刘瑶
大庆石化公司炼油厂重油催化一车间
摘要：随着我国对生态环境建设重视程度不断升高，对汽车尾气排放法要求更加严格，相应的对汽油品质的要求越来越高，辛烷值作为一个重要的汽油油品指标，受到了广泛的关注。文中从添加剂及催化工艺两方面，对提高汽油辛烷值工艺技术进行了探讨。
关键词：汽油辛烷值；添加剂；催化工艺
1 前言
随着汽车排放法规的加严, 世界各国对汽油品质的要求越来越高, 辛烷值作为一个重要的汽油油品指标, 受到了广泛的关注。目前, 我国车用汽油主要是催化裂化汽油, 约占车用汽油总量的70%以上, 由于低辛烷值的直馏汽油含量较高,而重整汽油和其他优质高辛烷值汽油组分含量过低, 不足9%, 因此, 重油裂化催化汽油辛烷值的高低对汽油辛烷值总量起着举足轻重的作用。从炼厂的生产状况和发展趋势来看,目前最受关注的两种方法是开发高性能的添加剂和更有效的催化工艺。
2 高性能添加剂提升汽油辛烷值
近年来， 为了满足清洁燃料的发展要求， 我国高辛烷值汽油添加剂也呈现出多样化的局面。含氧醚类、醇类、酸酯类等汽油添加剂的开发与应用都取得了较大的进展。
（1）甲基叔丁基醚（M TBE）。我国合成M TBE的技术研究和产业起步都较晚，从70年代末开始进行合成M TBE的技术研究。 为了提高汽油辛烷值,近年来在寻找优良的添加剂方面已作了大量的工作,其中M TBE、碳酸二甲酯( DMC)最受关注,被认为是最具发展前途的辛烷值改进剂。M TBE与汽油调合时具有明显的正调合效应,并具有改善燃烧室清洁度和减少发动机磨损等特点,目前已有应用。
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。
（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/ 甲醇混合物和乙醇等。异丙醇是由丙烯与水反应而得，用于调和汽油的异丙醇绝大多数是由FCC丙
烯生产的。由于原料(FCC中C3馏分和水)和调和组分甲醇的价格较低，所以此类混合物具有较大的市场潜力。
（3）其它添加剂。甲基环戊二烯三羰基锰是美国乙基公司生产的含锰辛烷值添加剂。这种添加剂不仅可以提高汽油的辛烷值，而且还可以降低汽车废气排放量。
TKC助剂是一种汽油添加剂，是由卤代烯烃、不饱和脂肪酸和羟基取代酯等多种成分组成的混合物，它能明显地提高汽油辛烷值。TKC不含有毒物质，燃烧后能降低汽车尾气中烃和一氧化碳的含量。
在汽油中的添加量为5‰时，汽油的RON可从89提高到93。
3 优化催化裂化工艺提升汽油辛烷值
3.1 优化工艺设备和工艺条件
为了有效地发挥催化剂作用,提高汽油辛烷值,采取的相应工艺设备和工艺条件包括: ① 尽可能缩短反应时间,减少氢转移反应。将提升管粗旋升气管增长至一旋入口,近于密闭旋分,缩短了油剂在沉降段的停留时间,减少了二次反应的发生,同时通过调整进入提升管的蒸汽量,有效地缩短提升管内的油剂接触时间;②保证有足够的剂油比。在工业试验中采用注终止剂技术和在保证催化剂再生效果的前提下,降低再生温度等有关工艺措施。这些对于提高重油转化能力和汽油辛烷值有效,同时有利于减缓催化剂的失活;③降低焦炭产率,减少催化剂在流化输送中对油气的夹带和吸附量,采取增加汽提段催化剂藏量和提高汽提蒸汽量的措施。
3.2 调整催化裂化原料
（1）提高渣油的掺炼量提高催化裂化原料中渣油的掺炼量，就是增加原料中芳烃比率，由此可使FCC 汽油辛烷值RON 提高3～4单位。这是因为掺渣以后，原料中芳烃特别是单环芳烃含量增加，在裂化过程中脱烷基或烷基侧链断裂，生成的烯烃和芳烃进入汽油组分，同时原料中链烷烃含量下降，导致汽油中烷烃含量下降，烯烃含量上升，因此提高了汽油的辛烷值。
（2）调配原料增加环烷烃组分。环烷烃在催化裂化过程中环开裂生成烯烃，或脱氢芳构化或异构形成对汽油辛烷值贡献较大的组分，所以提高环烷烃与烷烃比值可提高FCC汽油的辛烷值。
（3）原料的加氢处理。对催化裂化原料进行加氢处理的好处是可以减少氮含量，减少极性物质，减少金属和减少硫含量及多环芳烃含量等，可改善原料H/C 比，提高原料油裂化性能，使转化率大幅度提高，烯烃含量增加，对FCC汽油辛烷值的提高有一定好处
3.3 调整操作参数
（1）适当提高反应温度。反应温度是对FCC 汽油辛烷值影响最大的因素。提高反应温度，有利于使稠环芳烃裂解成小分子烯烃。对于带有长侧链或多侧链的重芳烃，高温下侧链易断裂，以低沸点芳烃的形式进入汽油馏分。同时提高反应温度也降低了氢转移反应速率，使汽油中芳烃和烯烃含量增加，进而提高了汽油的辛烷值。
（2）缩短提升管反应时间。“高温短接触”是FCC 一个主要特点。中小型炼厂在技术改造中应采用高效雾化喷嘴，提升管注终止剂技术和分段进料等技术措施，来缩短反应时间，以达到提高FCC 汽油辛烷值的目的。
（3）提高剂油比。提高剂油比，可提高转化深度，使汽油中小分子烃、异构烃及芳烃含量增加，使汽油辛烷值上升。实际生产中，剂油比(体积比)每提高1，汽油RON可上升0.6 个单位。
（4）优化稳定塔操作，提高汽油蒸汽压。由于丁烷的RON 和MON 都较高，并且其调和辛烷值较高，因此汽油中的丁烷含量直接影响汽油辛烷值。而丁烷又影响汽油的蒸汽压，操作上可通过优化稳定塔的操作参数，在满足汽油标准允许的蒸汽压下，使蒸汽压尽量达到上限指标以提高丁烷含量，从而提高汽油辛烷值。
4 结束语
对汽油进行改质是世界石油化工行业发展的必然趋势，该发展趋势将导致更多的先进技术被开发出来。我国的炼油企业应重视提高汽油辛烷值技术的开发与应用，不断提高汽油的质量，使炼油行业产生更好的经济效益和社会效益。
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