汽油抗爆剂.doc

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1、汽油抗爆剂汽油发动机产生爆震很大程度上与燃料性质有关,如果汽油很易氧化,形成的过氧化物不易分解,自燃点低,就很容易发生爆震现象。所以汽油抗爆性是汽油质量最重要的指标之一,通常用辛烷值来衡量。随着我国新的车用汽油标准的逐步实施,各炼厂正面临如何提高汽油辛烷值以满足对无铅、高辛烷值汽油需求的问题。由于汽油机中的爆震是一种链反应,可以采用在汽油中加入添加剂,使反应链中断,以提高汽油的辛烷值。这是目前最经济、最行之有效的方法之一。辛烷值是车用汽油最重要的质量指标,它综合反映一个国家炼油工业水平和车辆设计水平,采用汽油抗爆抗震剂是提高车用汽油辛烷值的重要手段。添加汽油抗爆抗震剂可提高汽油的抗爆性能,即车

2、用无铅汽油国家标准GB17930-20061的研究法辛烷值和抗爆指数,是生产高标号汽油的主要手段。1汽油抗爆剂的分类烷基铅、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作为抗爆剂,统称为金属有灰类抗爆剂,其中烷基铅由于本身和它燃烧后的产物都有毒,对环境和人体的危害大,1980年以来美国和西欧逐步禁止烷基铅在汽油中添加,我国已于2000年7月在全国停止销售和使用。金属有灰类抗爆剂虽能有效提高汽油的抗爆性,但由于存在颗粒物的排放问题,欧美等发达国家已不再提倡使用。近一段时期以来,汽油抗爆剂的开发研究一直朝着有机无灰类方向发展。有机无灰类抗爆剂主要包括一些醚类、醇类、酯类等。1.1 金属有灰

3、类抗爆剂1.1.1 锰基化合物可作汽油抗爆剂的锰基化合物有:五羰基锰(Mn(CO)5)、环戊二烯三羰基锰(MnC5H5(CO)3)和甲基环戊二烯三羰基锰(MnCH3C5H5(CO)3),五羰基锰的熔点为154,环戊二烯三羰基锰的熔点为77,常温下为固体,均不便实际使用。只有甲基环戊二烯三羰基锰性能最好,适于应用。甲基环戊二烯三羰基锰,简称MMT,使用MMT主要有以下效果:(1)提高无铅汽油辛烷值,与含氧调合组分具有良好的配伍性;(2)减少炼油厂及汽车的NOx、CO、CO2的排放,总体上减少碳氢化合物排放;(3)可配合汽车废气排放控制系统,对催化转化器有改善作用,对氧气传感器没有危害;(4)减少

4、排气阀座缩陷,对入气阀具保洁作用;(5)改善炼油操作,降低重整装置操作的苛刻度,降低汽油中的芳烃含量,减少原油的需要量。目前,对于MMT国产化的研究取得重大进展,从l999年起,上海交通大学化学化工学院开始对MMT的制备工艺进行研究。经过一年的工作,已经得到一条比较简便、实用的工艺路线,并且研究了工艺条件对MMT产率的影响,掌握了最优化的实验条件,使MMT产率达到了65%左右。一旦实现MMT的国产化,作为汽油抗爆剂将可以实现更大价值。1.1.2 铁基化合物可作汽油抗爆剂的铁基化合物有:五羰基铁(Fe (CO)5)、二异丁烯羰基铁( Fe ( CO)53 (C8H16)5),硫化羰基铁(Fe2(

