汽油是怎么生产出来的

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一、汽油是什么?

先说汽油是怎么来的。首先大家要明白,汽油并不是一种物质,而是混合物。所以,千万不要说某某汽油比较纯净,这是胡扯的,汽油是不可能纯净的。汽油的成分是什么呢?简单的说,汽油的成分包括这么几大类:C4-C12的直链烃类;环烷烃类,芳香烃类。其中直链烃类还可以分为烷烃和烯烃两大类,下面会提到。

二、汽油是怎么来的?

汽油最初是用蒸馏法来进行生产的。将原油加热,在不同的温度下,其中的组分会分别蒸发,然后我们就可以分离得到汽油、柴油、煤油等不同的产品。但是这样做的缺点是很明显的,就是汽油的产出效率太低。据估计,直接蒸馏法生产汽油的收率只有大约20%,这很显然是不能满足需要的。于是人们开始使用裂解法,将本来不能被蒸馏出来的大分子打破,这样就可以增加汽油的产量了。

三、汽油的标号是什么意思?


我们知道,汽油是易燃易爆的,即便是没有明火,在受到剧烈冲击的时候也有可能发生爆炸。这样的例子是不少的,电影上有好多,不一定都是特技或者导演的夸张。相比柴油和煤油,汽油是比较不稳定的。二战期间,许多航空母舰本来受损不大,就是因为舰载机汽油爆炸导致重大损失,这也直接导致了现代飞机不再使用汽油,而是用更加稳定可靠的煤油。那么如何来衡量汽油的抗爆性呢?或者简单的说,怎么来评价一种汽油,是不是稳定呢?

我们就用汽油标号。准确的来说,汽油标号指的是辛烷值。我们选取两种性质对立的烃类:异辛烷和正庚烷。异辛烷在受到压缩和撞击的时候比较稳定,我们给他评分就是100。正庚烷恰好相反,在受到撞击压缩后,就很容易发生爆炸,我们给他评分就是0。更多油品资讯油品信息调油技术请关注微信公众号油品圈。如果某种汽油,他的抗爆性,同70%的异辛烷和30%正庚烷的混合物是一致的,我们就说这种汽油的辛烷值是70,他就是70#汽油。大家常用的93#汽油,就是说这种汽油的抗爆性同93%异辛烷和7%正庚烷的混合物相同。以此类推。

这样大家就明白了一个道理:辛烷值或者说汽油标号,仅仅用来衡量汽油的稳定性。那么97#汽油质量比93#汽油好吗?不知道。97#汽油比93#汽油纯净吗?不知道。这就好比方说:凉鞋、棉鞋仅仅用来衡量鞋子的保温效果。棉鞋的保温效果好,但是你能说棉鞋一定比凉鞋好吗?棉鞋一定比凉鞋质量好吗?不能,因为是完全不同的概念。

那么汽油标号有什么具体意义呢?讲解这个问题之前,先简单了解一下汽油机的工作原理。其实你要是学过初中物理,肯定知道。不过好多人不知道,我很奇怪他们为什么不知道。

活塞向上运动,压缩器缸里的气体,气体的温度就升高了,当活塞即将到达气缸顶部的时候,也就是说压缩即将到达最大限度的时候,喷油嘴喷出汽油混合气(或者叫燃气),然后活塞运动到气缸顶部,此时燃气被压缩到最大程度,但是他还没有燃烧。此时火花塞点火,燃气发生爆炸,产生能量,推动活塞向下运动,燃烧后的废气被排除气缸。活塞运动到底部以后借助惯性再返回,重复上述过程。(以上是为了方便大家了解,简单描述,教科书和实际情况略有出入,但是基本原理相同)

每一款发动机设计的时候,都考虑到汽油辛烷值的选择了。比如一款发动机,设计的时候就考虑到要使用90#汽油,那么他最合理的设计就是:当活塞压缩到最大程度的时候,里面的90#汽油混合燃气,恰好被压缩到他爆炸的极限(但是此时不能爆炸),然后火花塞点火,这种状态下释放出的能量效率是最高的。我们可以这样打比方:干燥的木柴一点就着起来,燃烧的效率是很高的,潮湿的木柴,也可以慢慢点着,但是放热的效率就低得多。

