CN101735865A - 一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，该汽油助辛剂是由Mannich碱与醋酸丁酯和碳酸二甲酯以一定比例混合得到；所述Mannich碱的制备：在有机胺为介质的条件下，将一定摩尔量的甲酚与醛经催化剂的作用发生Mannich反应得到Mannich碱。本发明产品对直馏汽油、催化裂化汽油、异构化汽油、重整汽油具有良好的感受性，加入本发明产品可以改善汽油品质，提高汽油品质比率，本发明产品无添加量的限制，随添加量的增大，油品辛烷值的提高幅度增大，本发明的加入不会改变汽油的各项质量指标。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽油添加剂，特别是涉及一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂。
背景技术
汽油是关系到国计民生的重要的燃料产品之一。随着我国国民经济的飞速发展和汽车保有量的迅速增加，汽油燃料的需求量越来越大。而辛烷值又是车用汽油的最重要的质量指标，它综合反映一个国家炼油工业水平和车辆设计水平，所以从二十世纪初，人们就一直开始寻找提高汽油辛烷值的有效途径，经近一个世纪的努力，技术日趋成熟。
目前，提高汽油辛烷值的途径有二种：一是通过设备工艺加工达到提高汽油辛烷值的目的，如催化裂化、重整、烷基化、异构化等；二是通过添加汽油抗爆剂(如现已禁用的四乙基铅)或添加高辛烷值组份(如MTBE、增加芳烃量等)。
工艺法虽是提高汽油辛烷值的主要手段，但存在着投资大、改变汽油馏程等问题，往往不易实现最佳生产组合和缺乏适度的灵活性。国内外大量实践证明：采用抗爆剂是提高车用汽油辛烷值是最为经济有效的手段。
四乙基铅是1921年发现的，1923年开始在车用汽油中使用，是直至1959年被人们唯一使用的辛烷值改进剂。1960年四甲基铅进入抗爆剂市场，催化重整工艺的发展使其使用量迅速增加。它具有工艺简单、成本低廉、效果突出的优势，所以一直是效率很高的辛烷值改进剂。但由于它对大气的污染及对人体的毒害性，而被禁用。目前较为常用的有MMT(甲基环戊二烯三羰基锰)和MTBE(甲基叔丁基醚)。
但有研究认为，MMT在发动机燃烧室内表面形成多孔性沉积物，使火花塞寿命缩短，容易造成环境中锰含量上升，美国于1978年停用MMT。
MTBE作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。MTBE应用至今，需求量、消费量一直处于高增长状态，其生产技术也日趋成熟。但最近，美国加州以污染水质为由，禁止使用MTBE，美国国家环境保护部门也有类似动作。这表明，美国已开始限制MTBE生产及应用。
所以，世界各国都在加紧对汽油抗爆剂的研究，无公害抗爆添加剂是今后发展的方向。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种对直馏汽油、催化裂化汽油、异构化汽油、重整汽油具有良好的感受性，改善汽油品质，提高品质比率的抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂。汽油中加入该汽油助辛剂不会引起废气催化剂中毒，不会增加污染物排放并且具有良好的抗爆性能，本发明产品的加入不会改变汽油的各项质量指标。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，其特征在于该汽油助辛剂是由Mannich碱与醋酸丁酯和碳酸二甲酯以质量比4∶3∶3的比例混合得到；所述Mannich碱的制备：在有机胺为介质的条件下，将甲酚与醛经催化剂的作用发生Mannich反应得到Mannich碱，所述甲酚、醛、有机胺和催化剂的摩尔比为1∶2∶2∶0.5。
所述Mannich碱制备的具体过程为：将甲酚、醛和有机胺在反应釜中混合后，加入催化剂，常温常压下搅拌反应1小时，静止半小时后将水与反应物分开，即得到Mannich碱。
所述有机胺为烷基胺或芳香胺。
所述甲酚为邻甲酚、对甲酚和间甲酚中的一种或两种以上混合物。
所述醛为C1-C4的低碳醛。
所述催化剂为工业盐。
本发明与现有MMT和BTBE产品相比具有以下优点：
(1)MMT加量受限制，加入过多，锰含量超标，在限量范围内最多提高辛烷值3个单位；BTBE最大加入量为8％，否则氧含量超标，在此范围内最多提高辛烷值3个单位；本发明产品对直馏汽油、催化裂化汽油、异构化汽油、重整汽油具有良好的感受性，无添加量的限制，随添加量的增大，辛烷值的提高幅度增大。
(2)本发明产品的加入不会改变汽油的各项质量指标(如馏程、饱和蒸气压、诱导期等)。
(3)可在常温下进行汽油调和，生产工艺简单，与汽油有很好的互溶性。
(4)具有一定的节油和清净效果。
(5)改善汽油品质，提高品质比率；添加成本低，增加企业效益。
下面结合具体的实施例对本发明作进一步说明，实施例只是对本发明的具体说明而非限定。
具体实施方式
实施例
本发明一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，该汽油助辛剂是由Mannich碱与醋酸丁酯和碳酸二甲酯以质量比4∶3∶3的比例混合得到；所述Mannich碱的制备：在有机胺为介质的条件下，将甲酚与醛经催化剂的作用发生Mannich反应得到Mannich碱，所述甲酚、醛、有机胺和催化剂的摩尔比为1∶2∶2∶0.5。所述有机胺为烷基胺或芳香胺；所述甲酚为邻甲酚、对甲酚和间甲酚中的一种或两种以上混合物；所述醛为C1-C4的低碳醛；所述催化剂为工业盐。