5、CO)6SC2H52)等,其代表物为二茂铁,分子式为(C2H5)2Fe,也叫二环戊二烯合铁,是一种橙黄色针状结晶,具有类似樟脑的气味,能升华,熔点为173174,沸点为249,不溶于水,易溶于有机溶剂中。二茂铁在汽油中加入质量浓度为0.010.03 g/L同时加入质量浓度为0.050.10 g/L的乙酸叔丁酯,辛烷值可增加4.56.0个单位。此外,目前也有报道,采用二茂铁、聚异丁烯基丁二酰亚胺、聚异丁烯钡盐等可组成一种具有抗爆功能、无毒、安全、稳定性好的无铅汽油抗爆添加剂。该添加剂用量小,成本低,使用方便,可提高辛烷值。聚异丁烯基丁二酰亚胺一般采用低卤素聚异丁烯基丁二酰亚胺。我国已开发出以乙醇

6、为溶剂,由环戊二烯连续电解合成二茂铁的新工艺。同时还开发了用醇钠法将C5馏分中分离出的环戊二烯合成二茂铁的方法,转化率在60%以上。1.1.3 混合稀土羧酸盐此类化合物具有较好的油溶性和一定的抗爆性,不增加汽油的腐蚀性,能够作为汽油抗爆剂使用,其中混合稀土的环烷酸盐具有较好的开发和应用前景,发现在加入一定量的剂时可以提高高研究法辛烷值0.51个单位。就降低单位辛烷值的成本来讲,使用镧的环烷酸盐较为合适,因为环烷酸是石油炼制过程的副产物,能够大规模的生产,成本较低,且实现了废物的利用,对于环保和我国丰富的稀土资源的开发利用具有重要意义。但就已发表的文献来看,稀土羧酸盐作为抗爆剂,目前只是一个方向

7、性探讨。其制备可以采用稀土氧化物与硝酸反应,取其滤液与氢氧化钠反应生成沉淀后,将沉淀以环烷酸溶解即可。1.2 有机无灰类抗爆剂有机无灰类抗爆剂能改变燃料的燃烧历程,在一定程度上控制燃烧速度。即抑制反应的自动加速,把燃料燃烧的速度限制在正常燃烧范围内,确保加入的汽油抗爆剂不引起废气催化剂中毒,不增加污染物排放,以及具有良好的抗爆性能。因此,目前对于此类抗爆剂的研究较多。常见的有机无灰类抗爆剂主要有如下几类。1.2.1 醚类化合物醚类是提高辛烷值最好的品种,它们具有高辛烷值、低蒸汽压和高燃烧热等突出优点,同时具有优异的燃料相容性和发动机性能,因而其用量不断增长。其中甲基叔丁基醚(MTBE)性能最好

8、,MTBE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。当添加质量分数为2%7%时可将汽油研究法辛烷值提高23个单位。醚类的合成比较容易,目前国内已有多套成熟的工艺,可以生产甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME),乙基叔丁基醚(ETBE)等各种醚类,足以满足作为汽油抗爆剂的需要。1.2.2 酯类化合物作为汽油抗爆剂,酯类化合物中碳酸二甲酯 (DMC)最受关注,被认为是最具发展前途的辛烷值改进剂。另外,研究表明,加入DMC后,对汽油的饱和蒸汽压、冰点和水溶性影响不大。DMC和MTBE相比,DMC的含氧量高,汽油中达到同样氧含量时,DMC

9、的添加体积只有MTBE的40%左右。另据美国专利报道,丙二酸酯添加剂可以提高汽油的辛烷值。如在基础汽油中加入体积分数为10%的丙二酸二甲酯,可将汽油的辛烷值由89.25提高到99.45。这种添加剂不会增加发动机的磨损,不损坏尾气催化转化器、不违背防污染法规,而且加水后也不发生相分离。碳酸酯类化合物制备比较容易,一般都是采用醇类与一氧化碳反应制得。1.2.3 醇类化合物甲醇、乙醇、丙醇和叔丁醇等低碳醇或其混合物都可用作汽油添加剂。其混合物用作汽油添加剂具有与MTBE相似的功能,还有价格优势,用作汽油抗爆剂具有较大的市场潜力。其中,甲醇和叔丁醇自身有很大的毒性限制了它们在汽油中的发展和应用,乙醇自

