CN102899103A - 复合型汽油抗爆剂 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合型汽油抗爆剂，包括环戊二烯三羰基锰、二茂铁，由戊烷、乙酸仲丁酯和碳酸二甲酯构成的助剂，以及芳香族表面活性剂，该复合型汽油抗爆剂中各组分的重量百分比分别为：环戊二烯三羰基锰：0.42％～0.52％；二茂铁：0.18％～0.28％；戊烷：80％；乙酸仲丁酯：5.0％～11.0％；碳酸二甲酯：8.0％～14.0％；芳香族表面活性剂：0.20％～0.40％。本发明采用不同高辛烷值物质复配，形成良性协同效应，其抗爆效能强，并且不对汽油的其他质量指标产生负效应，是非常具有应用前景的新型抗爆剂。

Description

复合型汽油抗爆剂

技术领域

本发明涉及一种复合型汽油抗爆剂，属于汽油抗爆剂技术领域。

背景技术

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，采用汽油抗爆剂是提高车用汽油辛烷值的重要手段。已知有效的汽油抗爆剂主要包括：四乙基铅、二茂铁(二聚环戊二烯铁)、甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)、环戊二烯三羰基锰(CMT)、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)等有机物。

自十九世纪初开始，四乙基铅被普遍用作汽油提高辛烷值的添加剂。但是，随着汽车数量的迅猛增加，四乙基铅的危害性也愈来愈引起人们的重视，四乙基铅对人类和发动机的危害主要有下列几方面：

1、燃用含铅汽油的发动机排气有铅毒，直接污染人类赖以生存的环境，特别是对少儿智力发育有很大毒害。

2、排气会破坏催化净化器中的催化作用和净化作用，从而很快使净化器失效，使汽车排气达不到政府法规限定的排污指标。

3、会大大增加发动机燃烧室周围零件的结炭积胶，从而明显地增加发动机运动零件的磨损，最终导致功率下降、油耗率增加、发动机寿命下降。

随着人们环保意识的增强，车用汽油已逐渐实现无铅化，四乙基铅的添加被列为国标明确禁止。目前，市场上容易见到的主要是锰系抗爆剂，也有少量二茂铁抗爆剂。因此，研制新型高效环保的汽油抗爆剂乃是当今国内外石油炼制行业急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中车用汽油抗爆剂存在的缺陷，提供一种抗爆效能强、环保的复合型汽油抗爆剂。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种复合型汽油抗爆剂，包括环戊二烯三羰基锰、二茂铁，由戊烷、乙酸仲丁酯和碳酸二甲酯构成的助剂，以及芳香族表面活性剂，该复合型汽油抗爆剂中各组分的重量百分比分别为：

环戊二烯三羰基锰：0.42％～0.52％

二茂铁：0.18％～0.28％

戊烷：80％

乙酸仲丁酯：5.0％～11.0％

碳酸二甲酯：8.0％～14.0％

芳香族表面活性剂：0.20％～0.40％。

优选地，所述助剂中戊烷、乙酸仲丁酯和碳酸二甲酯的质量比为8∶1.1∶0.8。

所述芳香族表面活性剂中活性物的含量为100％，该芳香族表面活性剂优选为芳香族磷酸酯，更优选为磷酸三甲苯酯。

所述复合型汽油抗爆剂在汽油中的添加量按重量百分比计为0.5％～5％，按照该比例添加，能保证抗爆剂成分环戊二烯三羰基锰和二茂铁调入汽油的浓度不超过国家限量的标准，即将环戊二烯三羰基锰调入汽油中的浓度控制在0.018g/L以下，将二茂铁调入汽油中的浓度控制在0.009g/L以下，并且受其它高辛烷值组分供氧、清洁分散作用的影响，能实现良好的抗爆效果。

抗爆剂成分环戊二烯三羰基锰是提高汽油抗爆性能，生产高标号无铅汽油经济有效的添加剂。其参与汽油燃烧的反应过程如下：

①高温分解

C₅H₅Mn(CO)₃→Mn⁴⁺+C₅H₅Mn(CO)₃ ^-1

②Mn被氧化

Mn⁴⁺+O₂→MnO₂

③油燃烧产生过氧化物

R-CH₃+O₂→R-CH₂-OOH

④消除过氧化物生成低醛类

R-CH₂-OOH+MnO₂→R-CHO+MnO+H₂O+O₂

环戊二烯三羰基锰在燃烧条件下分解为活性氧化锰的微粒，由于其表面的作用，破坏汽车发动机中已生成的过氧化物，导致焰前反应中过氧化物的浓度降低，同时有选择的中断一部分链反应，从而阻碍自动着火，减缓了释出能量的速度，使燃料的抗爆性提高。

在本发明的复合型汽油抗爆剂中，戊烷、乙酸仲丁酯和碳酸二甲酯作为抗爆剂的助剂，能有效防止抗爆主剂的分解凝聚；同时，该助剂能在汽油燃烧后将抗爆主剂燃烧产生的金属氧化物导出机外和促进汽油燃烧完全，减少尾气污染物排放量，减少燃烧室积炭，提高产品综合使用性能。该助剂中酯类的酯基带有极性，酯基的极性O^-端能与汽油中的醇醚类羟基中的H⁺结合，而其非极性一端的烃基可与汽油中的烃类非极性结合。环戊二烯三羰基锰和二茂铁均为碳氢化合物，因此与助剂之间的相溶性好。

