为什么使用“常规”汽油标准而不是更具抗震性的标准?


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用于车辆发动机的标准轻质石油馏出物“常规汽油”是(或等效于)庚烷(C7)和辛烷(C8)的某种混合物。较高比例的C8更具抗爆震性,从而可以实现更高的压缩比,从而提高内燃机的能源利用率。

现代炼油厂难道不通过蒸馏,裂化和烷基化的组合来生产所需的任何碳氢化合物混合物吗?

如果是这样,那么为什么要生产这种数量的“常规”汽油,又为什么要为更高的抗爆裂性(“更高辛烷值”)混合料加价?例如,如果一家精炼厂仅需生产一种轻质燃料馏分,难道它不像目前的“ 87辛烷值”一样容易且廉价地生产“ 100辛烷值”掺合物吗?

或者生产“低辛烷值”汽油实际上便宜吗?

请注意,“ 100辛烷”并不表示100%辛烷,因为烃的“辛烷”数取决于其异构体,而更高支化的异构体具有更高的抗爆震性。因此,可以使用许多C7,C8的混合物来生产100辛烷值的燃料,甚至可以包含更轻和更重的碳氢化合物。

对原油异构体成分的表征可能会回答这个问题。例如,如果原油原料倾向于具有更多的线性异构体,那么必须将能量投入异构化以产生更多的抗爆裂馏分。


至少在英国,“常规”是95辛烷值。如果您所处的位置较低,那一定是一个具有不同需求的不同市场。您指的是哪个地区/国家/地区?
Brian Drummond

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@布莱恩:在美国大部分地区,通过(R + M)/ 2方法测得的“常规”汽油为87辛烷值。令我惊讶的是,去年夏天在科罗拉多州出售了85辛烷值的“常规”汽油,尽管我没有发现任何不利影响或几辆坦克的行驶里程减少。
奥林·拉斯洛普

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@BrianDrummond-美国,我们在此引用(R + M)/ 2评分,评分比您在英国必须使用的RON数字低4-6点
footwet

@OlinLathrop-更高的高度和更高的气温降低了压缩并因此降低了爆震敏感性。同样,当许多区域变为“冬季”混合时,您会注意到“常规”辛烷值增加。
footwet

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@agentp-是的。但是对于炼油厂进行价格歧视在经济上也是有利的。因此,例如,即使他们只制造了93辛烷值,他们也可能将其基本输出标记为87,并对认证为93的产品收取溢价
。– footwet

Answers:


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首先,精炼厂是一家企业,所以他们必须做出使自己赚钱最多的决定。考虑到这一点,让我们考虑通过催化裂解和异构化。精炼厂将需要额外的反应器,管道和泵,最可能需要额外的蒸馏塔,催化剂装载等。仅进行蒸馏的能量通常非常繁重,如果您要处理异构化,则可能需要处理类似的化学药品。难以分离(意味着巨大的能量,因此产生货币运营成本)。催化剂通常很便宜,但通常是由掺杂有稀有金属或重金属的沸石基制成的,每公斤的价格从5美元到数千美元不等,而且它们不会永远持续下去(烧结,中毒等)。

因此,即使没有数字,您也可以看到实体生产更高辛烷值材料所涉及的领域。但是,如果他们能从中获得溢价并赚钱,他们会做对(有些做)吗?这是另一个因素:生物燃料。

目前,通过可再生燃料标准强制要求将生物燃料掺入美国燃料供应中。这包括许多不同的可再生燃料和生物燃料,但最突出的是燃料乙醇(目前是淀粉,后来是纤维素)。以下链接概述了RFS任务。重要的是要注意,有义务混合这些生物燃料的当事方是炼油厂和原油或成品石油燃料产品的进口商

https://www.epa.gov/renewable-fuel-standard-program/final-renewable-fuel-standards-2017-and-biomass-based-diesel-volume

由于法律要求这些实体(实际上是根据清洁空气法)必须混合这些燃料,因此以尽可能最佳的方式利用它们是最有意义的。乙醇为炼油厂提供了非常特殊的优势,因为它会严重影响最终RON,MON或低质量汽油燃料的混合辛烷值。在此处输入图片说明

