一種清潔高效環保的汽油產品的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于石油煉制和石油化工技術領域，是一種新的內燃機燃料油(成品油)產 品。
【背景技術】
[0002] 1、柴油發動機和汽油發動機的比較
[0003] 汽油發動機一般將汽油噴入進氣管同空氣混合成為可燃混合氣再進入汽缸，經火 花塞點火燃燒膨脹作功。人們通常稱它為點燃式發動機。而柴油機一般是通過噴油栗和噴 油咀將柴油直接噴入發動機氣缸，柴油與在氣缸內經壓縮后的空氣均勻混合，在高溫、高壓 下自燃，推動活塞作功。人們把這種發動機稱為壓燃式發動機。
[0004] 通常，柴油發動機與汽油發動機相比熱效率高30%，因而從節約能源、降低燃料成 本角度上講，柴油發動機的推廣使用具有重大意義。柴油發動機與汽油發動機相比具有功 率大，壽命長，動力性能好的特點，它排放產生的溫室效應比汽油低45%，一氧化碳與碳氫 排放也低，在整車的使用壽命期氮氧化合物排放略大于汽油機。柴油機的不足之處是有害 顆粒物排放大。
[0005] 近年來，柴油發動機采用渦輪增壓、中冷、直噴、尾氣催化轉換和顆粒捕集器等先 進技術，柴油發動機汽車的排放已達到歐III、歐IV排放標準。在歐洲，柴油轎車已經比較普 及，隨著環保與節能和可持續發展的嚴格要求，今后汽車，特別是柴油小轎車將是一個發展 趨勢。目前我國一汽大眾已經開發出捷達、寶來柴油轎車，并已在國內部分城市上市。
[0006] 2、汽油標號的意義
[0007] 市場上常見的汽油是90號、93號、97號（90#、93#、97#)無鉛汽油。所謂90號、93號、 97號是汽油的"辛烷值"含量指標，相當于它們分別含有90%、93%、97%的抗爆震能力強的 "異辛燒"，以及10%、7%、3%的抗爆震能力差的"正庚燒"。于是辛烷值的高低就成了汽油 發動機對抗爆震能力高低的指標。應該用97號汽油的發動機，如果用90號汽油，當然容易產 生爆震。
[0008] 異辛烷的標準辛烷值是100;正庚烷的標準辛烷值是0。
[0009] 3、發動機壓縮比與爆震
[0010]壓縮比是指活塞在氣缸中運動時，氣缸中出現氣體的最大體積和最小體積之比。 活塞在最低點時氣缸中氣體體積最大，活塞在最高點時氣缸中氣體體積最小，前者叫氣缸 總容積，后者叫氣缸燃燒室容積。壓縮比=汽缸總容積/燃燒室容積。壓縮比是內燃機的重 要指標。
[0011] 壓縮比越大，其壓強越大，溫度越高。從理論上講，壓縮比越大，發動機效率越高。 汽油機的壓縮比一般為4~6。柴油機的壓縮比一般為15~18。但因為氣缸受材料強度的限 制，而且氣缸內工質的溫度不能超過燃料的燃點，所以壓縮比不能太大。
[0012]四行程汽油發動機是利用活塞在氣缸里往復運動，包括"進氣、壓縮、爆發、排氣" 四個行程，它吸入汽油與空氣的混合物，然后壓縮它，再用火花塞點爆它而獲得動力，得到 動力后，再排出點爆后的廢氣(尾氣）。
[0013] 四行程發動機用的燃料不一定是汽油，壓縮天然氣、液化石油氣，甚至酒精，都可 用來作為發動機的燃料。汽油之所以會成為主要燃料，是因為它相對容易取得，較容易儲 存，相對價廉。
[0014] 正因為發動機可使用多種燃料，因此，在發動機發展之初，工程師們也做過許多嘗 試，除了嘗試發動機不同的設計會有不一樣的性能之外，也嘗試使用不同的燃料會得到什 么不同的效果。結果發現，當其它條件不變時，只要把發動機的壓縮比提得愈高，就會得到 更大的馬力輸出。然而，壓縮比卻不是可以無限制提高的，當壓縮比提得太高時，發動機就 會出現爆震現象。
[0015] 所謂爆震是指:經過壓縮的油和空氣的混合氣在被火花塞點火之后形成火焰燃燒 面，在火焰燃燒面向前推進的過程中，尚未燃燒的油氣混合氣因為被進一步壓縮而產生的 高溫點燃，形成自燃(爆燃），當兩團高爆火球在燃燒室里劇烈碰撞時，會產生如敲門一般的 "喀、喀、喀"聲，同時引起發動機震動。為了避免爆震現象發生，需要提高汽油的抗爆性，即 提高汽油燃點，使其在較高溫度和較高壓力下不容易自燃，只能夠被點燃。因此，對于高壓 縮比的發動機應該選用高標號汽油。