如果发动机被加入了低标号汽油,会出现什么情况呢?比如说,我们往上面使用90#汽油的发动机中加入70#汽油。那么在压缩环节,燃气会提前爆炸,因为70#汽油抗爆性差,更容易被压缩点燃,这样推动活塞的力量提前出现了,而此时活塞还没有到达最高点,还有一个向上的力,这样就会出现“顶牛”,发动机就会出现异常的震动,也就是爆震。这时候燃气爆炸的能量不但没有完全变成动力,还对发动机产生严重损害。

反过来,我们加入标号过高的汽油,也不好。比如还是上面那款发动机,我们加入97#汽油。那么在压缩结尾,燃气并没有达到“干柴烈火”一触即发的状态,这样爆发力和燃烧效率就会降低。很多盲目使用97#汽油的朋友都有体会:假如97#以后,汽车提速反而“肉”了,就是这个道理。

因此,必须严格按照厂家的要求选择汽油标号。

四、汽油的辛烷值由什么因素决定?

汽油的辛烷值是由汽油的组成成分决定的。汽油中的各种组成成分的辛烷值是不同的,他们按照不同比例混合之后,辛烷值也就会不同。我们上面提到,汽油里面有烯烃、芳烃,这两类成分就可以提高汽油的辛烷值。

但是请大家注意,汽油里面的芳烃和烯烃,其实不但可以提高辛烷值,也会带来一些不好的影响。学过化学都知道,相比烷烃,烯烃和芳烃的碳含量更高,因此热值更高,但是燃烧也更加不充分。所以烯烃和芳烃含量太高,容易造成尾气排放不达标。其次,相比起烷烃,烯烃和芳烃都是不饱和的,因此反应活性更大,在储存过程中,就容易发生聚合反应,产生大分子的胶状物质,这种物质会带来什么问题呢?就是积碳。因此世界各国都严格控制汽油里面烯烃和芳烃的含量。

此外,由于环保的要求,我们必须降低汽油里面的硫含量,减少二氧化硫的排放量。如何降低硫含量?就是加氢,把汽油里面的硫变成硫化氢,再用水洗掉。在这个过程中,汽油里面的烯烃和芳烃也会被还原变成烷烃、环烷烃,这时候汽油的辛烷值就降低了。

五、如何提高汽油的辛烷值?


既然不能指望烯烃和芳烃提高辛烷值,我们就另寻出路。我们找到了这样一些东西:

甲基叔丁基醚(MTBE):这种物质的研究法辛烷值高达115,只需要一点点就可以显著提高汽油的辛烷值。而且MTBE生产比较容易,是目前使用量最大的汽油抗爆剂。但是他也比较容易产生积碳,同时在环境中可能会有一定的毒性。

异辛烷:前文已经说过了,这里不重复了。异辛烷的大规模产业化刚刚起步,价格也比较高,但是长远来看,他比MTBE更好一些。

甲醇/乙醇:甲醇和乙醇的辛烷值都超过了100,而且燃烧更加充分,废气排放量更少。但是甲醇和乙醇的氧含量都比较高,燃烧值比较低,这就是为什么使用甲醇汽油/乙醇汽油的朋友会觉得车子没有劲儿、油耗增加。

六、积碳是怎么来的?

严格来说,积碳和燃烧是否充分的关系并不是那么大。因此有人说高速不容易产生积碳、低速容易产生积碳,其实区别没这么大。关键问题还是汽油的品质。前面说了,汽油都要加抗爆剂,大家要明白:同样的工艺出来的汽油,标号越高,加抗爆剂就加得越多。目前汽油提高辛烷值的手段主要就是增加烯烃、芳烃、MTBE,可以这样说,标号越高,其中产生积碳的物质就越多。

所以不要迷信标号越高的汽油越好,真的不是这样的。

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