10、身毒性小,是可再生的资源,具有相当高的调和值,加入乙醇后的汽油具有良好的抗爆性能,同时尾气中的CO、HC、NOX的排放量分别减少35.7%、53.4%、33%。目前国外大量使用乙醇汽油的国家主要是美国、巴西、欧盟等国家,其中巴西是唯一销售乙醇汽油而不销售普通汽油的国家。我国乙醇汽油的普及始于2001年,2005年E10乙醇汽油普及率达到20%。现在,在黑龙江、辽宁、吉林、河南、安微五省地区全封闭运行,另外,湖北、河北、山东、江苏四省的部分地区(共27市)也在开展普及,计划在“十一五”期间,上述四省也实行全封闭运行。但乙醇汽油存在腐蚀性、油耗增加、油品分层等问题,发达国家在这方面的技术已经比较发

11、达,针对乙醇汽油的添加剂在国内外越来越被关注,目前国内这方面的研究也开始越来越多。1.3 其它无灰类抗爆剂1.3.1 HS抗爆剂近年来,由中国陕西华森高科技有限公司研制生产的HS汽油抗爆剂,据称是具有国内领先水平的新一代环保、节能型汽油抗爆剂,HS汽油抗爆剂不含任何金属成份,不引入苯、芳烃、烯烃等类物质。具有良好的助燃性,对提高汽车启动性能、加速性能及燃烧性能均有较好效果,且能显著降低汽车尾气中CO、碳氢化合物等有害气体的排放,降污达50%左右。但HS抗爆剂在市面上未见有广泛应用。1.3.2 “油公”燃油添加剂近十年来,以日本为主的物理添加剂的研究引起了广泛的关注,1996年深圳市日研科技有限

12、公司利用核磁共振技术开了一种“油公”燃油添加剂。它不是化学添加剂,而是一种核磁共振剂,日研科技公司研究人员认为爆震的实质是不同步燃烧,要消除爆震只需使燃料同步燃烧,而与改进辛烷值的高低无多大关系,“油公”正是基于这一观点下开发出来的一种能使燃料同步燃烧的核磁共振剂。日研公司报道,添加万分之二“油公”燃油添加剂(核磁共振传递剂)后,就可使汽油同步燃烧,即可消除爆震,还可以使90号油替代97、98号油使用,50多号、60多号、70多号的油替代90号油使用。“油公”燃油添加剂还未能得到许多专家学者的认可,我国仅有少部分中小炼油企业采纳。1.3.3其它此外,目前也有专利报道,采用二茂铁、聚异丁烯基丁二

13、酰亚胺、聚异丁烯钡盐等可组成一种具有抗爆功能,无毒,安全,稳定性好的无铅汽油抗爆添加剂。该添加剂用量小,成本低,使用方便,可提高辛烷值。聚异丁烯基丁二酰亚胺一般采用低卤素聚异丁烯基丁二酰亚胺。2 汽油抗爆剂的发展方向汽油抗爆剂的发展主要经历了以下几个阶段: (1)没有理论的盲目探索阶段;(2)高效抗爆剂四乙基铅的发现及广泛使用阶段;(3)四乙基铅的禁用及寻找非铅抗爆剂代替四乙基铅阶段;(4)非铅金属类抗爆剂以MMT为代表的推广使用及现存在的问题;(5)非铅非金属类以MTBE和乙醇为代表的新配方汽油的推广使用及出现问题探索新抗爆剂的现阶段。从发展历程上看,目前市面上主要有MMT、MTBE和乙醇三