因此,从商业角度来看,在辛烷值提高工艺设备上投资很少或根本没有资本或运营费用,履行法定义务,同时将乙醇与较低质量的燃料混合,这仍然是最经济的选择,分销商/消费者使用与机架相同的辛烷值。


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根据您所在的位置,“常规”汽车燃料的含量在85到95​​之间。但是,许多数字(例如95)并不意味着它是95%辛烷和5%庚烷的混合物。这仅意味着燃料具有类似于该混合物的抗爆震性能。实际组成可以是异构烃的任何混合物。

随着表示耐爆震性的数字增加,混合物的制造成本逐渐增加。

还应注意,给定内燃机的理想燃料成分会有所变化。例如,气压是一个因素。理想的燃料/空气混合物因不同的燃料成分而异。举例来说,在6000英尺的海拔高度(我住的地方),各种混合燃料的表现与海平面不同。因此,在配制燃料混合物时也可能要考虑当地条件。


您的问题是:为什么生产抗爆震性更高的馏分油更昂贵?例如,天然原油是否被线性异构体所主导,是否始终需要进行裂解和烷基化反应以生产可提高抗爆性的支链异构体?
footwet

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如前所述;制造“辛烷值”要花钱。并且由于有许多制造这些辛烷值组分的方法,因此存在许多不同的成本和“故事”。一个故事; 二甲苯是辛烷和聚酯原料中的关键成分,因此具有很高的竞争价值。第二个故事;重整会产生许多高辛烷值的组分,但由于氢气压力高和总压力高,铂族催化剂使该过程昂贵。也许有一本书关于炼油厂的工作方式。


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简单的答案就是利润。即使费用与增长无关,他们也可以为更高的价格收取更多费用。我无法告诉您生产高辛烷值的成本是多少,但我相信还有额外的费用。

上面提到的冬季混合物对蒸发速率的影响更大。如果您认为一个大城市有数百个加油站,那么所有这些油箱中蒸发的汽油总量就非常可观。由于燃料的蒸发速率与温度直接相关,因此冬天使用的燃料比夏天使用的燃料要多。

由于那里的加油站集中,即使在冬天,他们也有必须使用较重汽油的区域。

我在一家管道公司工作时学到了所有这些知识,这些公司为所有主要的石油公司存储和转移燃料,从他们的炼油厂到码头装卸卡车。有趣的琐事,当我们测试时,我管道中的汽油在60年代具有辛烷值。您在泵上看到的辛烷值来自装载卡车时它们在终端处添加的乙醇。这主要是由于您不希望在散装储罐中放酒精,因为它会从储罐中吸收大量的水。


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尚未提及的另一个原因是“网络效应”。一个美国州或欧洲国家无法明智地提高其辛烷值要求。您想要更高的辛烷值的原因是因为它允许发动机中更高的压缩比,从而提高了燃油效率。在大多数发动机中,压缩比是固定的,并且针对汽车销售区域中可用的燃料进行了优化。(由于欧盟燃油的辛烷值较高,同一汽车的欧盟和美国型号的压缩比有时会有所不同。)

如果某个地方的辛烷值要求提高,那将仅允许在那里销售的新车具有更高的压缩比来利用更高的辛烷值燃料。但是,如果只有一个美国州或欧盟国家对辛烷值有更高的要求,则使用相应较高压缩比的汽车在以较低辛烷值行驶到另一个州/国家时将无法正常工作,因此汽车制造商不会开始销售更高辛烷值的汽车。除非大面积区域(例如整个美国或欧盟)会改变其燃料辛烷值,否则压缩率最高。如果有利益相关者发生,影响整个大陆的变化将非常缓慢。

因此,一旦设定了辛烷值,就很难改变它们。而且对燃油效率的关注可能是相对较新的(尽管我不知道何时将这些辛烷值标准化)。


不正确 许多州和县(无论如何在美国)都制定了自己的汽油标准。尤其是CA立法机关中的白痴们似乎都认为他们都是化学工程师。这些“法律”经常变化,因此不值得一一列举。库克公司(伊利诺伊州芝加哥市)有太多特殊要求,因此汽油成本更高,因为它是许多精炼厂无法或不会生产的精品混合物。
blacksmith37'4

我没有意识到这一点。但是您似乎同意一个州或县无法明智地设定自己的汽油需求<眨眼>
JanKanis
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