高辛烷值
研究法辛烷值
研究法辛烷值
法辛烷值是衡量燃油品质的重要指标之一，它代表了燃油的抗爆震能力。
辛烷值越高，表示燃油的抗爆震能力越强，燃烧更充分、更稳定，燃油的品质也更高。
研究法辛烷值的方法主要有两种：标准燃料比较法和研究法。
标准燃料比较法是通过将待测燃油与已知辛烷值的标准燃料进行比较，来确定待测燃油的辛烷值。
常用的标准燃料有异辛烷、正庚烷等。
该方法简单、快速，但需要一些标准燃料作为参照物，同时也存在一定的误差。
研究法是通过实验室的实验来测定燃油的辛烷值。
常用的研究方法有发动机法、燃烧室法和临界压缩法等。
其中，发动机法是最常用的方法之一，它使用一个特定的标准发动机来不断改变点火提前角度，观察和记录燃油的燃烧情况，从而确定其辛烷值。
这种方法能够较准确地测定燃油的辛烷值，但需要一些专用设备，并且测试周期较长，成本也较高。
在研究法辛烷值的研究过程中，还可以采用一些改进的方法，如加入一些抗爆震剂或添加剂来提高燃油的辛烷值。
这些方法可以通过实验室的研究来验证其有效性，并根据研究结果进行调整和改进。
总之，研究法辛烷值是燃油品质研究的重要方向之一，通过不断改进研究方法和技术手段，可以更准确地测定燃油的辛烷值，为燃油品质的提高和优化提供科学依据。
国内汽油辛烷值方式 ron mon
随着汽车的普及和生活水平的提高，汽油作为主要的动力能源在人们的生活中扮演着重要的角色。
在选择汽油时，人们往往会关注辛烷值，辛烷值越高意味着汽油的抗爆性能越好，对发动机的性能和排放也有着重要影响。
二、RON 和 MON 辛烷值的概念1. RON 的概念RON，即汽油的辛烷值（Research Octane Number），是指将汽油与异辛烷按一定比例混合后，在标准化实验条件下，能够承受高压而不自燃的抗爆性能。
RON 值越高，汽油抗爆性能越好，通常用于评价汽油的抗爆性能。
2. MON 的概念MON，即汽油的辛烷值（Motor Octane Number），是指在高速和高负荷条件下发动机燃烧室内的燃油混合物能够抵抗自燃的能力。
MON 值可以更准确地反映汽油在实际发动机工作状态下的抗爆性能。
3. RON 和 MON 辛烷值的关系通常情况下，RON 值会比 MON 值高，因为在实际的发动机工作状态下，汽油的抗爆性能要求更高，而 RON 值可以更全面地反映汽油的三、国内汽油辛烷值的测试方法1. 国标 GB 5486-2008《机动车用汽油》根据国家标准 GB 5486-2008 《机动车用汽油》规定，国内的汽油辛烷值测试采用采用研究法和马达法相结合的方式进行。
具体步骤包括：将汽油与异辛烷按一定比例混合后进行标准化实验，通过测试仪器的测量和分析，得出汽油的 RON 和 MON 值。
2. 测试方法的优势采用研究法和马达法相结合的测试方法，可以充分考虑汽油在不同工况下的抗爆性能，能够更全面地反映汽油的品质。
四、国内汽油辛烷值的实际应用1. 对汽车性能的影响汽油的辛烷值直接影响着汽车的性能和燃油的燃烧效率，辛烷值越高，汽车的抗爆性能越好，燃烧效率也更高，从而提高了汽车的动力性和经济性。
2. 对环境的影响辛烷值高的汽油燃烧更充分，排放更干净，能够有效减少有害气体的排放，对改善空气质量和保护环境具有重要意义。
五、国内汽油辛烷值的发展趋势1. 技术的不断进步随着技术的发展，汽油调合技术、添加剂技术等不断成熟，可以有效提高汽油的辛烷值，为汽油的品质带来了不断的提升。
醇类燃料的概况
醇类燃料的概况醇类燃料在常温常压下为液态，而且热值比石油燃料低，辛烷值高，汽化潜热高，且燃料自身含氧。
以上特点决定了醇类燃料具有良好的燃烧性能：碳氢比例小导致火焰传播较快，滞燃期较短，而且循环变动小，热效率高，可以在更稀的混合气的情况下燃烧；燃料本身还含有氧，这使得排放废气中CO和HC含量较低，又由于其汽化潜热大，在大负荷下能够降低燃烧室的温度并且抑制NOx 的生成，由此可得醇类燃料是一种清洁、可再生能源。