14、种抗爆剂,从环境保护的角度,MMT和MTBE皆为非绿色抗爆剂,因自身的毒性和抗爆功能失效后会释放出有毒有害物质,危害人类健康及生态系统的安全,淘汰的可能性很大;乙醇类属于绿色抗爆剂,乙醇虽有从原料来源可再生,且制备过程绿色和使用后对环境冲击小等优点,但由于对蒸汽压高和遇水即醇油分相严重,价格较高等缺点,不解决这些缺点乙醇很难受到燃油业的广泛青睐。鉴于抗爆剂的发展历程和目前使用的抗爆剂存在的问题,新一代抗爆剂的发展应从节能、减缓石油资源枯竭压力、环保和经济等多方面因素综合考滤:原材料的选取应倾向于天然且具有广泛易得、无毒和可再生等优点,制备工艺简单、过程绿色,使用效果显著且使用后对环境冲击小等优

15、点的绿色高效抗爆剂才能适应新型抗爆剂的发展要求,因为只有绿色高效的抗爆剂才适应现代社会可持续发展要求。3国内生产汽油抗爆剂的重点企业市场上的MTBE主要来源源自国外进口,和中石化各分公司。国内市场MMT的主要厂家如下。3.1 山东东昌精细化工科技有限公司3.1.1企业介绍山东东昌精细化工科技有限公司(原东营南开精细化工科技有限公司)是2001年9月注册成立的股份制企业,主要从事石油化工助剂、精细化工产品的研发、生产和销售业务。公司已获得多项国家发明专利和实用新型专利,2003年被授予山东省高新技术企业。公司生产基地位于山东省东营市经济开发区胜利油田工业园。公司有优秀的科技人员,有较强的技术研发

16、和生产能力,与清华大学、中国石油大学、山东大学等高校和科研机构有紧密的合作关系。山东东昌精细化工科技有限公司自主研发生产的新型无铅汽油抗爆剂甲基环戊二烯三羰基锰(简称MMT),具有提高汽油辛烷值效率高、使用成本低、有效降低汽车尾气排放等优点。该产品生产工艺技术成熟,是自主研发和创新成果,具有完全自主知识产权,产品性能和性价比达到了国际先进水平。目前,该公司是中国最大的锰基抗爆剂生产商。公司拥有成套先进的分析检测设备如气相色谱、光谱分析等,通过了中大华远认证中心的ISO9000质量管理体系认证,认证书号:02006Q11559ROM。公司生产的MMT产品(KT9298和KT9262),经国家石油

17、产品质量监督检验中心等国家认定的机构检测鉴定,质量完全达标,现已在中石油、中石化多家炼厂使用。3.2 上海泾龙石油助剂有限公司3.2.1企业介绍上海泾龙石油助剂有限公司是一家以各类石油添加剂的研制开发,市场开拓销售及技术服务为主的股份制企业。公司与国内多所著名大学的化工学院或化工研究所有着良好的合作关系,能够及时汲取科研单位的最新技术成果。2004年公司与上海吴泾化工有限公司合作,以国内高等院校的科研成果为依托,凭借吴泾化工优势的羰基化资源和技术支持,以吴泾化工为生产基地,建成了目前国内规模最大的千吨级羰基锰生产线。羰基锰作为无铅汽油抗爆剂,其优点体现在:凝点较低、沸点较高和不容易挥发损失。抗

18、爆剂效率很高,按金属单位重量计辛烷值高于四乙基铅二倍。国内各炼油厂目前使用的锰基抗爆剂都依赖国外进口的甲基环戊二烯三羰基锰简称MMT。从抗爆性能比、生产成本、原材料国产化等方面综合评估,公司研发,生产出了合格的环戊二烯三羰基锰产品。为区别进口产品,将环戊二烯三羰基锰简称为CMT。新型高效无铅汽油辛烷值添加剂CMT。它具有提高汽油辛烷值、效率高、使用成本低、有效降低汽车尾气排放等优点。用户使用CMT产品加入汽油后,经过国家石油产品质量监督检验中心的检测,质量完全符合中华人民共和国国家标准车用无铅汽油(GB179301999)的标准。可与进口同类产品媲美。上海泾龙石油助剂有限公司的吴泾化工生产基地

