烷基化
烷基化汽油基础知识
一.提高汽油辛烷值的途径
目前提高汽油辛烷值的技术主要有催化重整技术、烷基化技术、异构化技术和添加汽油辛烷值改进剂（抗爆剂）。
（一）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。
（二）烷基化汽油是用LPG中的异丁烷与丁烯-1、丁烯-2、异丁烯反应生成异辛烷，所以烷基化汽油组分全是异辛烷，它辛烷值高、敏感度好、蒸气压低、沸点范围宽，不含芳烃、硫和烯烃的饱和烃，是理想的高辛烷值清洁汽油组分。
（三）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（C5/6）中的直链烷烃转化为支链烷烃，从而提高汽油辛烷值10%～22%。
各种添加剂能显著地提高汽油抗爆性的能力，如MTBE是开发和应用最早的醚类辛烷值改进剂，但由于它们不是汽油的组分（烃类），往往在使用过程中会带来这样那样的问题，同时添加剂的价格往往很高。
二.汽油的基础组分
美国的汽油构成大致为催化裂化汽油占 1/3，催化重整汽油占 1/3，其他高辛烷值调合组分占 1/3。西欧催化裂化汽油 27%，催化重整汽油 47%，剩余部分主要是其他高辛烷值组分。
我国汽油中催化裂化汽油比例高达 75%，重整汽油、烷基化油、MTBE等比例很低，汽油组成的差别使得我国汽油质量与国外有明显差距。
我国目前车用汽油质量的主要问题是，烯烃含量和硫含量较高
附加：辛烷值代表汽油抗爆性能高低，“马达法”辛烷值测定条件苛刻，更贴近于汽车在高速、重负荷条件下行驶过程中汽油的抗爆性；而“研究法”辛烷值测定条件温和，反映汽车缓慢行驶时汽油的抗爆性。对同一种汽油，其研究法辛烷值比马达法辛烷值高大约0～15个单位。
研究表明，中国研究法标号90号相当于美国马达法标号的82号；中国研究法标号93号相当于美国马达法标号的85号；中国研究法标号97号相当于美国马达法标号的87号。也就是说，国产最好的97#汽油，仅仅相当于美国品质最差的87#汽油。虽然辛烷值只是汽油重要指标之一，不过国内油品质量与美国的差距，由此可见一斑！
汽油指标的秘密
汽油指标除了辛烷值之外，还有其他诸多参考指标，我们判断汽油指标好坏，需要从汽油的几个关键性指标入手。汽油主要指标包括辛烷值、胶质、馏程、蒸汽压、硫含量等，其中辛烷值、胶质、蒸汽压、馏程等指标直接关系到汽油使用性能；而硫含量等指标则作为重要的环保指标，国内汽油标准主要依据硫含量高低来制定，但对汽油燃烧使用性能影
响较小。
那么，我们怎么来分析这几个代表性指标呢？让我们帮你涨姿势。
1.辛烷值
汽油标号就是按照辛烷值高低来制定的，辛烷值越高，燃烧抗爆性能越好。一般来说，高价豪车发动机压缩比较高，土豪车主们都喜欢用97#汽油，能保证汽车平稳运行，且降低油耗。
2.胶质
代表汽油安定性好坏，胶质过高，导致进气系统产生沉积或使进气阀发生粘结，一般要求汽油在加入清净剂之前未洗胶质低于30mg/100ml。如果汽油胶质太高，进气系统堵了，那么只好求助4S店了。
3.馏程与蒸汽压
馏程是指在一定温度范围内该石油产品中可能蒸馏出来的油品数量和温度的标示，汽油馏程包括初馏点、10%、50%、90%馏出温度以及终馏点，不同馏出温度代表不同意义。
10%馏出温度代表汽油中轻组分的多少，一定范围内10%馏出温度越低则汽车启动性能好；50%馏出温度代表汽油平均蒸发性低，越低则发动机加速性能越好；90%馏出温度以及终馏点代表汽油重组分的多少，越低则汽油燃烧越完全，反之燃烧冒黑烟，油耗增大且磨损发动机。
蒸汽压，指汽油蒸发达到平衡后汽油蒸汽对容器壁产生的压力，蒸汽压用来判断气阻大小。一般来说汽油中轻组分越多，则蒸汽压越大，若汽油初馏点以及10%馏出温度过低，则汽油产生气阻概率越大。如果你不小心添加了蒸汽压超标的汽油，尤其夏季气温较高，汽油挥发性能提升，那么请车主注意可能随时断油熄火！
4.硫含量
汽油燃烧过程中，产生SO2等含硫化物，对空气污染严重。随着国家对环境保护力度不断加强，对汽油硫含量要求越来越严格，当前国IV标准汽油要求硫含量不高于50ppm，而国V汽油标准要求硫含量低于10ppm。当然，随着硫含量降低，增加的生产成本是需要我们车主们埋单的。
成品油，为什么要调？
虽然中国以欧洲汽油标准为参照，制定了国内汽油标准，但国内炼油厂生产的汽油品质难以达到标准要求，怎么办？