本文中所提到的醇类燃料，一般情况下主要指甲醇、乙醇和本课题所研究的丁醇，它们都属于含氧燃料。
由于醇类燃料富含氧，而且燃烧比汽油更彻底，因此在汽车排放尾气中HC和CO 的含量显著降低。
这不仅使普通汽油燃烧不完全所形成的炭粒积聚问题得到解决，同时也避免了因形成积炭引起的故障，从而使发动机的使用寿命延长。
醇类燃料具有高辛烷值（甲醇：112；乙醇：111），油品的抗爆性能高，使汽油机的压缩比和发动机的动力性得到提高。
醇类燃料的着火界限较宽，并且火焰传播速度快，可采用稀薄燃烧方式来提高经济性。
汽油中含有氧化添加剂MTBE，这会对地下水和饮用水源造成污染，而醇类燃料自身含氧的特性克服了这一缺点。
近年来，国内对醇类（主要是甲醇、乙醇）汽油混合燃料的研究主要集中在燃烧特性、动力性和排放特性上[4~8] 。
目前，大多采用掺烧的办法对醇类燃料进行研究，根据受不同因素的影响来调节掺烧的比例。
国外有许多国家在大力发展醇类燃料，在美国，乙醇产量逐年增长，美国现约有200万辆可燃用多种燃料的汽车，既可使用汽油也可使用E85乙醇汽油。
巴西是世界上最大的乙醇生产国，巴西汽车的乙醇与汽油合成燃料已商品化，乙醇汽车占巴西汽车总量的40%[9]。
1990年日本北海道大学农业工程系的Naguchi和Tarra两位教授对酒精在柴油机上的应用进行研究，他们完成了双燃料发动机特性及发动机控制系统静态特性试验[10]。
德国在完成M15的推广后，又开始了M100方案的研究。
辛烷值
辛烷值辛烷值是表示汽油抗爆性的项目。
抗爆性是指汽油在发动机内(在汽油发动机中，燃料是靠电火花点燃而燃烧，故汽油机也可称作点燃式发动机)燃烧时防止发生爆震的能力。
爆震是汽油发动机中一种不正常的燃烧现象，爆震燃烧时，发动机会发生强烈震动，并发出金属敲击声，随即功率下降，排气管冒黑烟，耗油量增多，严重的爆震会使发动机零件毁损。
辛烷值是车用汽油使用性能的最重要的质量指标，车用汽油的牌号是按照辛烷值来划分的。
车用汽油的辛烷值与其化学组成有密切关系，正构烷烃的辛烷值最低，高度分支的异构烷烃和芳香烃辛烷值最高，环烷烃介于二者之间。
汽油的辛烷值测定方法有2种：马达法和研究法。
马达法辛烷值与发动机在高速运转条件下的抗爆性相关联，研究法辛烷值则与发动机在低速运转下的抗爆性相关联。
用研究法测定的辛烷值的数值高于用马达法测定的辛烷值的数值。
马达法辛烷值与研究法辛烷值之差称为汽油的敏感性或第三度。
马达法辛烷值和研究法辛烷值的平均值称为抗爆指数。
烷值较低的汽油(或石脑油)馏分，在高温下经过贵金属催化剂(如铂、铼、铱)将其中所含的环烷烃及烷烃经过六元环烷脱氢反应、五元环烷或直链烷烃的异构化反应、烷烃的脱氢环化反应，以及芳烃脱烷基等反应，转化为苯、甲苯、二甲苯类、乙苯类等芳烃，以提供芳烃等化工原料或生产高辛烷值汽油。
这种在重整反应过程中生成的汽油就叫重整汽油，由于其中芳烃含量高，可以作为高辛烷值汽油的调和组分。
以辛烷值来衡量，直链烷烃最差，带支链烷烃和烯烃以及芳香烃是比较理想的成分。
所以，在炼油厂里还需要设有专门生产芳香烃和带支链烷烃的装置，将它们具有高辛烷值的产物掺入汽油中去，以达到93号、97号或98号车用汽油的要求。
在生产芳香烃方面，用的是以铂为催化剂的催化重整工艺，通过它可以把环烷烃脱氢为芳香烃。
在生产带支链烷烃方面，主要用的是烷基化工艺，就是以催化裂化气体中的丙烯、丁烯及异丁烷为原料，以硫酸或氢氟酸为催化剂合成烷基化油（工业异辛烷）；还可采用异构化工艺将直链烷烃转化为带支链烷烃。
MTBE
甲基叔丁基醚(MTBE)是汽油的辛烷值改进剂,在汽油的无铅化中发挥了重要作用,但近来发现它会污染地下水。