所述Mannich碱制备的具体过程为：将甲酚、醛和有机胺在反应釜中混合后，加入催化剂工业盐(甲酚、醛、有机胺和催化剂的摩尔比为1∶2∶2∶0.5)，常温常压下搅拌反应1小时，静止半小时后将水与反应物分开，即得到Mannich碱(曼尼烯碱)。
甲酚与醛进行Mannich反应的机理如下：
本发明产品适用于炼油厂作汽油辛烷值的辅助剂使用。
永坪炼油厂是陕西延长石油(集团)有限责任公司(延长油矿管理局)下属的主力企业之一。用该厂的催化汽油和直馏汽油以体积比2∶1混合为基础汽油(RON＝80.6)1升，加入本发明汽油助辛剂20mL，经陕西省石油产品质量检验站检测，辛烷值均达90.4，全分析汽油质量完全达到GB/17930-2006标准。
市售90#汽油1升加入本发明汽油助辛剂10mL调和的93#组分汽油经台架试验、道路试验检测如下：
(1)台架试验：
(a)HH368Q汽油发动机使用93#组分汽油后，外特性最大功率增加了0.7kw，有效燃油消耗率平均下降2.3％。
(b)HH368Q汽油发动机使用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比2600r/min、3200r/min、3800r/min、4200r/min负荷特性上有效燃油消耗率分别下降6.8％、3.7％、2.3％、3.5％。
(c)HH368Q汽油发动机使用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比，怠速排放中的CO下降了20.0％，HC下降了10.3％。
(2)道路试验：
(a)桑塔纳330k88L0LTD2汽车燃用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比，0-90km/h换档加速时间缩短了0.9秒，直接换挡加速时间缩短了1.0秒。
(b)桑塔纳330k88L0LTD2汽车燃用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比，百公里油耗下降6.5％。
(c)桑塔纳330k88L0LTD2汽车燃用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比，最低稳定车速降低2.4km/h。
对调和基础油(汽油的半成品，由催化汽油和石脑油组成)加入本发明汽油助辛剂后油品的主要性质进行测试后的结果如下：
表1催化汽油加入不同比例石脑油和3％本发明汽油助辛剂后辛烷值变化：
| 催化汽油∶石脑油(v/v) | 辛烷值(RON) | 加3％助辛剂后辛烷值 | 辛烷值增幅 |
| 90％∶10％ | 87.7 | 95.4 RON | +7.7 RON |
| 80％∶20％ | 85.8 | 93.6 RON | +7.8 RON |
| 70％∶30％ | 83.9 | 91.7 RON | +7.8 RON |
表2调和基础油加入不同比例的本发明汽油助辛剂后辛烷值变化：
| 调和基础油加助辛剂比例 | 3％ | 3.5％ |
| 辛烷值(RON) | 96.4 | 96.7 |
| 辛烷值增幅(RON) | 6.7 | 7.0 |
从表1、表2可以看出：(1)催化汽油加入不同比例的石脑油和3％本发明汽油助辛剂后，其辛烷值增幅在7.7-7.8之间，较为稳定。(2)催化汽油∶石脑油(v/v)＝80％∶20％加3％本发明汽油助辛剂后辛烷值可达到93.6，石脑油(v/v)＝70％∶30％加3％本发明汽油助辛剂后辛烷值可达到91.7，分别可达到93号和90号汽油的辛烷值。
Claims (6)
1.一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，其特征在于该汽油助辛剂是由Mannich碱与醋酸丁酯和碳酸二甲酯以质量比4∶3∶3的比例混合得到；所述Mannich碱的制备：在有机胺为介质的条件下，将甲酚与醛经催化剂的作用发生Mannich反应得到Mannich碱，所述甲酚、醛、有机胺和催化剂的摩尔比为1∶2∶2∶0.5。
2.根据权利要求1所述的一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，其特征在于所述Mannich碱制备的具体过程为：将甲酚、醛和有机胺在反应釜中混合后，加入催化剂，常温常压下搅拌反应1小时，静止半小时后将水与反应物分开，即得到Mannich碱。
3.根据权利要求1或2所述的一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，其特征在于所述有机胺为烷基胺或芳香胺。
4.根据权利要求1或2所述的一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，其特征在于所述甲酚为邻甲酚、对甲酚和间甲酚中的一种或两种以上混合物。
5.根据权利要求1或2所述的一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，其特征在于所述醛为C1-C4的低碳醛。
6.根据权利要求1或2所述的一种抑制汽油燃烧过程过氧化物生成的汽油助辛剂，其特征在于所述催化剂为工业盐。
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|---|---|---|---|---|
| CN103881773A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-06-25 | 宁夏宝塔石化科技实业发展有限公司 | 一种酚醛胺型Mannich碱类助辛剂的制备方法 |
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