚀和环保问题，寻求 一种固体酸催化剂替代硫酸和氢氟酸生产烷基化油就成了炼油工业的热门课题。固体酸催化剂有杂多酸、沸石、离子交换树脂，无机氧化物上附载卤化物的固体酸等多种体 系。目前开发较成熟的固体酸烷基化技术有UOP公司的Alkylene工艺。该工艺采用特定的 固相均相催化剂。该催化剂具有优化的颗粒分布和孔径，并能保证良好的传质，对异丁烯具 有很高的烷基化活性。Topsoe公司开发的固体酸烷基化工艺采用固定床反应，所用催化剂 是在载体上吸附的液体超强酸。异构化技术异构化是提高整体汽油辛烷值最便宜的方法之一，可使轻直馏石脑油的辛烷值提高 10% 22%。正构化烷烃进行异构化取决于所用催化剂，所以近几年对异构化的研究主要集中在烷 基异构化及其催化剂的研究。C5/C6异构化技术是比较成熟的烷基异构化技术，典型的技术有UOP与壳牌合作的完全异 构化技术(TIP)，该工艺由异构化和分子筛吸附分离两部分组成。直馏C5、C6馏分，经异 构化后研究法辛烷值可从68左右提高到79，然后用分子筛吸附，将正构烃分离出来进行循 环异构，辛烷值可以提高到8889。另外，UOP还推出了多代异构化技术，如基于HS-10 分子筛催化剂的异构化、金属氧化物LPI-100催化剂的Pari2som技术和基于贵金属含氯氧 化铝 1-8 催化剂的 Penex 技术等。目前使用的异构化催化剂主要有两类。其一是无定形催化剂，使用此类催化剂时，反应温度 较低(120C150C),氢/烃比小于0.1，不需要氢气循环，但对原料需进行严格的预处理和 干燥。采用此类催化剂的有UOP公司的Penex工艺。其二是沸石类催化剂，使用此类催化 剂时，反应温度较高(230C270C),氢/烃比大于1.0，因此需要氢气循环。UOP公司的 TIP 工艺就是采用此类催化剂。高辛烷值裂化催化剂及助辛剂 催化装置催化剂的使用对于催化汽油的辛烷值有很大的影响，超稳分子筛(USY)催化剂对于 提高汽油辛烷值最为有效。其主要原因为，USY型催化剂硅铝比高，导致骨架中铝原子减 少，铝原子之间的距离增大，从而使酸性中心密度减小，但却提高了酸性中心强度，由于强 酸性活性中心对裂化反应的催化作用要比氢转移 反应强，所以提高酸性中心强度将导致裂 化/氢转移速率比提高，抑制了裂化过程中的氢转移反应，汽油的烯烃度提高，因此辛烷值 显著提高。石油化工科学院研究 开发出以常压渣油为原料，最大量生产液化气和高辛烷值 汽油的ARGG工艺技术以及与之相配的RAG系列催化剂，该工艺具有可简化加工流程、减 少投资的特点。长岭催化剂厂成功地开发出了加工大庆类原油的辛烷值裂化催化剂DOCR, 经过工业应用，取得了令人满意的效果。随后通过对择型沸石的调配又开发出了轻 质油损 失少的提高汽油辛烷值的裂化催化剂DOCP。提高汽油辛烷值的另一途径是使用催化裂化助辛烷值剂(简称助辛剂)，助辛剂是一种双功能 催化剂，它既具有裂化活性又具有提高汽油辛烷值的能力。目前，广泛 应用的助辛剂的核 心是择型沸石，这种沸石只允许直链分子或带一个甲基的异构烃进入沸石孔道发生裂化反 应。在催化反应过程中，汽油中辛烷值较低的C7、C8以上的直链烃进入择型沸石辛烷值孔 道，裂化为具有高辛烷值的小分子烃类。这样不仅减少了汽油中的低辛烷值组分，而且增加 了高辛烷值组分，结果使汽油辛烷值得到大幅度的提高。石油化工科学院开发出了CHO系 列助辛剂，通过工业应用，取得了较好的效果。汽油辛烷值改进剂 在汽油中添加新的组分辛烷值改进剂是提高汽油辛烷值的有效方法。其中讨论最多的辛烷 值改进剂是醚类和醇类化合物。(1) 醚类辛烷值改进剂甲基叔丁基醚(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。同MTBE 一样，把 乙基叔丁基醚(ETBE)调入汽油中，相当于在汽油 中调入了乙醇。ETBE不但在提高汽油辛烷值的效果方面比MTBE 好,而且还可以作为共溶 剂使用。 ETBE 的沸点较高，与烃类相混不生成共沸化合物。这样既可以减少发动机内的 气阻，又可降低蒸发损失。 ETBE 不仅使汽油的辛烷值得以提高，而且使汽油的 经济性及 安全性都比添加MTBE的汽油要好，因此它具有很大的市场潜力。叔戊基甲基醚TAME)既 可以提高汽油的辛烷值，同时也有效地利用了 C5烯烃。二异丙基醚(DIPE)与MTBE相比具 有许多优点。虽然其辛烷值(105)比MTBE稍低，但DIPE的雷德蒸气压仅为MTBE的一半。 美国环球油品公司已经成功地开发出了生产DIPE的新工艺。(2) 醇类辛烷值改进剂 醚类辛烷值改进剂主要有异丙醇/甲醇混合物、叔丁醇/甲醇混合物