汽油调和是保障油品质量和增加效益的重要途径

2017-09-26 作者：润滑油情报网   来源： 网友评论 0 条

汽油调和是炼油厂油品生产的最末环节，也是炼厂效益的源泉。炼油厂根据生产装置不同，可生产催化裂化汽油、重整汽油、烷基化油、直馏汽油、异构化汽油等组分油。炼厂通常以不同辛烷值组分、MTBE、抗爆剂、抗氧剂等功能剂进行调和生产成品汽油。

    全球炼化行业迫于不断恶化的空气质量和石化燃料尾气对环境的污染，不断提高汽油质量标准，炼化企业生产高标号的清洁汽油、减少环境污染是一项十分紧迫的任务。如何实现在满足汽油质量标准的前提下，做好汽油调和，增加炼厂的经济效益是炼化行业长久关注的一个课题。汽油调和技术作为一门应用技术，能够很好的解决这一问题。汽油调和技术可以：
1）充分利用原料，合理使用组分，增加产品品种及数量，满足市场需求；
2）改善油品性质，提高产品质量等级，增加炼油效益；
3）防止质量不足和质量过剩。

一、汽油调和原料组分
     众多炼厂都建有在线调和系统，将催化汽油与重整汽油、烷基化油、异构化汽油、MTBE和添加剂按一定比例进行调和生产出不同规格的汽油产品。此外，直馏汽油、焦化汽油、热裂解汽油、芳烃等通常也作为汽油调合组分。

1、催化裂化汽油
    催化裂化汽油为商品汽油的主要组分，在商品汽油中的含量达70%以上。催化裂化汽油烯烃含量、硫含量达不到指标，辛烷值不够高。为降低催化裂化汽油的硫含量，可采用选择性加氢技术，加氢后满足国IV标准硫含量的汽油辛烷值下降0.5~2个单位，要满足国V硫含量指标辛烷值还要再下降1个单位。第六阶段《车用汽油》征求意见稿中降低了车用汽油（VI）的烯烃含量，其体积分数由原来的不大于 24%分别修订为不大于 18%（VIA 阶段）和 15%（VIB 阶段）。这一变化一方面限制了催化裂化汽油在汽油调合中所占的比例，另一方面其辛烷值还要进一步降低。催化裂化汽油的RON一般在90~93之间。

2、重整汽油
     重整汽油在我国汽油构成中所占比例约为10%，其RON可达100以上。催化重整主要是提高汽油中的芳烃和异构烷烃的量来提高汽油辛烷值，其中芳烃对提高辛烷值的贡献更大，通过重整来提高汽油辛烷值的不利方面是芳烃含量及苯含量升高。第六阶段《车用汽油》征求意见稿中降低了车用汽油（Ⅵ）的苯含量，其体积分数由不大于 1.0%修订为不大于 0.8%。因此，需要通过芳烃抽提控制苯含量，将造成汽油调和RON的缺失。

3、烷基化油
     烷基化汽油是用LPG中的异丁烷和1-丁烯、2-丁烯、异丁烯反应生成异辛烷，所以烷基化汽油的主要组分是异辛烷，具有如下优点：
1）辛烷值高，其RON可达96，MON可达94，是清洁汽油理想的高辛烷值调合组分；
        2）不含烯烃、芳烃，硫含量低，在汽油调和中通过稀释作用降低汽油中的烯烃、芳烃、硫含量，使之达到标准要求；
3）蒸气压较低，为轻质汽油在汽油调和中的应用留有了空间；
4）密度低，为芳烃在汽油调和中的应用留有了空间。
但烷基化油在作为汽油调合组分时需要缴纳消费税，因其密度不同所缴纳的消费税不同，缴税额高于2100元/吨，造成经济上不划算。

4、异构化汽油
    异构化是提高汽油辛烷值最便宜的方法之一，可使轻直馏石脑油C5、C6中的直链烷烃转化为支链烷烃，从而提高汽油辛烷值10%~22%。异构化汽油的RON在83~85之间。

