CN105132049A

CN105132049A - 一种以烷基化油为主的清洁调和汽油

Info

Publication number: CN105132049A
Application number: CN201510500399.4A
Authority: CN
Inventors: 刘锦超
Original assignee: CHENGDU TIANFENG CLEAN ENERGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: CHENGDU TIANFENG CLEAN ENERGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2015-08-17
Filing date: 2015-08-17
Publication date: 2015-12-09

Abstract

本发明公开了一种以烷基化油为主的清洁调和汽油，它由以下体积百分比的原料组成：烷基化油30～40%，重芳烃25～35%，轻质直馏汽油20～30%，多功能添加剂5～10%；所述多功能添加剂由以下体积百分比的原料组成：醚类原料30～50%，醇类原料20～40%，酚类原料10～30%。本发明通过碳分布是否合理的原则，确定轻重汽油组份比例，实现汽油馏程的丰满，充分发挥发动机效率；以分子中碳原子个数分布是否均匀，并结合添加剂补充，实现汽油辛烷值按馏程均匀分布；用高含氧醚类、醇类和酚类作多功能添加剂，解决发动机的清洁燃烧问题，形成动力性、油耗性和排放性三大功能完善的清洁汽油。

Description

一种以烷基化油为主的清洁调和汽油

技术领域

本发明涉及一种基于烷基化油的清洁调和汽油，属于车用燃料技术领域。

背景技术

由于我国主要采用催化裂化工艺对原油进行加工生产汽油，因此，现有汽油中催化裂化汽油组分比例平均高达70%，该类汽油主要缺点有：（1）硫含量高，直接导致尾气中氮氧化物、二氧化硫和颗粒物排放的加剧，从而影响空气质量；（2）汽油中烯烃含量高，稳定性差，在长期储存和气温较高时，烯烃会发生缓慢自动氧化，油品变色，影响汽车使用性能；（3）辛烷值分布差，我国汽油前部馏分辛烷值低，汽油前部馏分（小于100°C）与全部汽油辛烷值相差约4个单位。而国外汽油一般相差1个单位，因此导致汽车使用性能差，例如起动性、爬坡性和加速性能变差。

烷基化油是一种重要的汽油组分，其成分是以异辛烷为主的C8异构烷烃，烷基化油的特点是辛烷值高，其辛烷值显著高于催化裂化组分，略高于重整汽油组分，且低硫，不含烯烃、芳烃，不含氧，作为调油组分时，不受烯烃、芳烃、氧含量限制。汽油中调入烷基化油后可起到以下作用：1）提高汽油辛烷值,填补了由于不加铅所造成的辛烷值空缺；2）稀释了FCC汽油组分中的烯烃和S、N等有害杂质，使其含量达标或接近达标；3）对重整汽油组分中的芳烃包括苯含量也有稀释作用。因此，烷基化油（或异辛烷）是一种近乎完美的汽油组分。

但是现有调合技术在使用烷基化油作为一种汽油组份时，往往有以下不足之处：（1）烷基化油属于低馏分组份对低馏分辛烷值贡献大，在调和油中往往导致汽油高馏分部分的辛烷值较低而影响热效率；（2）烷基化油的密度较小，在以体积为喷油的发动机系统中，会出现油耗较高和动力不足的缺陷；（3）它属于碳氢化合物，不含原子氧，在燃烧过程中完全依赖空气中的分子氧，燃烧效率尚未达到最高效率。

烷基化油作为一种优良的汽油调合组分，国外发达国家早已经在新配方汽油中添加使用，我国由于设备及技术落后的原因，直到近些年才大规模量产并进入汽油调合组分名单。但由于缺乏对烷基化油的全面研究和实验，至今尚无一种基于烷基化油的清洁汽油的技术和方法，使得烷基化油仅限于调和剂或添加剂应用。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种以烷基化油为基础组分的清洁调和汽油，该汽油辛烷值按馏程均匀分布，汽油质量得到明显改善，尾气排放更加清洁环保。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种以烷基化油为主的清洁调和汽油，由以下体积百分比的原料组成：烷基化油30～40%，重芳烃25～35%，轻质直馏汽油20～30%，多功能添加剂5～10%；