19、,是国际知名的大型化工生产企业。沿黄浦江有3个专用码头和铁路专用线。年产值达数拾亿元人民币。3.3 连云港爱华能源科技发展有限公司3.3.1 企业介绍http:/www.ahkj.cc/index.php/About连云港爱华能源科技发展有限公司致力于精细化工石油炼制过程及石油产品添加剂产业化领域的发展,有较强的科研开发和市场开拓能力,储备了一批高素质的人才资源,拥有自己的产品研发中心。公司主要经营汽油抗爆剂、柴油降凝剂、黑柴油脱色剂、汽柴油清净剂等四大系列十二种产品,并拥有三项专利技术、两项科研成果,知识产权明确,应用前景广阔。公司与南京大学、上海交大等科研院校挂钩,建立了良好的长期合作关系

20、,为技术延伸及新产品的开发问世提供了有利的条件,遵循现代企业理念和机制运行,联合研制开发新产品,走科技兴厂的道路。公司生产部位于连云港海洲技术产业开发区,销售总部在连云港市区。 根据石油添加剂有限公司建设规划,到2007年底将建成华东地区最大的添加剂研究与生产中心,届时将达到年产脱色剂5000吨、除臭剂500吨、抗爆剂500吨、保色剂500吨、降凝剂500吨及其他活加剂3000余吨,累计总产量万吨的生产能办,添加剂可满足全国市场需求。同时,输配系统(办事处、分公司)将覆盖全国各地。4 关于MTBE与MMT的在汽油中应用的经济性分析4.1 MTBE与MMT的比较MTBE抗爆效率低,加人量一般在1

21、0%以上才能达到要求。因为国内的许多大炼油厂通过催化裂化,重整生产出来的汽油辛烷值常在88左右,随着国内取消70号车用汽油,改用90号以上产品,汽油研究法辛烷值(RON)必须达到90以上。生产高标号的汽油必须加抗爆添加剂。而MTBE的生产原料原料是甲醇和乙烯,乙烯在我国石化行业是紧缺化工原料,我国汽油年消耗量按30Mt,若添加10%MTBE,则需3MtMTBE,因此全部使用MTBE调和,MTBE本身存在的问题暂且不讲,单从原料来源上就存在较大困难,且MTBE合成工艺复杂,使汽油成本增加。MTBE类汽油因饱和蒸气压高而存在的气阻问题和环境污染问题迫使人们寻找新的抗爆剂,这是需要人们鱼待解决的问题

22、。使用MTBE最大的好处是一定程度上保持了清洁的空气,但却有危害饮用水源的潜在威胁。我国目前没有禁止使用MTBE,它对环保和人体的影响仍在研究中,而且其提高辛烷值效率偏低,使用前景不确定,更加高效、环保、节能的添加剂肯定能得到广泛的应用。MMT作为一种高效、低成本且兼顾环保(相对而言)的辛烷值添加剂,未来将有更广泛的应用前景。目前,国内已有50多家大中型炼厂使用MMT,主要用于生产高标号汽油和增加组分油辛烷值,使用MMT的平均加剂量约6一16毫克/升,MMT的加人有助于缓解汽油中降低烯烃组分可能带来的辛烷值损失。根据对2004一2009年汽油各牌号产品统计与测算,以汽油各牌号调合余量0.5辛烷

23、值为基础,计算的MMT的近年最低用量为860一1910吨。根据资源和全国汽油产品结构推算的近年汽油组成中MMT的使用量见表1。表1近年平均辛烷值和MMT使用情况项目2004年2005年2006年2007年2008年2009年社会最低平均RON需求91.8592.0992.3092.5492.8793.06MMT实际用量(吨/年)860115013701510173519104.2 MMT在汽油组分中的应用和经济效益分析根据行业统计与分析,2007年我国炼油行业平均每吨汽油辛烷值资源缺口0.41个辛烷值、2008年为0.55个辛烷值、2009年为0.61个辛烷值。2007年、2008年、2009