5、MTBE
     MTBERON为117，MON为102，是高辛烷值调合组分，含氧量较高，在汽油调合中一般的加入量在10%左右。不同的汽油组分对MTBE的感受性不同，提高辛烷值的幅度也不相同。在RON90左右的汽油中，添加10%的MTBE可提高辛烷值2.5~3个单位。在汽油调合预案中，一般以115~117乘以MTBE加入量的体积比例来计算辛烷值。MTBE在调和汽油时也需缴纳消费税，消费税高达2000元/吨以上。

6、芳烃
    芳烃分为轻芳烃、重芳烃。轻芳烃是指苯环连接短碳链的烷烃或烯烃，分子量小于二甲苯的混合芳烃。重芳烃是指分子量大于二甲苯的混合芳烃，碳原子数在九个以上。汽油调合用芳烃，一般以三甲苯为主。密度0.88g/cm3左右，馏程130~195℃，RON在100~115之间。芳烃在汽油调合中可以提高汽油辛烷值，补充汽油后馏分，增加汽油抗烧性。芳烃价格低于汽油，还可以降低生产成本。其缺点是密度过大，在汽油中的调合比例一般小于10%。第六阶段《车用汽油》征求意见稿中降低了车用汽油（Ⅵ）的芳烃含量，其体积分数由原来的不大于 40%修订为不大于 35%。因此，汽油调合时加入过多的芳烃，将影响油品质量。
汽油调和用芳烃的重要技术指标有硫含量、萘含量、二烯烃含量、氯含量和苯含量，因此使用前应对上述指标进行检测。

二、汽油调和计算
    汽油调和计算，就是汽油调合质量指标数值的估算，在制订汽油调合预案和方案时离不开调和计算。调和计算也用于核算调合成本和调合利润。

1、可加性质量指标的调和比的计算
    汽油的硫含量、胶质、密度、馏程、烯烃含量、芳烃含量、MTBE中的甲醇含量，都是可加性质量指标（又称线性指标，线性调合）都可以用公式计算控制。
    GA=（X－XB）/(X－XA)×100%
    GB=100%－GA
    GA=调合油中A种组分的体积含量；
    GB=调合油中B种组分的体积含量；
    X=调合油中有关规定的（或标准的）指标数值；
    XA=调合油中的A种油的有关数值；
    XB=调合油中的B种油的有关数值。

2、辛烷值估算
    1）按可加性原则近似计算混合油辛烷值
若按可加性原则计算混合油的辛烷值，与实际所得的辛烷值有误差，高辛烷值组分在调和汽油中的比例越大，误差越大。同一组分与不同的基础组分调和时，可表现出不同的调和效应。组分调和辛烷值小于其单独存在时的实测辛烷值时即为负调和效应，反之为正调和效应。
一般来说，烷基化油与FCC汽油的调和负效应非常明显。高辛烷值的烷基化油与FCC汽油调和，调和后的汽油辛烷值增幅不理想。实践和研究证明，使用高辛烷值的烷基化汽油提高FCC汽油的辛烷值，特别是马达法辛烷值是根本不可能的。当烷基化油与催化FCC汽油双组份调和时，烷基化汽油占20%时，RON的加权平均值比实测值要低2个单位以上，MON的加权平均值比实测值要低3个单位以上。多组分调和有利于抑制烷基化组分调和辛烷值的负效应，多组分应大于4组分。

     MTBE不但具有很高的辛烷值而且在催化裂化汽油中有很好的调合效应，其调合辛烷值高于其净辛烷值。

    汽油调和时各组分间到底是正效应还是负效应，需要通过大量实践来确定。汽油调和计算离不开基础数据的准确性，了解和化验检测指标，是计算数据准确性的保证。汽油调和计算，只为汽油调和服务，数据具有偏差性，具体的质量指标应以检测数据为准。

    2）调和因素法
计算公式为
        N=[Va（cNa）+Vb（Nb）]/100
N——混合汽油的辛烷值；
Na，Nb——基础组分的辛烷值；
Va，Vb——基础组分体积百分数；
c——调和因数。
不同组分间的调和因数可查相关工具书的图、表获得。

3、雷德蒸汽压计算
    汽油的雷德蒸汽压可用三种方法计算。一是相对分子质量法，需要的参数有混合产品的总摩尔数、要求产品规格蒸汽压、各混合组分的摩尔数，各混合组份的蒸汽压；更多油品资讯油品信息调油技术请关注公众号油品圈。二是雪夫隆法，该法将雷德蒸汽压换算为蒸汽压调和指数，然后按加和规律进行计算。三是相互作用法，由DuPont公司开发。