所述多功能添加剂由以下体积百分比的原料组成：醚类原料30～50%，醇类原料20～40%，酚类原料10～30%。

所述烷基化油分子中所含碳原子主要以C₇至C₉为主，其C₇至C₉原子总质量在烷基化油C原子总质量中占比95%以上，C₈原子质量在烷基化油C原子总质量中占比60%以上。

所述重芳烃分子中所含碳原子主要以C₉至C₁₃为主，其C₉至C₁₃原子总质量在重芳烃C原子总质量中占比95%以上。

所述轻质直馏汽油分子中所含碳原子主要以C₅至C₉为主，其C₅至C₉原子总质量在轻质直馏汽油C原子总质量中占比95%以上。

所述多功能添加剂中醚类原料选自聚甲氧基二甲醚，醚类原料中含有原子氧，可实现汽油的高效燃烧；所述醇类原料选自丙二醇，由于调和汽油是多种物质的混合物，丙二醇可起到助溶的作用；所述酚类原料选自二甲氨甲基邻甲酚，是一种高效的抗氧化剂。

本发明人认为，烷基化油要作为一种清洁汽油的基础油，应考虑以下三大要素：

（1）解决汽油的C分布均匀问题：C分布是对汽油馏程分布好坏的进一步评价，汽油所含烃类物质应该是从C₄至C₁₂的一个均匀分布，当整个汽油组分是集中在仅仅几个C数附近时，尽快整体汽油符合国家标准，但这种汽油燃烧时候的表现则不好，因此汽油的蒸发不好，燃烧不好、馏程分布不均匀就是C分布不好的外在表现。测试C分布，可指导调和汽油是否加入某种汽油组分，因此本发明针对烷基化油C分布在C₈附近的特点，对加入的轻质直馏汽油组分和重芳烃组分的碳原子数目做出特定要求，通过加入特定的轻质直馏汽油组分和重芳烃组分，弥补烷基化油C分布的缺陷，使得调和汽油整体的C分布更加合理，以碳分布解决了馏程丰满问题。

（2）以碳分布再加功能添加剂解决辛烷值问题。

辛烷值分布是否均匀，是另外一个衡量调和汽油质量的重要参数。可以简单地把93号汽油分成两个部分，100度馏程之前的组分（其辛烷值为头部辛烷值）和100度馏程之后的组分，当这两个组分的辛烷值相差过大时，则可认为辛烷值分布不均匀，这种汽油燃烧性能较差，且动力性和油耗性较差。本发明通过添加合适比例的轻汽油组分和重汽油组分，使得前部馏程和后部馏程的辛烷值与整个汽油的辛烷值相差不超过1个单位。

（3）以功能性添加剂加入解决高效燃烧问题。

高效燃烧与均匀燃烧是实现汽油清洁化的关键。由于汽油组份完全是碳氢化合物，其燃烧过程是其与空气中的氧发生氧化反应。由于空气中的氧属于分子状态，它的碳氢物的氧化过程远不如原子氧。本发明将高含氧醚类、醇类和酚类原料作为添加剂加入汽油组份中，将大大促进汽油的高效燃烧，以原子氧的燃烧功能、增溶功能和分散功能解决发动机的清洁燃烧问题，真正成为一种动力性、油耗性和排放性三大功能完善的清洁汽油。

综上，本发明针对现有国标汽油在发动机内燃烧后，尾气排放不好的技术瓶颈，选择烷基化油作为基础组份制备一种清洁调和汽油。通过碳分布是否合理的原则，确定汽油重组份和汽油轻组份的比例，实现汽油馏程的丰满，使发动机效率充分发挥；同时以分子中碳原子个数分布是否均匀，并结合添加剂补充，实现汽油辛烷值按馏程均匀分布，使发动机功能充分发挥，并用高含氧醚类、醇类和酚类作为添加剂，以其原子氧的燃烧功能、增溶功能和分散功能，解决发动机的清洁燃烧问题，形成一个动力性、油耗性和排放性三大功能完善的清洁汽油。