另外，本发明选择的助剂中的酯类均无腐蚀性，分解后仅生成甲醇和二氧化碳等低毒环境污染小的化合物。

本发明的复合型汽油抗爆剂的制备方法是将各组分对应的物料在常压、温度为60～65℃的条件下混合搅拌溶解，各组分对应的物料按照比重由轻到重的顺序添加，搅拌速度优选为36转/分钟，搅拌约4小时，经过滤除去未溶解的固体，即可得到棕红色略有香味的抗暴剂液体，操作条件较温和，无化学反应过程。

本发明的优点在于：

1、本发明的复合型汽油抗爆剂采用不同高辛烷值物质复配，形成良性协同效应。其抗爆效能强，且不对汽油的其他质量指标产生负效应，是非常具有应用前景的新型抗爆剂。

2、本发明的复合型汽油抗爆剂中的碳酸二甲酯氧含量(质量分数)高达53％，比普遍使用的MTBE高18％，只要在汽油中加入少量的酯，即可提高汽油的氧含量，同时使其燃烧更加完全，降低排放污染。

3、本发明的复合型汽油抗爆剂中选用的溶剂均为廉价宜购原料，不含高价的甲苯、二甲苯、丙酮、二氯乙烯、二烷乙烯等易制毒化学品。一般抗爆剂每提高一个辛烷值需16-20元人民币，而使用本发明的复合型汽油抗爆剂，每提高一个辛烷值仅需6元人民币以下。

4、本发明的复合型汽油抗爆剂在汽油中的添加量大，重量百分含量可达到5％，有增溶、降低汽油生产成本的功效。随着添加量的增加辛烷值增大，成本也随之降低。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例1

本实施例选用的复合型汽油抗爆剂中各组分的含量为：

环戊二烯三羰基锰：0.52％

二茂铁：0.28％

戊烷：80％

乙酸仲丁酯：11.0％

碳酸二甲酯：8.0％

磷酸三甲苯酯：0.20％。

以80#汽油为基础油，向其中添加上述复合型汽油抗爆剂，在汽油中的添加量按重量百分比计如表1所示，测定添加上述复合型汽油抗爆剂后汽油的辛烷值。

表1

由测定结果可以看出，随着复合型汽油抗爆剂添加量的增加，使汽油的辛烷值明显提高。青岛中醇石油化工有限公司累计使用该复合型汽油抗爆剂300余吨，辛烷值提高效果良好，并且该复合型汽油抗爆剂在使用过程中对汽油的其他指标没有任何影响，能够达到国家汽油标准。

实施例2

本实施例选用的复合型汽油抗爆剂中各组分的含量为：

环戊二烯三羰基锰：0.42％

二茂铁：0.18％

戊烷：80％

乙酸仲丁酯：5.0％

碳酸二甲酯：14％

磷酸三甲苯酯：0.40％。

以88#汽油为基础油，向其中添加上述复合型汽油抗爆剂，在汽油中的添加量按重量百分比计如表2所示，测定添加上述复合型汽油抗爆剂后汽油的辛烷值。

表2

复合型汽油抗爆剂的添加量	1％	2％	4％
				辛烷值	90.3	93.9	96.7

由测定结果可以看出，复合型汽油抗爆剂的添加量使汽油的辛烷值明显提高。青岛安邦炼化有限公司累计使用该复合型汽油抗爆剂1000余吨，辛烷值提高效果良好，并且该复合型汽油抗爆剂在使用过程中对汽油的其他指标没有任何影响，能够达到国家汽油标准。

实施例3

本实施例选用的复合型汽油抗爆剂中各组分的含量为：

环戊二烯三羰基锰：0.47％

二茂铁：0.23％

戊烷：80％

乙酸仲丁酯：8％

碳酸二甲酯：11％

磷酸三甲苯酯：0.30％。

以辛烷值为82.0的汽油为基础油，向其中添加上述复合型汽油抗爆剂，在汽油中的添加量按重量百分比计如表3所示，测定添加上述复合型汽油抗爆剂后汽油的辛烷值。

表3

复合型汽油抗爆剂的添加量	0	2％	3％	4％	5％
						辛烷值	82.0	86.3	88.5	90.6	93.1

由测定结果可以看出，复合型汽油抗爆剂的添加量使汽油的辛烷值明显提高。该复合型汽油抗爆剂在使用过程中对汽油的其他指标没有任何影响，能够达到国家汽油标准。

Claims (6)

1.一种复合型汽油抗爆剂，其特征在于，包括环戊二烯三羰基锰、二茂铁，由戊烷、乙酸仲丁酯和碳酸二甲酯构成的助剂，以及芳香族表面活性剂，该复合型汽油抗爆剂中各组分的重量百分比分别为：

环戊二烯三羰基锰：0.42％～0.52％

二茂铁：0.18％～0.28％

戊烷：80％

乙酸仲丁酯：5.0％～11.0％

碳酸二甲酯：8.0％～14.0％

芳香族表面活性剂：0.20％～0.40％。

2.根据权利要求1所述的复合型汽油抗爆剂，其特征在于，所述助剂中戊烷、乙酸仲丁酯和碳酸二甲酯的质量比为8∶1.1∶0.8。

3.根据权利要求1所述的复合型汽油抗爆剂，其特征在于，所述芳香族表面活性剂中活性物的含量为100％。

4.根据权利要求1～3任一项所述的复合型汽油抗爆剂，其特征在于，所述芳香族表面活性剂为芳香族磷酸酯。

5.根据权利要求4所述的复合型汽油抗爆剂，其特征在于，所述芳香族磷酸酯为磷酸三甲苯酯。

6.根据权利要求1～3中任一项所述的复合型汽油抗爆剂，其特征在于，所述复合型汽油抗爆剂在汽油中的添加量按重量百分比计为0.5％～5％。