24、年的汽油产量分别为5249、5405、5591万吨,平均辛烷值总缺口分别为2160、2972、3421万吨辛烷值。如按照每吨汽油中提升一个辛烷值52.78元计算(扣除MMT成本后的价格),2007年、2008年、2009年MMT所带来的增益分别为20.40亿元、25.69亿元、28.06亿元,每吨MMT创造的增值效益为135万元(见表2)。该方法是用吨(升)辛烷值增值考察添加MMT后的经济效益,没有考虑不同牌号油品之间的价差关系。表2 采用MMT所带来的增益项目200720082009辛烷值缺口(辛烷值/吨)0.670.720.81MMT加入量/吨151017351910增值效益/亿元20.4

25、025.6928.06测算的经济效果仅是一种特定条件下的经济预测,不是一组绝对的数值,此结果对考察MMT在汽油中的经济性很有说服力。在目前原油价格高涨,国内零售价格受控的情况下,MMT能改善产品结构,明显提高炼厂经济性。在未来放开价格的情况下,使用MMT的绝对价值增益将更大。4.3未来石油产品需求结构中,化工用油的需求增长高于汽煤柴三大类成品油的需求增长近几年来,油品质量升级的要求越来越严格,重整原料、异构化原料、PX原料以及乙烯裂解原料供需缺口加大。我国整个汽油调合组分中主要缺少烷基化、异构化、MTBE等非烯烃与非芳烃组分。特别是国内原油资源紧缺,化工原料与汽油争夺资源的矛盾不易调和。经模拟

26、计算与实际分析发现全社会辛烷值缺口会逐年增大,汽油调合组分中辛烷值资源短缺的矛盾近期难以解决。随着环保要求的提高及汽车工业的发展,汽油高牌号高清洁化的进程还要加快。未来几年辛烷值资源短缺的现象更将突出,主要原因如下。4.3.1炼厂工艺结构决定了汽油基本构成,改变起来困难很大我国国内原油的特点是密度较大,含蜡高,轻馏分含量较少。所以,初期建设的炼油企业的共同特点是二次加工能力以催化裂化装置为主,催化重整比例偏低,烷基化、MTBE等高辛烷值生产装置能力不足。进口原油性质虽然不同于国内原油,但在规划建设和改造含硫油加工装置时,以催化裂化装置为主的思路没有改变。炼油工业的装置结构决定了汽油组分的基本组

27、成。2006年催化裂化装置占一次加工能力的32%,汽油调合组分中催化汽油组分在75%;重整装置占一次加工能力的6.59%,汽油调合组分中重整汽油组分在12%。MTBE和烷基化油能力不足,其组分仅为汽油组分的2.7%左右,其他高辛烷值组分不足13%,故此,高辛烷值汽油组分仅为16%左右。“十一五”规划要求,2010年催化裂化装置占一次加工能力的30%,汽油调合组分中催化汽油组分在67%;重整装置占一次加工能力的9.50%,汽油调合组分中重整汽油组分在12.5%。MTBE和烷基化油能力不足,其组分仅为汽油组分的3.5%左右,其他高辛烷值组分不足4%,故此,高辛烷值汽油组分为20%左右。全国汽油调合

28、组分中吨汽油资源平均辛烷值虽然从2006年的91.69(RON)升至2010年的92.07(RON),但预测2010年社会汽油结构要求的辛烷值为大于92.92(RON),届时全国汽油平均每吨汽油辛烷值缺口为0.86(RON)。可见,我国汽油调合组分中高辛烷值组分的缺少将成为长期问题。这也是近年MMT用量增加较大的原因与特点。这种以催化为主的炼油结构能否改变呢?研究认为:由于全国炼厂加工结构中,大中型炼油企业百分之百采用的是以催化装置为主的重油加工工艺;随着化工原料的需求增加,大量直馏汽油馏分被用做蒸汽裂解制乙烯的原料和化纤原料(生产Px),在汽油中的直馏汽油组分比例在逐年减少,且重整装置的建设

