甲基叔丁基醚和异辛烷的应用价值
思瀚产业研究院    2023-03-28

汽油是由石油炼制得到的直馏汽油组分、催化裂化汽油组分、催化重整汽油组分等不同汽油组分经精制后，与高辛烷值组分经调和制得。原油蒸馏、催化裂化、热裂化、加氢裂化、催化重整等过程都产生汽油组分，但上述汽油组分由于抗爆性和热值较低，不能直接作为汽油发动机燃料，需要将其精制并加入具有高辛烷值组分和能够提高抗爆性能的添加剂进行调和制成商品汽油。

①汽油质量控制指标

汽油质量的主要控制指标包括抗爆性（通过研究法辛烷值等指标反映）、硫含量、蒸汽压、烯烃含量、芳烃含量、苯含量、腐蚀、馏程等。汽油抗爆性能是指汽油在发动机中燃烧时抵抗由于燃烧不正常引起爆震的能力，它是汽油燃烧性能的主要指标。

汽油抗爆性指标用“辛烷值”进行标注，辛烷值越高，抗爆性越好；一般设定 2,2,4-三甲基戊烷的辛烷值为 100，正庚烷的辛烷值为 0，成品汽油各种组分的辛烷值通常依据其与 2,2,4-三甲基戊烷、正庚烷的抗爆性差异来确定。测定辛烷值的方法很多，常用的有研究法和马达法，我国汽油标号采用汽油的研究法辛烷值表示，例如 95 号汽油是指与含 95% 2,2,4-三甲基戊烷和 5%正庚烷抗爆性能相当的汽油燃料。

2016 年 12 月 23 日国家质检总局、国家标准委联合发布《车用汽油（GB17930-2016）》标准，规定自 2017 年 1 月 1 日起全面实施车用汽油（国五）的技术要求，自 2019 年 1 月 1 日起全面实施车用汽油（国六 A）的技术要求，自2023 年 1 月 1 日起全面实施车用汽油（国六 B）的技术要求。具体指标对比如下：

在国内炼化企业采用相关技术对汽油进行脱硫和降烯烃的过程中，不可避免地伴随着精制后汽油辛烷值降低的情况。在“降硫降锰降烯烃”的标准要求下，国内汽油辛烷值呈下降趋势，故而国五及之后标准的升级采用了“降号升标”的做法，在提高硫、锰、烯烃等限值要求的同时，将车用汽油标号由“90 号、93号、97 号”分别调整为“89 号、92 号、95 号”。

②提高汽油辛烷值的方法与技术

我国汽油品质升级过程中对汽油的硫、锰、苯、芳烃、烯烃等含量提出了严格要求，降低芳烃、烯烃含量的要求使得汽油的辛烷值不可避免的降低，而提高汽油辛烷值的主要途径是增加高辛烷值汽油组分或抗爆剂，也可通过改进技术、更换催化剂等方式来实现。

全球最早被使用的汽油抗爆剂是四乙基铅〔Pb(C2H5)4〕。一般来说，只要在汽油中加入 0.2%～0.5%的四乙基铅就可以显著地提高汽油的抗爆性。但是，在汽油中使用四乙基铅存在着许多问题。一方面四乙基铅有毒，只需少量就可以使人体中毒；另一方面四乙基铅在气缸中燃烧后，其中的铅会变成氧化铅沉积下来，增加积炭量，引起气缸过热，增大发动机零件的磨损。

为了克服这个缺点，通常会在四乙基铅中加入一种导出剂，使铅成为挥发性物质从气缸中排出，但这种工艺造成了一定程度的环境污染。随着汽车尾气排放控制及保护环境的需要，国际上已经限制向汽油内加入烷基铅，并逐步向汽油低铅化和无铅化发展。

20 世纪 70 年代，成品汽油开始将含氧化合物作为新的汽油调和组分，比较常见的含氧化合物有甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚、叔丁醇等，具有相当高的无铅辛烷值，但也存在蒸发性、互溶性、腐蚀性、毒性和废气排放以及经济性等问题。

其中，甲基叔丁基醚作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用，它不仅能有效提高汽油辛烷值，改善汽油性能，降低尾气中一氧化碳含量，同时也可降低汽油生产成本。甲基叔丁基醚应用至今，需求量、消费量一直处于高速增长状态，其生产技术也日趋成熟。

近几年，随着我国大气污染治理力度逐步加强，汽油标准的不断提高，国五、国六汽油标准的陆续全面推广，异辛烷以其含硫量低、不含芳烃和烯烃、辛烷值高、热值高等优点成为清洁汽油的理想组分，市场需求量逐年大幅增加，行业进入快速发展期。

目前常见的汽油添加剂主要有甲基叔丁基醚、甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）、甲基叔戊基醚（TAME）、叔丁醇、乙醇等，此外也可直接使用异辛烷作为组分调和生产高辛烷值汽油。

常用高辛烷值组分特性对比

上述高辛烷值汽油组分中，醇类和甲基叔丁基醚均为含氧化合物，含氧化合物的体积热值比汽油低，大量加入会降低汽油热值，影响汽车发动机性能，增加油耗，因此一般规定汽油中氧的质量分数不大于 2.7%，从而使得含氧化合物作为汽油组分的添加比例存在限制，与之相比，异辛烷作为清洁汽油的生产原料则具有一定的不可替代性。

编辑：研究部沈吟秋

来源：思瀚 宇新股份