CN104560239A - 一种汽油抗爆清净剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种汽油抗爆清净剂，是由甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液与二甲基苯胺按照1﹕1～2的体积比复配组成，其中的甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液是以等体积的叔丁醇和正戊醇为原料，在硫酸催化下与甲醇反应得到产物的蒸馏馏份混合液。在汽油中加入0.5～1wt%本发明汽油抗爆清净剂，即可显著提高汽油的辛烷值，且环境相溶性好。
Description
技术领域
本发明属于石油化工汽油添加剂技术领域，涉及一种汽油辛烷值改进复配制剂剂。
背景技术
日益严重的全球性环境污染已经严重威胁到人类生存和社会发展，环境问题成为当今社会所面临的最严重挑战之一。汽油作为最重要的石油燃料，其燃烧排出的气体中除含有水和二氧化碳外，还包括一氧化碳、氮氧化合物、芳香碳氢化合物等，这些都会不同程度的对人类﹑动植物构成危害。生产高品质汽油是解决环境问题的最有效方法，提高汽油品质的主要途径包括改善炼油工艺和开发抗爆剂，前者可能造成油价波动，因此开发有效的抗爆剂就成为提高汽油品质的主要方向。辛烷值是车用汽油最重要的质量指标，同时也是反映汽油环保性能的关键指标，辛烷值越高，抗爆震性越强。向汽油中添加抗爆剂是提高汽油辛烷值最有效、最经济的方法。
常见的抗爆剂主要分为金属有灰类抗爆剂和有机无灰类抗爆剂。前者主要包括有烷基铅﹑锰基化合物(如甲基环戊二烯三羰基锰MMT)﹑铁基化合物(如二异丁烯羰基铁)﹑混合稀土羧酸盐类和碱金属有机抗爆剂，它们虽然能有效提高汽油的抗爆性，但是存在颗粒物排放问题，欧美等发达国家已不再提倡使用。后者主要包括醚类(如甲基叔丁基醚MTBE)﹑酯类(如碳酸二甲酯DMC)﹑醇类(如乙醇)和其他无灰类抗爆剂。近一段时间，汽油抗爆剂的开发研究一直朝着有机无灰类方向发展。如谷涛等(汽油高辛烷值添加组分的应用与发展. 石化技术与应用, 2005, (23):5-10)介绍了几种新型汽油抗爆剂，包括NY-02直馏汽油抗爆剂，添加质量分数0.1%时汽油RON由80.5提高到87.5；FA-90抗爆剂，添加0.08%时汽油辛烷值可提高6个单位；还介绍了FE-1汽油辛烷值添加剂﹑TKC抗爆助剂﹑邻甲酚型Mannich碱基化合物和MTN汽油抗爆剂，并对抗爆作用机理进行了分析说明。胡志全等(汽油抗爆添加剂乙醇锂的性能研究. 现代化工, 2013, (33):51-56)研究表明，乙醇锂浓缩液加入到基础油中能有效改善汽油的抗爆性能，当锂离子浓度为500mg/L时，直馏汽油、催化裂化汽油和90号汽油的辛烷值分别提高15.9、3.3和2.9个单位。
袁晓东(烃类爆震燃烧机理和抗爆剂作用机理探讨. 石油与天然气化工, 2002, 78-81)综合分析了爆震燃烧和抗爆作用机理的历史和现状，归纳总结出抗爆剂应具备的性质，提出了爆震燃烧的新活性核机理和抗爆基团作用的加和性规则，认为烃类在燃烧过程中产生过氧化物及其自由基，由于烃的结构不同，产生的过氧化物及其自由基的活性不同，有一些较活泼的过氧化物及自由基是燃料发生爆震的根源，即活性核，活性核浓度的大小决定反应中爆震的强弱。这一机理解释目前为人们所普遍接受。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽油抗爆清净剂，用于在汽油中添加，以显著提高汽油的辛烷值，且生物相溶性好、添加量少。
本发明提供的汽油抗爆清净剂是一种由甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液与二甲基苯胺复配组成的复合抗爆剂，其中混合液与二甲基苯胺的体积比为1﹕1～2。
本发明所述的甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液是以等体积的叔丁醇和正戊醇为原料，在硫酸催化下与甲醇反应得到产物的蒸馏馏份混合液。
