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甲基叔丁基醚和異辛烷的應(yīng)用價(jià)值
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2023-03-28

汽油是由石油煉制得到的直餾汽油組分、催化裂化汽油組分、催化重整汽油組分等不同汽油組分經(jīng)精制后，與高辛烷值組分經(jīng)調(diào)和制得。原油蒸餾、催化裂化、熱裂化、加氫裂化、催化重整等過(guò)程都產(chǎn)生汽油組分，但上述汽油組分由于抗爆性和熱值較低，不能直接作為汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料，需要將其精制并加入具有高辛烷值組分和能夠提高抗爆性能的添加劑進(jìn)行調(diào)和制成商品汽油。

①汽油質(zhì)量控制指標(biāo)

汽油質(zhì)量的主要控制指標(biāo)包括抗爆性（通過(guò)研究法辛烷值等指標(biāo)反映）、硫含量、蒸汽壓、烯烴含量、芳烴含量、苯含量、腐蝕、餾程等。汽油抗爆性能是指汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒時(shí)抵抗由于燃燒不正常引起爆震的能力，它是汽油燃燒性能的主要指標(biāo)。

汽油抗爆性指標(biāo)用“辛烷值”進(jìn)行標(biāo)注，辛烷值越高，抗爆性越好；一般設(shè)定 2,2,4-三甲基戊烷的辛烷值為 100，正庚烷的辛烷值為 0，成品汽油各種組分的辛烷值通常依據(jù)其與 2,2,4-三甲基戊烷、正庚烷的抗爆性差異來(lái)確定。測(cè)定辛烷值的方法很多，常用的有研究法和馬達(dá)法，我國(guó)汽油標(biāo)號(hào)采用汽油的研究法辛烷值表示，例如 95 號(hào)汽油是指與含 95% 2,2,4-三甲基戊烷和 5%正庚烷抗爆性能相當(dāng)?shù)钠腿剂稀?

2016 年 12 月 23 日國(guó)家質(zhì)檢總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委聯(lián)合發(fā)布《車(chē)用汽油（GB17930-2016）》標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定自 2017 年 1 月 1 日起全面實(shí)施車(chē)用汽油（國(guó)五）的技術(shù)要求，自 2019 年 1 月 1 日起全面實(shí)施車(chē)用汽油（國(guó)六 A）的技術(shù)要求，自2023 年 1 月 1 日起全面實(shí)施車(chē)用汽油（國(guó)六 B）的技術(shù)要求。具體指標(biāo)對(duì)比如下：

在國(guó)內(nèi)煉化企業(yè)采用相關(guān)技術(shù)對(duì)汽油進(jìn)行脫硫和降烯烴的過(guò)程中，不可避免地伴隨著精制后汽油辛烷值降低的情況。在“降硫降錳降烯烴”的標(biāo)準(zhǔn)要求下，國(guó)內(nèi)汽油辛烷值呈下降趨勢(shì)，故而國(guó)五及之后標(biāo)準(zhǔn)的升級(jí)采用了“降號(hào)升標(biāo)”的做法，在提高硫、錳、烯烴等限值要求的同時(shí)，將車(chē)用汽油標(biāo)號(hào)由“90 號(hào)、93號(hào)、97 號(hào)”分別調(diào)整為“89 號(hào)、92 號(hào)、95 號(hào)”。

②提高汽油辛烷值的方法與技術(shù)

我國(guó)汽油品質(zhì)升級(jí)過(guò)程中對(duì)汽油的硫、錳、苯、芳烴、烯烴等含量提出了嚴(yán)格要求，降低芳烴、烯烴含量的要求使得汽油的辛烷值不可避免的降低，而提高汽油辛烷值的主要途徑是增加高辛烷值汽油組分或抗爆劑，也可通過(guò)改進(jìn)技術(shù)、更換催化劑等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

全球最早被使用的汽油抗爆劑是四乙基鉛〔Pb(C2H5)4〕。一般來(lái)說(shuō)，只要在汽油中加入 0.2%～0.5%的四乙基鉛就可以顯著地提高汽油的抗爆性。但是，在汽油中使用四乙基鉛存在著許多問(wèn)題。一方面四乙基鉛有毒，只需少量就可以使人體中毒；另一方面四乙基鉛在氣缸中燃燒后，其中的鉛會(huì)變成氧化鉛沉積下來(lái)，增加積炭量，引起氣缸過(guò)熱，增大發(fā)動(dòng)機(jī)零件的磨損。

為了克服這個(gè)缺點(diǎn)，通常會(huì)在四乙基鉛中加入一種導(dǎo)出劑，使鉛成為揮發(fā)性物質(zhì)從氣缸中排出，但這種工藝造成了一定程度的環(huán)境污染。隨著汽車(chē)尾氣排放控制及保護(hù)環(huán)境的需要，國(guó)際上已經(jīng)限制向汽油內(nèi)加入烷基鉛，并逐步向汽油低鉛化和無(wú)鉛化發(fā)展。

20 世紀(jì) 70 年代，成品汽油開(kāi)始將含氧化合物作為新的汽油調(diào)和組分，比較常見(jiàn)的含氧化合物有甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚、叔丁醇等，具有相當(dāng)高的無(wú)鉛辛烷值，但也存在蒸發(fā)性、互溶性、腐蝕性、毒性和廢氣排放以及經(jīng)濟(jì)性等問(wèn)題。

其中，甲基叔丁基醚作為汽油添加劑已經(jīng)在全世界范圍內(nèi)普遍使用，它不僅能有效提高汽油辛烷值，改善汽油性能，降低尾氣中一氧化碳含量，同時(shí)也可降低汽油生產(chǎn)成本。甲基叔丁基醚應(yīng)用至今，需求量、消費(fèi)量一直處于高速增長(zhǎng)狀態(tài)，其生產(chǎn)技術(shù)也日趨成熟。

近幾年，隨著我國(guó)大氣污染治理力度逐步加強(qiáng)，汽油標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，國(guó)五、國(guó)六汽油標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)全面推廣，異辛烷以其含硫量低、不含芳烴和烯烴、辛烷值高、熱值高等優(yōu)點(diǎn)成為清潔汽油的理想組分，市場(chǎng)需求量逐年大幅增加，行業(yè)進(jìn)入快速發(fā)展期。

目前常見(jiàn)的汽油添加劑主要有甲基叔丁基醚、甲基環(huán)戊二烯三羰基錳（MMT）、甲基叔戊基醚（TAME）、叔丁醇、乙醇等，此外也可直接使用異辛烷作為組分調(diào)和生產(chǎn)高辛烷值汽油。

常用高辛烷值組分特性對(duì)比

上述高辛烷值汽油組分中，醇類(lèi)和甲基叔丁基醚均為含氧化合物，含氧化合物的體積熱值比汽油低，大量加入會(huì)降低汽油熱值，影響汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)性能，增加油耗，因此一般規(guī)定汽油中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不大于 2.7%，從而使得含氧化合物作為汽油組分的添加比例存在限制，與之相比，異辛烷作為清潔汽油的生產(chǎn)原料則具有一定的不可替代性。

編輯：研究部沈吟秋

來(lái)源：思瀚 宇新股份