29、规模和作为汽油组分的规模也受到资源短缺的制约;由于催化装置建设在先,蜡油短缺和投资紧张问题,加氢裂化装置的规模发展受到抑制 (即抑制了重整原料的提供,又抑制了柴汽比的提高);已建设的十几套烷基化装置,由于与液化气争原料以及装置腐蚀与环保间题始终没有利用起来;催化液化气中异丁烯含量仅为8%左右,MTBE装置的规模一般比较偏小(10万吨/年以下)。而且,由于汽油中氧含量的限制,在乙醇汽油推广地区,均不允许MTBE产品的加人,这部分汽油目前占汽油总量的约20%,以后还会增加。这些情况说明,已形成的炼油置基本结构短内是不易改变的。4.3.2不同类型企业对MMT的依赖性和广泛性在加强对于特大型和大型炼油

30、企业,加工装置齐全,资源丰富,汽油资源辛烷值基本能够满足产品出厂的需要。但我国特大型和大型炼油企业一般都是炼油化工型企业,既生产油品,又提供乙烯原料、芳烃原料,都与汽油争夺高辛烷值组分。这些企业单从辛烷值资源上讲,对MMT的依赖性相对较弱。但由于经济与市场原因,多数企业也需要采购MMT来调节汽油质量以满足市场需求。对于中小型炼油企业,一般资源矛盾都较大,特别是重整装置规模较小。汽油调合组分中主要是催化裂化汽油,重整汽油很少,也缺少烷基化、MTBE等高辛烷值组分。因此,这类企业对MMT产品的依赖性就很强。在目前企业运行中,中国石油与中国石化这些大型联合企业,都在使用MMT。某集团公司75%以上的

31、企业都在使用MMT,70%以上的汽油使用MMT。这无疑说明炼油企业对MMT的依赖性和广泛性在加强。4.3.3汽油市场结构的变化对辛烷值的要求越来越高,辛烷值短缺不易解决我国汽油产品中,90#汽油已经从2001年的74%下降到2009年的41%,93#以上的汽油已从26%升至50%。社会最低平均RON的要求从2001年的91.37提高到2009年的93.06,辛烷值要求提高了1.69个RON。而汽油调合组分中资源辛烷值从2001年的90.84(RON)提高到2009年的92.07 (RON),只增加了1.23个RON。可以认为2009年满足汽油市场辛烷值的缺口基本上靠MMT来弥补。因此,MMT的

32、市场需求量已从2001年的400吨/年增加到2009年的1910吨/年以上。在清洁燃料生产中,目前在重油催化提供汽油组分为主的炼油装置结构下,采用前加氢和后加氢工艺均会降低催化汽油的辛烷值;原油资源的短缺、化工原料的不足、装置结构的定型等使得汽油辛烷值资源缺少的矛盾不太容易在短期内得到解决。4.3.4实现进口高辛烷值汽油组分的难度很大既然我国汽油调合组分中辛烷值组分缺乏,能否进口高辛烷值汽油组分来解决?研究认为:实现进口高辛烷值汽油组分的难度很大。主要有三方面原因。一是国际上单独进口高辛烷值资源比较困难。二是我国是农业大国,社会柴汽比的需求量达到2.0以上,特别是在农忙季节,社会柴汽比的需求量