人民的智慧是无限的，所谓上有政策，下有对策，我们炼厂直接生产的汽油品质先天不足，那么就用调和手段进行后天补充。油品质量诉求与市场供需矛盾，是为什么国产汽油必须要调的原因。 说到这里，大家可能想知道，国内汽油品质为何先天不足？这要从两方面说起，一是加工原料，二是加工设备。
1.加工原料
国内汽油品质差强人意，除了极少量来源于进口之外，中石油、中石化是主要供应来
源，另外还有相当部分汽油来源于地方炼厂以及社会调和单位，具体如上图所示。
中石油、中石化作为国内油品供应的龙头大哥，国内油品市场唯其马首是瞻，中石化、中石油两大集团基本可以代表国内成品油供应方。其中，中石化加工原油主要来自于中东地区的高硫中质原油，诸如沙特阿拉伯、阿联酋，伊朗，伊拉克等国家；中石油加工原油则主要是国产高硫中质原油，包括大庆、胜利等油田原油等。
相对而言，欧洲炼厂加工北海原油以及美国WTI原油皆属于低硫轻质甜原油，生产加工容易，轻汽油产量高且对设备腐蚀程度较小。相比之下，国内中石油、中石化等主营炼厂加工原油品质就略逊一筹，所生产的汽油质量难免有瑕疵，至于地方炼厂以及社会调和单位生产的汽油，你懂得...（国内地方炼厂加工的原料主要包括马瑞二次原油、俄罗斯M100燃料油、新加坡180#、280#、380#燃料油等劣质原料，原料品质甚至不及高硫重质原油，炼制产出汽油品质更差，产品收率也是低的可怜。）
调和单位，则遍布国内大江南北，调和商家利用各种化工原料以及汽油半成品调和生产汽油，在一定时期内弥补国内油品供应不足的尴尬境地。其中，不乏质量优良的调和汽油品质直追国产汽油，但由于调和操作不规范，调和单位生产汽油品质参差不齐，近年来多起“汽油门”事件矛头均指向调和单位的调和油，令众多用油客户闻调和油色变，调和油品牌可谓一朝尽丧。
2.加工设备
我国生产汽油主要是以催化裂化为主，催化汽油辛烷值相对较低，硫含量高，烯烃含量高（车用汽油中烯烃含量高达30~40%）；而品质较高的重整汽油、烷基化汽油、醚化汽油等组分占比较少。
从催化重整装置的加工能力比来看，我国仅有原油加工能力的6%，再加上生产高辛烷值汽油组分的烷基化、异构化和醚化装置的总比例也不到7%，这个数据在美国是32.5%，俄罗斯是14.15%，日本是15.74%。这种装置说明了我国汽油组分与国外的差异。此外，从加氢裂化、加氢精制、加氢处理三类加氢装置的总比例开看，我国仅有20.1%，美国73.54%，日本87.74%，欧盟60%，说明我国炼厂在产品脱硫精制方面的差距。
作为地方炼厂来说，通过投资获得高品质的汽油组分，与原来催化汽油等组分进行混掺调和之后，得到满足国标要求的油品，操作更为快捷且具备良好的经济性，诸如MTBE、醋酸仲丁酯等产品得到最大化的利用。其中，MTBE作为市场上提升辛烷值的主流产品，可以有效提升汽油辛烷值，而且不影响其他指标，在国内应用多年，如今仍是方兴未艾。
另外，随着化工市场快速发展，市场上各种新型抗爆剂层出不穷，调和方案也千差万别，调和抗爆剂市场发展如火如荼，诸如金属锰剂、无灰抗爆剂，醋酸仲丁酯，碳酸二甲酯等产品不断更新。
窥一斑可知全豹，从以上分析可知，受原料、装置等条件影响，我国炼厂装置直出油品质量不足，调和技术应运而生，调油既是一种手段也是一种补充，要想产出合格油品，就不得不调！
说到这里，想必大家更想知道油是怎么调的。
汽油是怎么调成的？
汽油调和分为简单调和和纯粹调和，中石油、中石化等主营单位以及地方炼厂调和操作相对简单；而社会单位调和手段则相对复杂，属于纯粹调和。
1、炼厂加工原油，经过催化裂化装置产出90#汽油，加氢脱硫精制之后，除了辛烷值略有欠缺，其他指标基本能够符合要求。炼厂只需要在保证不影响其它指标的前提下，将辛烷值提升至93即可，这时候，诸如MTBE、MMT等抗爆剂产品发挥作用的时候到了，只需要在90#汽油中混掺8%-12%MTBE等产品，混合均匀，即可得到满足要求的93#汽油，操作十分简单，一般在炼厂内部进行操作。
2、社会调和单位利用诸多化工原料调和生产汽油，操作技术要求严格，调和方案各有千秋。不同的调和原料甚至不同指标的同种原料均对调和方案选取产生巨大影响，调和手段更是纷乱复杂，可谓是法门三千，凭君各取一瓢。具体的调和原料和调和工艺，限于篇幅就不做更多介绍了。
总而言之，基于我国国情，国产汽油品质短时间内恐难以赶超欧美，中国特色的调和操作将继续在油品舞台上发光发热。
三.烷基化汽油
1. 烷基化汽油的特点
主要为异构烷烃，几乎不含烯烃、芳烃，硫含量低
辛烷值高，辛烷值一般为95～96，甚至可达98