MTBE（甲基叔丁基醚，分子式C4H9OCH3）是一种高辛烷值汽油组分，其基础辛烷值RON：118，MON：100，是优良的汽油高辛烷值添加剂和抗爆剂。
MTBE与汽油可以任意比例互溶而不发生分层现象，与汽油组分调和时，有良好的调和效应，调和辛烷值高于其净辛烷值。
MTBE含氧量相对较高，能够显著改善汽车尾气排放。
MTBE具有良好的化学安定性和物理安定性，在空气中不易生成过氧化物，MTBE毒性很低，在生产和使用过程中，不会产生严重毒害人体健康的问题。
MTBE，即甲基叔丁基醚，是一种由甲醇和异丁烯合成的醚类化合物，具有较高的辛烷值。
MTBE加入汽油，不仅可以提高汽油的辛烷值，而且可以降低汽车尾气中VOC、有害气体和氮氧化物的排放。
高压缩比发动机要求比较高的辛烷值，与传统低压缩比发动机相比，它有更高的燃烧效率。
提高燃油辛烷值的物质包括铅、芳香族、MMT、氧化物（醚和乙醇）、烷基化物或其同分异构物等。
而它们对排放水平的影响也不同。
MTBE的混合辛烷值（BOVs）是117－121RON和99－103MON，是一种高辛烷值组分。
MTBE的高辛烷值提供了一种改善低辛烷值汽油组分的便利方法。
因为MTBE具有相对低的RVP（雷德蒸汽压）和沸点温度，特别适合于混合在高级汽油中，这种汽油一般含有高沸点范围的高辛烷值组分。
在高级汽油中混合MTBE降低了50％馏出温度（T50），增加了炼油厂在生产高品质成品油方面的机动性，也优化了在驾驶条件下的汽油性能。
辛烷值详解
辛烷值详解爆震(震爆Knocking)汽车用油主要成分是C5H12~C12H26之烃类混合物，当汽油蒸汽在气缸内燃烧时(活塞将汽油与空气混合压缩后，火花塞再点火燃烧)，常因燃烧急速而发生引擎不正常燃爆现象，称为爆震(震爆) 。
在燃烧过程中如果火焰传播速度或火焰波与波形发生突变，如引起燃烧室其它地方自动着火(非火星塞点火漫延)，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，有如爆炸，故称为爆震(震爆)。
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。
爆震之原因：(1) 汽油辛烷值太低。
(2)压缩比过高。
(3)点火时间太早。
(4)燃烧室局部过热。
(5)混合汽温度或压力太高。
(6)混合汽太稀。
(7)预热。
(8)汽缸内部积碳。
(9)其他如冷却系或故障等。
减少爆震方法：(1) 提高汽油辛烷值。
(2)减低压缩比。
(3)校正点火正时。
(4)降低进汽温度。
(5) 减少燃烧室尾部混合汽量。
(6)增加进汽涡流。
(7)缩短火焰路程。
(8)保持冷却系作用良好。
辛烷值爆震时大大减低引擎动力，实验显示，烃类的化学结构在震爆上有极大的影响。
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。
如环戊烷之辛烷值为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。
此为无铅汽油标示来源，目前有辛烷值为92，95，98等级之无铅汽油，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。
例如95无铅汽油的抗震爆强度相当于标准油中含有百分之九十五的异辛烷及百分之五的正庚烷的抗震爆强度。
高辛烷值汽油组分制取
（2）生产MTBE的工艺流程
催化剂： 大孔强酸性阳离子交换树脂。
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（3）新的醚化技术 除用异丁烯生产MTBE之外，还可用异戊烯和 C5～C8烯烃生产叔戊基甲基醚（TAME）和混合 醚。 醚化技术的进展主要反映在以下几方面：