具体实施方式

为了更加清楚的理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。

下述实施例中所用原料的制备方法为：

1、烷基化油

烷基化油是以炼厂气中异丁烷和烯烃（丙烯、n-丁烯、i-丁烯及碳数更高的烯烃为原料，在酸催化剂的作用下通过烷基化反应而生成的异构烷烃的混合物。所得到的烷基化油分子中所含碳原子主要以C₇至C₉为主，其C₇至C₉原子总质量在烷基化油C原子总质量中占比95%以上，C₈原子质量在烷基化油C原子总质量中占比60%以上。

2、重芳烃

以原油经催化裂化后所得的回炼油或油浆为原料，经减压蒸馏和双溶剂抽提得到重芳烃。所得到的重芳烃分子中所含碳原子主要以C₉至C₁₃为主，其C₉至C₁₃原子总质量在重芳烃C原子总质量中占比95%以上。

3、轻质直馏汽油

由原油经直接分馏（蒸馏法）而得，在常压蒸馏时，蒸馏塔顶部出来的由初馏点至140℃油蒸气混合物经冷凝后获得的混合物。所得到的轻质直馏汽油分子中所含碳原子主要以C₅至C₉为主，其C₅至C₉原子总质量在轻质直馏汽油C原子总质量中占比95%以上。

实施例1：

本实施例中的清洁调和汽油由以下体积百分比的原料组成：烷基化油30%，重芳烃35%，轻质直馏汽油30%，多功能添加剂5%；

上述多功能添加剂由以下体积百分比的原料组成：聚甲氧基二甲醚50%，丙二醇40%，二甲氨甲基邻甲酚10%。

实施例2：

本实施例中的清洁调和汽油由以下体积百分比的原料组成：烷基化油40%，重芳烃35%，轻质直馏汽油20%，多功能添加剂5%；

上述多功能添加剂由以下体积百分比的原料组成：聚甲氧基二甲醚30%，丙二醇40%，二甲氨甲基邻甲酚30%。

实施例3：

本实施例中的清洁调和汽油由以下体积百分比的原料组成：烷基化油40%，重芳烃25%，轻质直馏汽油25%，多功能添加剂10%；

上述多功能添加剂由以下体积百分比的原料组成：聚甲氧基二甲醚50%，丙二醇20%，二甲氨甲基邻甲酚30%。

上述实施例中清洁调和汽油的制备方法是：先按照多功能添加剂的原料组成将所用原料按比例混合搅拌均匀制得多功能添加剂，再按照实施例所述配方组成按比例混合搅拌均匀即得。

将上述三个实施例所得的汽油与国标93#汽油按馏出温度进行辛烷值检测，结果见下表所示：

将上述三个实施例所得的清洁调和汽油与93#汽油进行燃油消耗、污染物排放等性能检测，具体检测项目见以下所述：

一、整车动力性能比较：

二、燃料消耗量比较：

三、排放污染物测量：

综上，本发明较97#汽油其CO的排放量减少了50%左右，HC的排放量减少了40%左右。

四、标准达标检测

以上各表可以看出，本发明提供的清洁调和汽油各馏程辛烷值分布均匀，硫含量和烯烃含量低，汽油质量好，动力强，油耗低，并且汽车尾气中一氧化碳和碳氢化合物的排放量也大大下降。

Claims

1.一种以烷基化油为主的清洁调和汽油，其特征在于：由以下体积百分比的原料组成：烷基化油30～40%，重芳烃25～35%，轻质直馏汽油20～30%，多功能添加剂5～10%；

2.根据权利要求1所述的一种以烷基化油为主的清洁调和汽油，其特征在于：所述烷基化油的C₇至C₉原子总质量在烷基化油C原子总质量中占比95%以上，C₈原子质量在烷基化油C原子总质量中占比60%以上。

3.根据权利要求1所述的一种以烷基化油为主的清洁调和汽油，其特征在于：所述重芳烃的C₉至C₁₃原子总质量在重芳烃C原子总质量中占比95%以上。

4.根据权利要求1所述的一种以烷基化油为主的清洁调和汽油，其特征在于：所述轻质直馏汽油的C₅至C₉原子总质量在轻质直馏汽油C原子总质量中占比95%以上。

5.根据权利要求1所述的一种以烷基化油为主的清洁调和汽油，其特征在于：所述醚类原料选自聚甲氧基二甲醚，所述醇类原料选自丙二醇，所述酚类原料选自二甲氨甲基邻甲酚。