汽油敏感性低，研究辛烷值与马达辛烷值差值小于3
蒸气压较低，可多调入廉价高辛烷值的丁烷
燃烧热值高，可在高压缩比发动机中使用
2.烷基化原料
异构烷烃：异丁烷。
烯烃：异丁烯、1-丁烯、顺-2-丁烯和反-2-丁烯
不同的丁烯异构体的烷基化反应结果也不尽相同。以氢氟酸为催化剂时，2-丁烯烷基化产品的辛烷值最高，异丁烯烷基化产品的辛烷值次之，1-丁烯烷基化产品的辛烷值最低。以硫酸为催化剂时，1-丁烯所得烷基化油的辛烷值还稍高于2-丁烯和异丁烯烷基化产品的辛烷值。
3.烷基化工艺
主反应：
在传统液体酸异丁烷烷基化工艺中，可以按所用催化剂分为硫酸烷基化工艺和氢氟酸烷基化工艺。硫酸法的工艺有：Stratco、Kellogg、ExxonMobil、ReVAP（Phillips/ExxonMobil）、Alkad（UOP/ChevronTexaco）；氢氟酸法工艺有：UOP、Phillips (ConocoPhillips)。到2002年底，全球有107套烷基化装置采用ReVAP（Phillips/ExxonMobil）技术。目前全世界Stratco烷基化生产能力2580万t/a，ExxonMobil烷基化生产能力495万t/a。
硫酸法工艺废酸排放量大，环境污染严重；氢氟酸是易挥发的剧毒化学品，一旦泄漏将会给生产环境和周围生态环境造成严重危害。两种工艺都存在生产设备腐蚀等问题。
4. 部分汽油组分辛烷值
[隆众烷基化汽油] 面对烷基化汽油现状 喜还是忧?
2014年05月30日 16:50
来源：隆众石化网
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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，纯度高的烷基化油也可以称为异辛烷。炼油工业的烷基化一般是异丁烷在强酸性催化剂存在下与C3~C5烯烃发生反应生成烷基化油的过程。自从1938年世界上烷基化工艺首次实现工业化以来，烷基化油已成为炼油厂产品组成中重要的调合组分。
图1：油品升级带来的汽油组分变化
汽油标准升级主要体现在“降硫降锰降烯烃”等要求上。这一变化趋势将带来辛烷值（汽油抗爆性指标）损失，需要提升高辛烷值组分的比例来弥补。高辛烷值组分中，MTBE尽管辛烷值高达115，但受到氧含量限制，其添加比例目前在国内已经接近上限。烷基化油作为高辛烷值的烷烃组分，添加比例将得以提升。根据油品调和组分优化原则，随着汽油标准升级步伐推进，我们预计，烷基化油的最优添加比例将从2%（国III），提升到3%（国IV），到6%（国V），拉动幅度分别为63%、78%。
图2：高标号汽油对烷基化油需求的拉动效应
汽油标准升级、高标号需求提升，这两个趋势都要求高辛烷值组分比例增加。油品调和的组分优化分析表明：重整汽油、烷基化油比例将明显提升。主要因为二者的辛烷值明显高于中国汽油组分中占比最高的催化裂化汽油。此外由于二者烯烃含量低，也顺应了汽油标准升级提出烯烃含量下降的要求。MTBE比例将小幅上升。尽管其辛烷值特别高，但
因在氧含量限制下，其填加比例已经接近上限。催化裂化汽油、直馏汽油比例下降。主要原因是二者辛烷值偏低。
图3：烷基化汽油装置产能扩张图解
图4：已建烷基化汽油装置
虽然，烷基化油（或异辛烷）是一种近乎完美的汽油组分，但眼前烷基化装置建设的疯狂之势，与之前的芳构化装置何其相似！在国内成品油市场销售不畅，中石化等国有企业压减油品产能的大环境下，许多地方炼油企业却因不用缴纳消费税而大肆上马烷基化装置，据统计，2012年烷基化装置产能达70万吨，截止目前已达556万吨。进一步统计，
在建并将于下半年之后投产的烷基化装置新增产能将达300万吨/年。由于近几年国内附加值较高的碳四深加工行业的不断发展，碳四资源已经处于供不应求局面，这些密集上马的烷基化装置，将新增碳四需求量400余万吨/年，至少需要十几个千万吨级炼油厂才能支持，这无异于天方夜谭，也就是说，这部分新增需求除去个别新建和改扩建炼厂增加供应外，只能加剧对现有碳四资源的争夺，推动其价格快速上涨，可以预见，会有相当一部分烷基化装置会因无法获得原料连开工的机会都没有，其他烷基化装置建成开工之时，也将是亏损之日。
芳构化、烷基化等乱局的一再上演，必将对原本处于景气低谷的化工行业造成严重影响，复苏遥不可期。
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