文档介绍：汽油抗爆剂
汽油发动机产生爆震很大程度上与燃料性质有关,如果汽油很易氧化,形成的过氧化物不易分解,自燃点低,就很容易发生爆震现象。所以汽油抗爆性是汽油质量最重要的指标之一,通常用辛烷值来衡量。随着我国新的车用汽油标准的逐步实施,各炼厂正面汽油抗爆剂
汽油发动机产生爆震很大程度上与燃料性质有关,如果汽油很易氧化,形成的过氧化物不易分解,自燃点低,就很容易发生爆震现象。所以汽油抗爆性是汽油质量最重要的指标之一,通常用辛烷值来衡量。随着我国新的车用汽油标准的逐步实施,各炼厂正面临如何提高汽油辛烷值以满足对无铅、高辛烷值汽油需求的问题。由于汽油机中的爆震是一种链反应,可以采用在汽油中加入添加剂,使反应链中断,以提高汽油的辛烷值。这是目前最经济、最行之有效的方法之一。
辛烷值是车用汽油最重要的质量指标,它综合反映一个国家炼油工业水平和车辆设计水平,采用汽油抗爆抗震剂是提高车用汽油辛烷值的重要手段。添加汽油抗爆抗震剂可提高汽油的抗爆性能,即车用无铅汽油国家标准《GB17930-20061》的研究法辛烷值和抗爆指数,是生产高标号汽油的主要手段。
1汽油抗爆剂的分类
烷基铅、铁基化合物、锰基化合物连同后来有人研究的稀土羧酸盐等作为抗爆剂,统称为金属有灰类抗爆剂,其中烷基铅由于本身和它燃烧后的产物都有毒,对环境和人体的危害大,1980年以来美国和西欧逐步禁止烷基铅在汽油中添加,我国已于2000年7月在全国停止销售和使用。金属有灰类抗爆剂虽能有效提高汽油的抗爆性,但由于存在颗粒物的排放问题,欧美等发达国家已不再提倡使用。近一段时期以来,汽油抗爆剂的开发研究一直朝着有机无灰类方向发展。有机无灰类抗爆剂主要包括一些醚类、醇类、酯类等。
可作汽油抗爆剂的锰基化合物有:五羰基锰([Mn(CO)5])、环戊二烯三羰基锰([MnC5H5(CO)3])和***环戊二烯三羰基锰([MnCH3C5H5(CO)3]),五羰基锰的熔点为154°C,环戊二烯三羰基锰的熔点为77r,常温下为固体,均不便实际使用。只有***环戊二烯三羰基锰性能最好,适于应用。***环戊二烯三羰基锰,简称MMT,使用MMT主要有以下效果:(1)提高无铅汽油辛烷值,与含氧调合组分具有良好的配伍性;(2)减少炼油厂及汽车的NOx、CO、CO2的排放,总体上减少碳氢化合物排放;(3)可配合汽车废气排放控制系统,对催化转化器有改善作用,对氧气传感器没有危害;(4)减少排气阀座缩陷,对入气阀具保洁作用;(5)改善炼油操作,降低重整装置操作的苛刻度,降低汽油中的芳烃含量,减少原油的需要量。
目前,对于MMT国产化的研究取得重大进展,从1999年起,上海交通大学化学化工学院开始对MMT的制备工艺进行研究。经过一年的工作,已经得到一条比较简便、实用的工艺路线,并且研究了工艺条件对MMT产率的影响,掌握了最优化的实验条件,使MMT产率达到了65%左右。一旦实现MMT的国产化,作为汽油抗爆剂将可以实现更大价值。
可作汽油抗爆剂的铁基化合物有:五羰基铁([Fe(CO)5])、二异丁烯羰基铁([Fe(CO)5]3[(CH)]),硫化羰基铁(Fe(CO)[SCH])等,其代表物为二茂铁,分子式为(CH)Fe,也叫二环戊8 16 5 26252 252
二烯合铁,是一种橙黄色针状结晶,具有类似樟脑的气味,能升华,熔点为173〜174°C,沸点为249^,不溶于水,易溶于有机溶剂中。〜〜,〜。此外,目前也有报道,采用二茂铁、聚异丁烯基丁二酰亚***、聚异丁烯钡盐等可组成一种具有抗爆功能、无毒、安全、稳定性好的无铅汽油抗爆添加剂。该添加剂用量小,成本低,使用方便,可提高辛烷值。聚异丁烯基丁二酰亚***一般采用低卤素聚异丁烯基丁二酰亚***。
我国已开发出以乙醇为溶剂,由环戊二烯连续电解合成二茂铁的新工艺。同时还开发了用醇钠法将C5馏分中分离出的环戊二烯合成二茂铁的方法,转化率在60%以上。
此类化合物具有较好的油溶性和一定的抗爆性,不增加汽油的腐蚀性,能够作为汽油抗爆剂使用,其中混合稀土的环烷酸盐具有较好的开发和应用前景,〜1个单位。就降低单位辛烷值的成本来讲,使用镧的环烷酸盐较为合适,因为环烷酸是石油炼制过程的副产物,能够大规模的生产,成本较低,且实现了废物的利用,对于环保和我国丰富的稀土资源的开发利用具有重要意义。但就已发表的文献来看,稀土羧酸盐作为抗爆剂,目前只是一个方向性探讨。其制备可以采用稀土氧化物与***反应,取其滤液与氢氧化钠反