33、更高。而我国采用了以生产汽油为主的催化裂化装置,占一次加工能力的32%以上,生产柴油为主的加氢裂化装置仅占一次加工能力的28%,而且现在的加氢裂化装置多数在向增产石脑油、煤油和尾油的化工型发展,柴油组分在逐渐减少。催化裂化为了降低烯烃,增产液化气,多数企业采取MIP- CGP和FDFCC工艺,都部分牺牲了柴油质量和数量,社会柴汽比的满足始终存在问题。如果再进口汽油组分,就更加剧了柴汽比不足这一矛盾。三是从国家能源政策上讲,我国液体能源缺乏,应向节能型汽车,汽车柴油化、柴油清洁化的方向发展。但这些发展战略都加剧柴汽比的生产矛盾,如果再大量进口高辛烷值汽油组分,这种机会的实现可能性很小。4.3.5

34、影响炼油装置结构与布局调整的其他因素国内石油资源严重不足,2009年我国加工原油中对进口原油的依存度已上升到51%。虽然近年大量炼油企业进行了改造和新建,但由于经济原因和局部利益,追求以催化装置为主,走深加工路线,劣质油加工路线的思路没有转变。采购的原油资源偏重、偏劣,过分追求价差效益。使得化工原料偏紧的状态和重整原料不足的情况没有改善,而且所有改造和新建炼油企业均是即追求油品又要求提供化工原料,炼油产品调整的灵活性很差,基本是装置格局决定了产品结构。近期规划、实施的项目对装置结构调整是以加工含硫油、劣质油、重质油和提高企业经济效益为目的,没有把解决汽油质量、化工原料不足放在首位,虽然取得了一

35、定成效,但问题仍然比较突出:高辛烷值组分产能低,催化重整、烷基化和异构化装置少;加氢裂化、加氢处理和加氢精制能力不足;化工轻油日益短缺矛盾突出等,装置结构弊端始终没有得到缓解。5结语我国炼油产业装置结构和产品结构的调整是长期性的,炼油装置结构与国外主要国家相比的差异并没有减少,汽油调合组分中辛烷值缺少的矛盾不但短期内很难得到解决,在考虑各种工艺技术和高辛烷值组分的提高后,辛烷值缺口在未来几年内还在加大。我国炼油企业的发展,主要矛盾是资源短缺,包括数量和质量。面对油品升级的加快,原油价格的高涨,国内整体油品资源的紧缺,平衡油品质量和汽车发展之间的矛盾,已成为一个巫待解决的问题。 MTBE类汽油因

36、饱和蒸气压高而存在的气阻问题,环境污染问题以及提高辛烷值效率低等原因,必然在市场上不占优势,属于准淘汰产品。MMT作为炼厂一种经济、有效的辛烷值改进剂,在国内炼油企业中的使用有极强的广泛性。它不仅可以增加汽油调合的灵活性,改善汽油结构,满足市场需求,同时还可以减少能源消耗,降低炼厂温室气体排放。当然,MMT并不是没有缺陷的。锰作为重金属元素,或多或少的会对环境造成负面影响。根据美国环保局的调查显示,含MMT的汽油燃烧时,30%的锰会从汽车排气管直接排入大气,其中99.9%的锰转化为级化锰排出.并吸附在细小的颗粒物上,可被吸入人体。锰具有神经毒性,长期低浓度接触,可使人的运动协调能力、视感知和运

37、动速度发生改变。鉴于目前发达国家的标准中,MMT也在限量范围内使用,从国家、企业利益上分析,未来一段时间内应保持生产者、消费者使用选择权。在制定国家清洁汽油标准时,应特别注意我国炼油装置配置和资源结构,合理制定MMT限量范围。综上所述,MMT作为一种主流的汽油抗爆剂,成本低,相对环保,各大炼油企业对MMT的依赖性和广泛性在加强,在未来的几年内继续占有市场的绝对优势。但MMT不是绿色抗爆剂,其的毒性不可忽略,所以未来的汽油抗爆剂应该向使用效果显著且使用后对环境冲击小等优点的绿色高效抗爆剂发展。乙醇由于其来源容易和对环境危害较小,只要解决了成本问题和气其遇水即醇油分相的缺点,乙醇将有望成为未来主要的汽油抗爆剂。

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