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柴油为何需要引入加氢工艺?

2021-08-13

柴油是常压下石油分馏的产物。如果直接从石油炼制中获得,柴油中硫、氮、氧含量高,烯烃含量也高。如果产品中烯烃含量高,容易变色,也会影响机动车的使用寿命,空气污染程度比较大。


为了克服上述问题,提高服务性能的柴油、加氢过程通常是介绍了柴油的过程处理:一方面,它可以减少硫的含量,氮、氧和烯烃在柴油和提高产品的稳定性;另一方面,它也可以减少产品对大气的影响。


为什么选择加氢精制工艺?这须从柴油的十六烷值开始。

十六烷值是柴油机燃烧过程中柴油的自燃指数。十六烷值越高,柴油的燃烧性能越好,越不容易出现爆轰等异常燃烧现象。与柴油标签不同:柴油标签只表明柴油的抗凝固性能,十六烷值是影响燃烧性能的指标。


十六烷值与柴油组分的性质有关。一般来说,烷烃的十六烷值大,芳烃的十六烷值小,环烷烃和烯烃的十六烷值介于两者之间。将正十六烷与2,2,4,4,6,8,8-七甲基壬烷(CN为15)按一定比例混合,制得正十六烷(CN为100)和1-甲基萘(CN为0)柴油的标准燃料。将试验油与标准发动机上的标准燃油进行比较。如果试验油的爆震程度与标准燃油的爆震程度相当,则其十六烷值与标准燃油相同。标准燃料十六烷值的计算公式为:十六烷值=正十六烷体积分数+ 0.15 ×七甲基壬烷体积百分比。一般来说,焦化柴油的十六烷值一般在50左右,普通柴油的十六烷值一般在45左右,催化柴油的十六烷值一般在35左右。


对于相同的油,由于柴油添加工艺不同,柴油十六烷值不同:直馏柴油烷烃含量高,十六烷值高;催化柴油的十六烷值低于直馏柴油,因为其异烷烃和烯烃含量高于直馏柴油;焦化柴油中烯烃和芳烃的含量高于催化柴油,十六烷值明显低于催化柴油。柴油催化加氢精制后的十六烷值和性能因烯烃转化为烷烃和芳烃转化为环烷烃而得到提高。


一般来说,汽车使用的轻型柴油十六烷值不低于45。如果柴油的十六烷值低于工况要求,会发生燃烧延迟和不完全燃烧,甚至会发生爆轰,降低发动机功率,增加柴油消耗。但是,如果十六烷值过高,也会造成燃烧不完全和冒烟,增加柴油消耗。高速柴油十六烷值约为40 ~ 56。添加少量添加剂(如硝酸戊酯)也可以提高柴油的十六烷值。

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