CN103351907A - 一种非金属抗爆剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种非金属抗爆剂及其制备方法，该非金属抗爆剂不含金属组分，按重量份计，依次加入胺类辛烷值促进剂40～60份、酰胺类辛烷值促进剂20～40份、酯类辛烷值促进剂10～25份和烷基酚类辛烷值促进剂5～15份，充分搅拌、混合均匀即可。该非金属抗爆剂能够提高汽油辛烷值2.0-7.0个单位，而且能够延长汽油的诱导期和降低实际胶质的含量，从而保证汽油产品的品质；在汽油中添加这种非金属抗爆剂，由于没有金属沉积，所以对火花塞、发动机无不良影响，能够延长发动机的使用寿命，减少对环境的污染和人体的损害。

Description

一种非金属抗爆剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及汽油添加剂领域，具体涉及一种能够优化汽油燃料抗爆性能从而提高汽油产品辛烷值的非金属抗爆剂及其制备方法。

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，在汽油中添加抗爆剂是提高车用汽油辛烷值的重要手段。汽油抗爆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。

汽油发动机产生爆震与燃料性质有关，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，汽油辛烷值大，抗震性好，质量也好。现有的提高汽油辛烷值的方法有三种：（1）向汽油组分中添加抗爆剂；（2）通过催化裂化、重整、烷基化等石油炼制手段；（3）把不同辛烷值的汽油组分按照最优的比例调和到一起。而第一种方法添加抗爆剂既简便又低成本所以使用非常广泛。

金属类抗爆剂主要有四乙基铅、二茂铁和甲基环戊二烯三羰基锰，由于在发动机内部会产生金属沉积物，导致汽缸磨损、火花塞点火不良、氧传感器和三元催化器中毒等严重故障，国家已明令禁止添加含铁、铅的金属抗爆剂，而锰系抗爆剂甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）的使用也被严格限制使用，所以非金属抗爆剂会在今后市场中起到越来越大的作用。而目前市场上的大多非金属抗爆剂加入汽油后会增加汽油的实际胶质含量并影响诱导期，这大大影响了汽油的品质。

发明内容

针对国家限制汽油中添加金属抗爆剂的问题，本发明提供了一种完全不含铅、铁、锰等金属的非金属抗爆剂及其制备方法，在汽油中添加这种非金属抗爆剂，由于没有金属沉积，所以对火花塞、发动机无不良影响，能够延长发动机的使用寿命，减少对环境的污染和人体的损害；并且该非金属抗爆剂能够提高汽油辛烷值2.0-7.0个单位，而且与市售的非金属抗爆剂相比，能够延长汽油的诱导期和降低实际胶质的含量，从而保证汽油产品的品质。

本发明的具体技术方案是：

一种非金属抗爆剂，按重量份计，主要有效成分为：胺类辛烷值促进剂40～60份，酰胺类辛烷值促进剂20～40份，酯类辛烷值促进剂10～25份，烷基酚类辛烷值促进剂5～15份。

本发明所述的非金属抗爆剂，其最大特点是不含有金属添加剂，这样在用量上没有太多的限制，由于没有金属沉积，所以对火花塞、发动机无不良影响，能够延长发动机的使用寿命，减少对环境的污染和人体的损害，而且其用量加倍效果可叠加，若向同一种汽油中添加1%所述的非金属抗爆剂，那么能够提高汽油辛烷值2.3个单位；若添加量为2%，则能够提高汽油辛烷值4.6个单位；若添加量为3%，则能够提高汽油辛烷值6.8个单位。

现有技术中使用的金属抗爆剂在汽油燃烧时分解为特定的微粒，破坏发动机中生成的过氧化物，造成金属微粒无法排除沉积在缸内和火花塞上，导致汽缸磨损、火花塞点火不良、氧传感器和三元催化器中毒等严重故障，而本发明所述的非金属抗爆剂是直接与汽油燃烧时生成的过氧化物反应生成水和二氧化碳，防止汽油燃烧过快而导致爆震，这与燃烧汽油无异，不会对空气造成额外的污染，并且能够延长发动机的使用寿命。

其中所述的胺类辛烷值促进剂为邻甲基苯胺、二异丁基胺、叔辛基二甲胺、苯胺、N,N-二甲基苯胺、间甲基苯胺、N-乙基苯胺中的一种或多种混合物。胺类辛烷值促进剂是提高辛烷值的主要有效成分，但是胺类辛烷值促进剂价格较高，所以比例过高会增加生产成本，还会增大实际胶质的含量，所以控制在40-60份。