催化剂：三功能催化剂 催化剂同时具有叔碳原子烯烃醚化、二烯烃选择 性加氢和双键异构使其成为活性烯烃的功能。 反应技术： 催化蒸馏 将固定床反应器与蒸馏塔合于一个设备，利用反 应放出的热量进行蒸馏。生成的醚连续分出，使反应 平衡有利于醚的生成，异丁烯的转化率可提高到 99%。
2，2，4－三甲基戊烷（RON=100）
H2SO4，HF
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（2）反应机理 正碳离子反应机理。 （3）催化剂 无水氯化铝、硫酸、氢氟酸 固体酸、离子液体
烯烃与异丁烷的反应
• 异丁烷与异丁烯反应生成2，2，4-三甲基戊烷
• 异丁烷与1-丁烯反应生成2，2-二甲基己烷
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• 异丁烷与2-丁烯反应生成2，2，3-三甲基戊烷
（1）烷基化反应和产物 烷基化所使用的烯烃原料和催化剂不同，烷基化反应 和产物也不同。 异丁烷＋乙烯 丁烯－2＋异丁烷
AlCl3
2，3－二甲基丁烷（RON=103.5） 2，2，4－三甲基戊烷（RON=100）
AlCl3
由于汽油中芳烃、烯烃含量的限制，烷基化汽 油的生产意义更大。
异丁烯＋异丁烷H2SO源自，HF AlCl3催化烷基化 生产高新烷值汽油
丁烯、异丁烷 生产烷基苯 • 烷基化反应在有机合成中应用是十分广 泛的 芳烃、乙烯、丙烯、α烯烃 合成高辛烷值汽油组分 HF、H2SO4、AlCl3、 合成烷基苯 离子液体、杂多酸 • 原料 • 催化剂
烷基化汽油的性质及特点
异丁烷与小分子烯烃生成的烷基化油为C5～C9的异构烷烃混合物，其中以富含各种三甲基戊烷的C8为主要成分，是理想的高辛烷值清洁汽油组分。
烷基化油具有以下特点：①辛烷值高(其RON 可达96，MON 可达94，在内燃机中燃烧后，排气烟雾少，不引起爆震，是清洁汽油理想的高辛烷值调合组分；②不含烯烃、芳烃，硫含量也很低，将烷基化汽油调入汽油中通过稀释作用可以降低汽油中的烯烃、芳烃、硫等有害组分的含量；③蒸气压较低。
④烷基化油几乎完全是由饱和的分支链烷烃所组成，因此还可以用烷基化油作成各种溶剂油使用。
正是由于烷基化汽油的各种优点，使得烷基化工艺蓬勃发展。
烷基化油生产的发展开始于二次世界大战期间，用于生产航空汽油，但当时数量不大。
烷基化包括直接烷基化与间接烷基化（拟烷基化）两种反应形式及工艺技术。
直接烷基化是指异丁烷和丁烯在强酸催化剂的作用下发生烷基化反应生成烷基化油的过程。
在传统液体酸烷基化工艺中，可以按所用催化剂分为硫酸烷基化和氢氟酸烷基化工艺。
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。
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1、叠和过程
定义：两个或两个以上的烯烃结合成较大的烯烃。 催化剂：磷酸负载在硅藻土上的催化剂或无定型 硅铝或者ZSM-5分子筛 原料：催化、热裂化、焦化过程的附产气体（含 丙烯和丁烯）。未分离的炼厂气（乙烯、丙烯、 丁烯、戊烯混合物） 分类：非选择性叠和、选择性叠和（炼厂气分离 后，成份单一，选择性高）
高辛烷值醚类： 3、高辛烷值醚类：MTBE
高辛烷值醚类： 3、高辛烷值醚类：MTBE
工业用催化剂：磺酸型二乙烯苯交联的聚乙烯结构的大孔强酸性阳离 子交换树脂。 温度低于120℃，低温下使用，不耐高温，寿命2年。
高辛烷值醚类： 3、高辛烷值醚类：MTBE
高辛烷值醚类： 3、高辛烷值醚类：MTBE
压缩冷却
化工原料
塔底 冷却塔顶 回流