进一步地，所述甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液的具体制备方法是：以85wt%硫酸为催化剂，将甲醇与等体积的叔丁醇和正戊醇混合，50～55℃下搅拌反应2～3h，升温蒸馏至无馏分，得到的馏分以无水硫酸镁除水后得到甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液。
所述制备方法中，甲醇的体积用量是叔丁醇与正戊醇混合体积的1～1.5倍。
反应过程中使用的85wt%硫酸催化剂用量不超过反应液总体积的55%。
本发明的汽油抗爆清净剂作为汽油辛烷值改进复配剂，抗爆试验结果表明，在汽油中加入0.5～1wt%，即可显著提高汽油的辛烷值，且环境相溶性好。
具体实施方式
实施例1
向装有温度计和冷凝管的三颈烧瓶中加入甲醇16.2mL、85%硫酸30mL、叔丁醇20.3mL、正戊醇20.3mL，升温至50℃搅拌反应2.2h，升温蒸馏，收集46～120℃之间的馏分，以无水硫酸镁干燥后，得甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液48.3mL。
将上述混合液与二甲基苯胺以1﹕1的体积比混合，得到抗爆清净剂1#。
实施例2
向装有温度计和冷凝管的三颈烧瓶中加入甲醇38.9mL、85%硫酸60mL、叔丁醇40.6mL、正戊醇40.6mL，升温至52℃搅拌反应2.5h，升温蒸馏，收集48～120℃之间的馏分，以无水硫酸镁干燥后，得甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液98.5mL。
将上述混合液与二甲基苯胺以1﹕1的体积比混合，得到抗爆清净剂2#。
实施例3
向装有温度计和冷凝管的三颈烧瓶中加入甲醇97.2mL、85%硫酸90mL、叔丁醇81.2mL、正戊醇81.2mL，升温至55℃搅拌反应3h，升温蒸馏，收集48～122℃之间的馏分，以无水硫酸镁干燥后，得甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液215.1mL。
将上述混合液与二甲基苯胺以1﹕1的体积比混合，得到抗爆清净剂3#。
应用例
将不同用量的抗爆清净剂1#和抗爆清净剂2#分别加入不同汽油中进行辛烷值试验，具体数据见表1和表2。由表1可知，添加1.0%的抗爆清净剂1#，可使直馏汽油的RON和MON分别提高2.2和2个单位，93#汽油的RON和MON分别提高4.9和4.6个单位；由表2可知，添加1.0%的抗爆清净剂2#，可使直馏汽油的RON和MON分别提高2.4和2.1个单位，93#汽油的RON和MON分别提高5.1和5.0个单位。可见本发明的抗爆清净剂更适合辛烷值大于80的汽油的调和。
本发明各实施例汽油抗爆清净剂对93#汽油辛烷值的影响如表3，可见添加少量各实施例抗爆清净剂均能使汽油辛烷值增加，且添加量越大，汽油辛烷值提高效果越好。
同时，对93#汽油添加1%抗爆清净剂1#后的多项理化指标进行测试，如表4，数据显示各项理化指标均合格。
Claims (6)
1.一种汽油抗爆清净剂，由甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液与二甲基苯胺按照1﹕1～2的体积比复配组成，其中所述的甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液是以等体积的叔丁醇和正戊醇为原料，在硫酸催化下与甲醇反应得到产物的蒸馏馏份混合液。
2.根据权利要求1所述的汽油抗爆清净剂，其特征是所述甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液是以85wt%硫酸为催化剂，将甲醇与等体积的叔丁醇和正戊醇混合，50～55℃下搅拌反应2～3h，升温蒸馏得到的馏分混合液。
3.根据权利要求2所述的汽油抗爆清净剂，其特征是所述甲醇的体积用量是叔丁醇与正戊醇混合体积的1～1.5倍。
4.根据权利要求2所述的汽油抗爆清净剂，其特征是使用的85wt%硫酸催化剂用量不超过反应液总体积的55%。
5.根据权利要求2所述的汽油抗爆清净剂，其特征是将所述馏分混合液以无水硫酸镁干燥。
6.根据权利要求1所述的汽油抗爆清净剂，其特征是在汽油中的加入量为0.5～1wt%。
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