所述的酰胺类辛烷值促进剂为N,N-二甲基甲酰胺、异丁基甲酰胺、叔丁基甲酰胺中的一种或多种混合物。

所述的酯类辛烷值促进剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异丁酯中的一种或多种混合物。

所述的酯类辛烷值促进剂和酰胺类辛烷值促进剂主要起提高辛烷值的正协同作用，减少胺类辛烷值促进剂的加入量并额外有一定降低汽油实际胶质、增大诱导期的功效，酯类辛烷值促进剂和酰胺类辛烷值促进剂加入量过高会影响抗爆剂提高辛烷值的幅度。

所述的烷基酚类辛烷值促进剂为邻异丙基酚、4-乙基-2-甲基酚、4,5-二甲基2-乙基酚中的一种或多种混合物。烷基酚类辛烷值促进剂主要起提高辛烷值的作用，并能阻止汽油中的烯烃聚合生成胶质，使汽油的抗氧化能力有所提高，从而提高汽油的品质。

各组分中起主要作用的是胺类辛烷值促进剂和烷基酚类辛烷值促进剂，它们燃烧时能够迅速减少过氧化物生成防止燃烧过快，从而提高汽油的抗爆性能。其中本发明中的胺类促进剂中不含有N-甲基苯胺，该物质会使汽油油品的稳定性下降；酯类辛烷值促进剂和酰胺类辛烷值促进剂则是起到协同效应，既能有效的提高辛烷值又能减少胺类辛烷值促进剂和烷基酚类辛烷值促进剂的用量降低成本；另外，加入酯类辛烷值促进剂可以提高抗爆剂的稳定性，减小抗爆剂对汽油品质的影响，如实际胶质、诱导期等对汽油的影响。因此，与市售的非金属抗爆剂相比，能够延长汽油的诱导期和降低实际胶质的含量，从而保证汽油产品的品质。

为了达到更好的效果，提高汽油辛烷值、延长诱导期和降低实际胶质，使得汽油产品的品质得到保证，本发明人还提供了最佳比例：

所述的非金属抗爆剂，按重量份计，主要有效成分为：胺类辛烷值促进剂50-55份，酰胺类辛烷值促进剂25-30份，酯类辛烷值促进剂10-15份，烷基酚类辛烷值促进剂10-15份。

本发明所述的非金属抗爆剂的制备方法，具体步骤如下；

向带有搅拌器的反应器中依次加入胺类辛烷值促进剂、酰胺类辛烷值促进剂、酯类辛烷值促进剂和烷基酚类辛烷值促进剂，充分搅拌、混合均匀即可。其制备方法简单易行，操作方便，只需各组分混合均匀即可，使用时直接将非金属抗爆剂加入汽油中混合均匀即可。

本发明提供一种非金属抗爆剂的使用方法，在汽油中的添加量为1%—3%（质量分数），将该非金属抗爆剂加入汽油中，不仅能够提高产油的辛烷值，而且能够延长诱导期和降低实际胶质的含量。

本发明所述的非金属抗爆剂完全不含铅、铁、锰等金属，在汽油中添加这种非金属抗爆剂，由于没有金属沉积，所以对火花塞、发动机无不良影响，能够延长发动机的使用寿命，减少对环境的污染和人体的损害；并且能够提高汽油辛烷值2.0-7.0个单位，而且与市售的非金属抗爆剂相比，能够延长汽油的诱导期和降低实际胶质的含量，从而保证汽油产品的品质。

具体实施方式

下面结合实施例来进一步说明本发明，可以使本领域技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1

一种非金属抗爆剂，按重量份计主要有效成分为：胺类辛烷值促进剂45g、酰胺类辛烷值促进剂40g、酯类辛烷值促进剂25g、烷基酚类辛烷值促进剂5g。

所述的非金属抗爆剂的制备方法，具体步骤如下:

向带有搅拌器的反应器中依次加入胺类辛烷值促进剂45g、酰胺类辛烷值促进剂40g、酯类辛烷值促进剂25g、烷基酚类辛烷值促进剂5g，充分搅拌、混合均匀即可。

所述的胺类辛烷值促进剂为叔辛基二甲胺、苯胺的混合物质量比为1:4，所述的酰胺类辛烷值促进剂为异丁基甲酰胺，所述的酯类辛烷值促进剂为醋酸乙酯，所述的烷基酚类辛烷值促进剂为邻异丙基酚。

实施例2

一种非金属抗爆剂，按重量份计主要有效成分为：胺类辛烷值促进剂50g、酰胺类辛烷值促进剂25g、酯类辛烷值促进剂15g、烷基酚类辛烷值促进剂10g。

所述的非金属抗爆剂的制备方法，具体步骤如下:

向带有搅拌器的反应器中依次加入胺类辛烷值促进剂50g、酰胺类辛烷值促进剂25g、酯类辛烷值促进剂15g、烷基酚类辛烷值促进剂10g，充分搅拌、混合均匀即可。

所述的胺类辛烷值促进剂为叔辛基二甲胺、氮乙基苯胺的混合物质量比为2:7，所述的酰胺类辛烷值促进剂为N,N-二甲基甲酰胺，所述的酯类辛烷值促进剂为醋酸丁酯，所述的烷基酚类辛烷值促进剂为4-乙基-2-甲基酚。

实施例3

一种非金属抗爆剂，按重量份计主要有效成分为：胺类辛烷值促进剂60g、酰胺类辛烷值促进剂23g、酯类辛烷值促进剂20g、烷基酚类辛烷值促进剂12g。

所述的非金属抗爆剂的制备方法，具体步骤如下:

向带有搅拌器的反应器中依次加入胺类辛烷值促进剂60g、酰胺类辛烷值促进剂23g、酯类辛烷值促进剂20g、烷基酚类辛烷值促进剂12g，充分搅拌、混合均匀即可。

所述的胺类辛烷值促进剂为邻甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺的混合物质量比为1:4，所述的酰胺类辛烷值促进剂为叔丁基甲酰胺，所述的酯类辛烷值促进剂为醋酸乙酯，所述的烷基酚类辛烷值促进剂为邻异丙基酚。

实施例4

一种非金属抗爆剂，按重量份计主要有效成分为：胺类辛烷值促进剂55g、酰胺类辛烷值促进剂30g、酯类辛烷值促进剂10、烷基酚类辛烷值促进剂15g。

所述的非金属抗爆剂的制备方法，具体步骤如下:

向带有搅拌器的反应器中依次加入胺类辛烷值促进剂55g、酰胺类辛烷值促进剂30g、酯类辛烷值促进剂10、烷基酚类辛烷值促进剂15g，充分搅拌、混合均匀即可。

所述的胺类辛烷值促进剂为间甲基苯胺、二异丁基胺的混合物质量比为1:4，所述的酰胺类辛烷值促进剂为异丁基甲酰胺，所述的酯类辛烷值促进剂为醋酸异丁酯，所述的烷基酚类辛烷值促进剂为4,5-二甲基2-乙基酚。

试验例1

将实施例1-4所制备非金属抗爆剂添加到重油催化裂化汽油中；

试验例2

将实施例1-4所制备非金属抗爆剂添加到重油加氢催化汽油中；

试验例3

将实施例1-4所制备非金属抗爆剂添加到直馏汽油中；

试验例4

将实施例1-4所制备非金属抗爆剂与市售的非金属抗爆剂加入到同一汽油油样中，汽油中实际胶质和诱导期的比较表（如下）：

从试验例1-3可以看出，本发明所述的非金属抗爆剂并且能够提高汽油辛烷值2.0-7.0个单位，而且从试验例4可以看出，与市售的非金属抗爆剂相比，能够延长汽油的诱导期和降低实际胶质的含量，从而保证汽油产品的品质。

Claims (7)

1.一种非金属抗爆剂，其特征在于：按重量份计主要有效成分为：胺类辛烷值促进剂40～60份，酰胺类辛烷值促进剂20～40份，酯类辛烷值促进剂10～25份，烷基酚类辛烷值促进剂5～15份。

2.根据权利要求1所述的非金属抗爆剂，其特征在于：胺类辛烷值促进剂为邻甲基苯胺、二异丁基胺、叔辛基二甲胺、苯胺、N,N-二甲基苯胺、间甲基苯胺、N-乙基苯胺中的一种或多种混合物。

3.根据权利要求1所述的非金属抗爆剂，其特征在于：酰胺类辛烷值促进剂为N,N-二甲基甲酰胺、异丁基甲酰胺、叔丁基甲酰胺中的一种或多种混合物。

4.根据权利要求1所述的非金属抗爆剂，其特征在于：酯类辛烷值促进剂为醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸异丁酯中的一种或多种混合物。

5.根据权利要求1所述的非金属抗爆剂，其特征在于：烷基酚类辛烷值促进剂为邻异丙基酚、4-乙基-2-甲基酚、4,5-二甲基-2-乙基酚中的一种或多种混合物。

6.根据权利要求1所述的非金属抗爆剂，其特征在于：按重量份计主要有效成分为：胺类辛烷值促进剂50-55份，酰胺类辛烷值促进剂25-30份，酯类辛烷值促进剂10-15份，烷基酚类辛烷值促进剂10-15份。

7.制备权利要求1所述的非金属抗爆剂的方法，具体步骤如下:

向带有搅拌器的反应器中依次加入胺类辛烷值促进剂、酰胺类辛烷值促进剂、酯类辛烷值促进剂和烷基酚类辛烷值促进剂，充分搅拌、混合均匀即可。