7段式反应段，前5段反应器，6 段为沉降段 硫酸约为产量的5Wt%
异丁烷塔
塔顶
正丁烷
化工原料
阶段式反应器 反应器底部
塔顶回流
异丁烷和丁烯
塔顶 冷凝后回反应器
硫酸催化剂 0.25MPa，10℃ 碱洗、水洗
产物分馏塔
塔底
未反应异丁烷
塔顶
塔底
产品出装置
碱洗水洗
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
塔顶 塔底
叠和反应催化剂： 叠和反应催化剂：磷酸催化剂
磷酸负载硅藻土 磷酸负载活性炭 浸泡过磷酸的石英砂 载在硅胶上的磷酸或磷酸铜 “固体磷酸催化剂”： 磷酸和硅藻土混合煅烧（温度<300~400），圆柱 体
叠和反应催化剂： 叠和反应催化剂：磷酸催化剂
叠和反应工艺流程
叠和反应工艺流程
2、烷基化反应
定义：异构烷烃与烯烃反应，烷烃的活泼氢原子位置被系统取代。异 构烷烃的叔碳原子上的氢原子比正碳烷烃上伯碳原子上的氢原子活泼 多了，必须用异构烷烃作为原料。 产物抗暴性能好，RON96，MON94，不含低分子量的烯烃，排气中 烟雾少，不易引起振动。 催化剂：无水氯化铝，硫酸，HF酸，磷酸，硅酸铝，氟化硼，泡沸石， 氧化铝-铂催化剂 工业化催化剂：无水氯化铝，硫酸，HF酸 常用工业催化剂：硫酸， 酸 常用工业催化剂：硫酸，HF酸
烷基化工艺流程和操作条件： 2、烷基化工艺流程和操作条件：硫酸法工艺
烷基化工艺流程和操作条件： 2、烷基化工艺流程和操作条件：硫酸法工艺
FCC，Delayed Coking 液化气 脱硫和碱洗 缓冲罐
1.7MPa 塔底温度100 塔顶
脱丙烷塔 塔顶回流
分馏
塔底
丙烷和丙烯 丁烷和丁烯
0.6~0.7MPa 60 0.6~0.7MPa，60℃
塔底210℃
正丁烷分馏塔
塔顶回流 回异丁烷塔
再蒸馏塔
重烷基油
烷基化工艺流程和操作条件：HF酸工艺 2、烷基化工艺流程和操作条件：HF酸工艺
3、高辛烷值醚类
目的：降低汽油中的挥发性物质，有毒性物质，降低奔、芳烃、硫、烯烃 （特别是戊烯）等的含硫及蒸汽压，并要求含有一定的O，同时抗暴指数 保持较大值，如87以上。汽油中加入醚类可满足要求。
4、芳烃抽提
得到BTX：苯、甲苯、二甲苯 （Benzene、toluene、xylene）
4、芳烃抽提
UDEX工艺：以重整脱戊烷油为原料，通过抽提得到混合芳烃，再经
过精馏过程得到高纯度的BTX。 1、抽提部分 2、溶剂回收部分 3、溶剂再生部分
2、烷基化反应和产物
2，3-二甲基丁烷，RON：102，收率：92% ， 二甲基丁烷 二甲基丁烷， ： ，收率：
2、烷基化反应和产物
2，3-二甲基戊烷，RON：71 ， 二甲基戊烷 二甲基戊烷， ：
2、烷基化反应和产物
RON：71 ：
RON：100~106 ：
2、烷基化反应和产物
烷基化反应机理： 2、烷基化反应机理：正碳离子机理
烷基化反应机理： 2、烷基化反应机理：正碳离子机理
2、烷基化催化剂
工业用HF酸催化剂：86～95％浓度，过高，产物品质下降；过低，HF酸 腐蚀设备，带来副反应，增加烯烃叠合和生成氟代烷。 反应在液相催化剂中进行
2、烷基化工艺流程和操作条件
装置分为以下几部分：
反应的预处理和预分馏 反应系统 分离催化剂 产品中和 产品分馏 废催化剂处理 压缩冷冻
叠和反应和主要影响因素： 叠和反应和主要影响因素：正碳离子机理
叠和反应和主要影响因素： 叠和反应和主要影响因素：正碳离子机理
叠和副反应：烯烃加氢去叠和反应 催化叠和反应中，相对转化率比较
异丁烯： 100 正丁烯： 90~100 丙烯：70~100 乙烯：20~30
平衡转化率：反应温度和压力 放热反应，温度越高，转化率越低，反应压力越高，转化率越高。 生产叠和汽油，压力3~5MPa