汽油脱烯烃方法及其机理的研究进展

 2023-05-24 10:05

论文总字数:14591字

摘 要

本文综述了当前国内外汽油脱除烯烃的几项措施和机理研究。烯烃存在于汽油中会使油品稳定性下降、抗爆性能下降,烯烃在汽油运输存储过程中会发生聚合形成胶质类物质。胶质的形成不但会吸附在催化剂活性表面,造成失活,而且还会沉积于发动机中,影响发动机性能和汽车尾气的排放。当汽油中烯烃含量增加时,尾气中NOx和COx含量显著上升,而废气也会与挥发性有机物结合产生有毒化学烟雾和经太阳紫外线照射形成臭氧、甲醛、丙烯醛、过氧乙酰硝酸酯等产物,危害环境和人体健康。基于烯烃存在所带来的危害,国内外针对性地开发出一系列类脱烯烃方法,如白土精制、加氢精制、水合工艺、醚化工艺等,从而使汽油能够满足相应的燃油标准或规范。本文旨在综述各个汽油脱烯烃的反应机理与工艺特点,总结出我国汽油脱烯烃的主要原则:(1)大幅降低烯烃含量(2)较小损失辛烷值(3)活性氢消耗低、液收高

关键词:汽油,脱烯烃,催化加氢

Abstract:This paper has described several measures and mechanism research at present gasoline olefin removal at home and abroad. Discovery the presence of olefins in gasoline will lower the stability of oil, anti-knock performance degradation, transport of olefins in gasoline storage process will polymerize to form substance classes. Substance classes will not only be adsorbed on the surface of the catalyst activity, resulting in inactivation, but deposited in the engine, the affect of engine performance and exhaust emissions. When the olefin content in gasoline increase, exhausted NOx and COx levels will increase significantly. While the exhaust gas will react volatile organic to produce toxic chemical fumes and ozone formed by solar ultraviolet radiation, acrolein, peroxyacetyl nitrate and other products. Which harm the environment and human health. For these harms caused by the presence of olefins, a series of de-olefins class methods have been developed, such as clay refining, hydro-treating, hydration process, etherification processes. This paper aimed to review the mechanism and characteristics of some technology to decrease gasoline olefin, and put off some main principles of to decrease the olefin of gasoline such as: (1) significantly reduced olefin content (2) minor damage octane number (3) active hydrogen consumption is low.

Keywords:gasoline, olefin removal, catalytic hydrogenation

目 录

1 前言 3

1.1燃料汽油的发展 3

1.2汽车工业对汽油的要求 4

1.3汽油脱除烯烃的意义 5

2 现有主要脱烯烃方法 5

2.1 白土精制 5

2.2 加氢精制 6

2.2.1工艺反应机理 6

2.2.2工艺流程和特点 7

2.2.3加氢精制研究进展 8

2.3 FCC汽油工艺脱除烯烃 8

2.3.1 FCC工艺原理 8

2.3.2 FCC流程 9

2.3.3催化汽油脱烯烃的措施 9

2.3.3.1原料的选择 9

2.3.3.2 工艺条件的改善 10

2.3.3.3 催化剂的选择 10

2.3.3.4脱烯烃工艺改造 11

2.4 分子筛催化 12

2.4.1分子筛催化剂性能影响因素 13

2.5汽油醚化 13

2.6水合脱烯烃 14

3 脱烯烃研究热点 15

结 论 16

参 考 文 献 17

致 谢 18

前言

1.1燃料汽油的发展

燃料汽油是汽车工业的核心燃料,汽车燃料中65%是汽油,而汽车尾气排放出大量的NOx和COx化物对环境造成难以估计的危害。2013年中国北京地区出现的雾霾天气一度成为社会的焦点,中国的汽车工业在2010~2013年得到了快速繁荣,车用汽油的奇缺也一度成为社会关注问题之一。这三者之间是环带关系,只有解决汽油品质的问题才能根本解决汽车尾气污染。如何减少汽车排放污染物成为当前研究热点,随着国家十二五规划的出台,大力发展清洁能源成为改善汽车尾气污染的首要问题。在近十年的研究中,汽车工业在改进汽车发动机方面做了杰出的贡献,如改进油品燃烧过程、尾气进化过程等,环境污染问题日益突出和恶化,如仅从汽车工业本身来改进是难以解决汽车尾气对环境的污染问题,也不能满足社会需求。有些学者提出要从源头来控制烯烃含量,从而达到减少尾气污染的目标。即从关注车用清洁汽油着手来研发新工艺、新技术生产,以大幅减少油品中硫含量、烯烃含量,实现对环境的治理。

清洁汽油(RFG)是指通过改进生产工艺,提高汽油品质,含有更低硫、烯烃的新型燃料油。在欧洲国家,汽车对环境的影响已经得到了高度重视并率先建立汽车尾气排放标准和汽油品质标准。1992年欧标I规定尾气各项指标值和相关测定方法;1996年欧标II公布硫含量降至0.5%烯烃含量降至25%;2000年欧洲共同体发布欧III硫含量降至0.015%烯烃含量降至18%;2005年欧IV提出烯烃含量降至16%。美国1990年通过了清洁空气法修正案,环保局提出了使用RFG的要求。RFG规定的指标为:硫含量、烯烃含量不超过1990年平均值20%;美国联邦汽油标准将于2006年开始执行硫含量不大于30µg/g,烯烃含量不大于10% 从而进一步经济合理的降低汽车污染物排放;2007年10月1日起推行无硫汽油,使硫含量低于10µg/g,并于2009年1月1日开始强制执行此指标。日本 JIS K2202-1999标准要求硫含量不大于100µg/g; 2005年,日本汽油标准将达到硫含量50µg/g,烯烃含量10%的指标。

我国于1999年发布了《车用无铅汽油》质量标准(GB 17930-1999),并于2003年7月1日起在全国全面实施。标准汽油指标为硫含量降至800µg/g,烯烃含量降至28%,;仅达到《世界燃油规范》中定义的Ⅰ类汽油标准,和国外先进水平差距很大。国标五(GB 17930-2013)发布说明我国车用汽油含烯烃从28%降至24%。 我国汽油烯烃含量高、蒸气压偏高,氧化物含量低,辛烷值分布差。在实现车用汽油无铅化后,大幅度降低苯、芳烃、烯烃和硫等有害物质的含量,提高车用汽油的质量,将是今后主要面临的问题。

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