三、常用汽油调合方案
    各大炼厂目前采用的常见调油方案见表1。但并不完全按照下表执行，有时也用芳烃、直馏汽油等进行调和，具体要根据整个炼厂的物料平衡和经济效益进行核算。

    现有调油方案中重整汽油、烷基化油和MTBE作为高辛烷值组分，添加量较高。虽然它们在作为汽油调合组分时具有种种优点，但烷基化油和MTBE在作为汽油调合组分时需要缴纳消费税，用它们来调和汽油经济性较差。直接出售烷基化油和MTBE不需要缴纳消费税，烷基化油的出厂价在4700~5000元/吨之间，MTBE的出厂价在4700~5100元/吨之间。国IV、国V汽油的出厂价格见表2。对比烷基化油、MTBE和汽油出厂价，可以看出不计算消费税的烷基化油、MTBE与汽油的出厂价相差无几。若再将消费税计入，添加的烷基化油和MTBE越多，调合汽油的成本其实是越高的。因此，炼厂可考虑将烷基化油、MTBE单独销售，转而寻找效果更好且添加成本低的添加剂来进行汽油调和。

四、汽油调和增效方案
    现有调油方案的机动性和经济性较差，炼厂都在寻求既能满足国家标准又能增效的添加剂。我们在此介绍一种更加灵活、经济效果更佳的调油方案，即使用汽油辛烷值促进剂T1110部分或完全取代高成本的烷基化油和MTBE。

1、T1110简介
    对甲酰胺基苯基烷基醚T1110是一种有机无灰类添加剂，熔点低、不结晶、不易蒸发损失，产品标准已被颁布为中国标准化协会标准。经过国内外行业查询，尚无达到T1110性能的同类产品，T1110已申请国家发明专利。T1110在满足炼化公司弥补汽油RON缺陷的同时，还有利于降低装置操作的苛刻程度。从而降低生产过程的能耗，减少CO2排放，实现降本增效和创建装置环境友好。

    T1110RON为228，MON为219，抗爆效率是MTBE、烷基化油的10倍或以上。一般在汽油中添加1%的T1110，RON可提升2~5个单位。
在卫生部认定的化学品毒性鉴定机构所做的毒性检测结果显示：雌雄小鼠急性经口LD50值分别为681和926mg/kg b.wt，雌雄大鼠急性经皮LD50值均大于2000mg/kg b.wt，T1110属于低毒级，无刺激性。在陕西省石油产品质量监督检验站对加入1% T1110前后的汽油按GB 17930-2013《车用汽油》标准做了全分析试验，结果显示：除RON升高外，其他指标无不良变化。在西安汽车产品质量监督检验站所做的动力性、经济性和排放特性检验，结果显示：添加1%T1110后有效燃料消耗率平均下降1.63%；CO排放量下降31%，HC排放量下降46%。

    2、使用T1110的调油方案及经济效益分析
1）使用T1110的调油方案
使用汽油辛烷值促进剂T1110的汽油调合新方案见表3。表中T1110的加量均为外加质量比。

2）经济效益分析
    按添加10%MTBE提高RON2~3个单位，MTBE单价为6952元/吨（均价4900元加消费税约2052元）计，则单位RON提升成本为82~122元。烷基化油的RON比MTBE还要低，其单位RON提升成本更高。按添加1%T1110提高RON2~3个单位，T1110单价为21500元/吨计，则单位RON提升成本为56~85元。

五、小结
    汽油调和技术作为一门应用技术，对炼厂的经济效益具有举足轻重的作用。以往各炼厂采用催化汽油与重整汽油、烷基化油、MTBE等高辛烷值组分调和的方案得到合格的产品，调油的灵活性较差、经济效益也不理想。因此，采用性能优良的有机无灰类添加剂是汽油调和的重要措施。尤其是在更加注重环保的今天，对汽油中的芳烃、烯烃和苯含量的限制越来越严格，寻求一种能显著提高汽油辛烷值，不弱化汽油理化指标，且能增加经济效益的增效方案具有重要的现实意义。