[0016] 4、爆震與辛烷值
[0017] 知道了爆震與燃料的關系后，工程師們開始把煉油廠里所產生的，可以作為發動 機的各種油料逐一拿來測試和實驗，結果發現，抗爆震效果最差的是"正庚燒"，因此工程師 們就把最強的抗震指數100給了異辛烷，而最差的正庚烷則給了它一個0的抗震指數。于是， 辛烷值的高低就成了汽油發動機對抗爆震能力高低的指標。
[0018] 工程師們在實驗室里，利用一部可調整壓縮比的單缸發動機做試驗，測得各種燃 料的數據。在實驗中，隨著壓縮比的逐漸提高，測試燃料從沒有爆震、燃燒順暢的狀況，逐漸 調整到開始出現爆震。當爆震一開始出現的時候，就去比對異辛烷與正庚烷混合物的狀況， 如果出現爆震的狀況時機，正好與97份異辛烷和3份正庚烷的測試狀況一模一樣，那么這個 測試油料的辛烷值就是97。所以，當我們說90號、93號、97號無鉛汽油的時候，其實它的辛烷 值只是一個對比值。
[0019] 5、正確選擇汽油標號
[0020] 許多汽車用戶誤認為，汽油的標號就是油品純凈度和質量的標準，車輛使用標號 越高的汽油越好，這種想法是錯誤的。汽油標號的高低只是表示汽油辛烷值的大小，應根據 發動機壓縮比的不同來選擇不同標號的汽油。壓縮比在8.5-9.5之間的中檔轎車一般應使 用93號汽油;壓縮比大于9.5的轎車應使用97號汽油。高壓縮比的發動機如果選用低標號汽 油，會使汽缸溫度劇升，汽油燃燒不完全，機器強烈震動，從而使輸出功率下降，機件受損。 低壓縮比的發動機硬要用高標號油，就會出現"滯燃"現象，即壓到了頭它還不到自燃點，一 樣會出現燃燒不完全現象，對發動機也沒什么好處。
[0021 ] 6、表1是從網絡上搜索到的純碳氫化合物的辛烷值(僅供參考）
[0022]表1:烴類結構與辛烷值的關系
[0023]
[0024] 7、芳香烴與辛烷值
[0025] 汽油中含有二甲苯、乙苯、甲乙苯、甲苯以及苯的其它衍生物，它們的辛烷值一般 都比較高。例如:二甲苯的辛烷值為103;甲苯的辛烷值為104。由于它們是重要的化工原料， 它們被提取之后，汽油的辛烷值會大幅度下降，不能滿足市場對汽油品質的需要，于是出現 了化工產品與汽油產品爭原料的現象。
[0026] 8、抗爆添加劑
[0027] 汽油抗爆劑主要有烷基鉛、甲基環戊二烯三羰基錳(MMT)、甲基叔丁基醚(MTBE)、 甲基叔戊基醚、叔丁醇、乙醇等。
[0028]芳香胺及其他含氮化合物的研究表明，盡管其具有一定的改進辛烷值的效果，但 是由于其加入量大、毒性、排放等問題，尚未形成商品。四乙基鉛及其化學混合物和物理混 合物仍作為重要抗爆劑在某些地區廣泛應用。烷基鉛抗爆劑具有工藝簡單、成本低廉、效果 突出的優勢，所以一直是效率很高的辛烷值改進劑。從使用性能與經濟效果來看，目前還沒 有一種比得上烷基鉛的抗爆劑。可以預見，一旦鉛微塵能有效控制，烷基鉛抗爆劑將繼續服 務于人類。甲基環戊二烯三羰基錳，作為四乙基鉛輔助抗爆劑，后來作為單獨抗爆劑使用。 該劑有效地提高了汽油辛烷值。但MMT在發動機燃燒室內表面形成多孔性沉積物，使火花塞 壽命縮短，容易造成環境中錳含量上升。盡管MMT有很多缺點，但是它畢竟是繼烷基鉛之后 研究出來的高效抗爆劑。含氧化合物作為汽油新的調合組分，其中比較重要的有乙醇、甲基 叔丁基醚和叔丁醇，都相當高的無鉛辛烷值和調合辛烷值，但它們分別存在著蒸發性、互溶 性、腐蝕性、毒性和廢氣排放以及經濟性等問題。
[0029] MTBE不僅能有效提高汽油辛烷值，而且還能改善汽車性能，降低排氣中C0含量，同 時降低汽油生產成本。目前世界汽油用MTBE年產能力超過2100萬噸。我國現有MTBE生產裝 置增加到27套，總年產能力達62萬噸。國外也有人認為MTBE對環境對人體有毒副作用，燃燒 之后的尾氣含有微量人體致癌物質。據說美國有一些州已經立法禁止使用MTBE。