CN112029547A - 一种复合高效汽油抗爆剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合高效汽油抗爆剂及其制备方法，包括以下重量份原料：N‑甲基甲酰胺30～70份、甲基叔丁基醚1～5份、碳酸二甲酯2～15份、甲基环戊二烯三羰基锰10～30份、对羟基苯甲酸甲酯5～20份、α‑蒎烯3～18份、抗爆剂基料2～8份，所述抗爆剂基料为重量份比1～2:1～4:4～6:12～20聚异丁烯丁二酰亚胺:β‑苯丙烯酸:叔丁醇:聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物，经超声将抗爆剂基料进行混合，再经各个组分高压反应，得到复合汽油抗爆剂调合的汽油稳定性好，能延长汽油的诱导期和降低实际胶质的含量，有效保证汽油产品的品质。

Description

一种复合高效汽油抗爆剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及石油化工领域，特别涉及一种复合高效汽油抗爆剂及其制备方法。
背景技术
汽油发动机产生爆震与燃料性质有关，如果汽油很易氧化，形成的氧化物不易分解，自燃点低，很容易法神爆震现象，所以汽油抗爆性是汽油质量最重要的指标之一；汽油中的一些不饱和烃，特别是二烯烃及一些易缩合和聚合烯烃，在氧的作用下，会发生缩合和聚合反应，生成难挥发的沉积物，这些沉积物会在油品储存、运输、管输及使用过程中产生结胶、结焦、沉积，甚至积碳等；
目前，醇类抗爆剂由于和汽油的互溶性较差、氧含量大和国标限制等原因，很少应用于汽油的调合生产；醚类抗爆剂的应用较为普及，MTBE(甲基叔丁基醚)为其主要代表，但受限于氧含量过高和热值较低，在汽油中的掺兑量通常不超过10％；MMT(甲基环戊二烯三羰基锰)或CMT，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，目前已被禁止或限制；非金属抗爆剂相对成本较高，脂类抗爆剂单独使用抗爆效率较低。因此，亟需一款既克服MMT提高汽油辛烷值低的问题，又克服了非金属抗爆剂使用成本高的复合抗爆剂。
发明内容
鉴于此，本发明提出一种复合高效汽油抗爆剂及其制备方法，解决上述问题。
本发明的技术方案是这样实现的：一种复合高效汽油抗爆剂：包括以下重量份原料：N-甲基甲酰胺30～70份、甲基叔丁基醚1～5份、碳酸二甲酯2～15份、甲基环戊二烯三羰基锰10～30份、对羟基苯甲酸甲酯5～20份、α-蒎烯3～18份、抗爆剂基料2～8份，所述抗爆剂基料为重量份比1～2:1～4:4～6:12～20的聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物。
优选地，一种复合高效汽油抗爆剂，包括以下重量份原料：N-甲基甲酰胺50份、甲基叔丁基醚3份、碳酸二甲酯8份、甲基环戊二烯三羰基锰20份、对羟基苯甲酸甲酯12份、α-蒎烯11份、抗爆剂基料5份，所述抗爆剂基料为重量份比1.5:2:5:15的聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物。
进一步的，一种复合高效汽油抗爆剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯加热40～60℃保温混合20～60min，后于超声波频率1000～1500MHz、功率400～700W下超声处理10～20min，得到抗爆剂基料；
S2、按上述重量份，取N-甲基甲酰胺、甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯、甲基环戊二烯三羰基锰升温至120～190℃搅拌混合，离心，取沉淀经去离子水或无水乙醇洗涤，洗涤后于500～700℃煅烧，研磨粉碎，过120～150目筛，得到物料A，备用；
S3、将上述物料A再加入去离子水于40～60℃混合搅拌，静置2～4h，取出滤渣后加入对羟基苯甲酸甲酯、α-蒎烯、抗爆剂基料在高压反应釜中反应2～4h，从引导管加入惰性气体，使反应釜的压力达到15～25Mpa，得到复合高效汽油抗爆剂。
优选地，所述S2步骤中，去离子水或无水乙醇的洗涤次数为2～4次，且每次用量为1～3倍。
优选地，所述S3步骤中，高压反应过程中，用碱液调节pH为3-5，搅拌转速为300～400rpm，温度为80～150℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的复合抗爆剂，将各原料组合，在MMT和非金属抗爆剂提高汽油抗爆性机理的基础上，按一定的比例进行调配，加入汽油中使其能够最大限度地发挥抗爆作用，从而确保汽油产品在重金属含量不超标的情况下，有效提高汽油的氧化速度，降低汽油在燃烧过程中形成的过氧化物浓度，延缓汽油燃烧的诱导期和降低实际胶质的含量，较大幅度的提高汽油的辛烷值3-6个单位，从而达到MMT和非金属抗爆剂都无法单独达到的效果，既克服MMT提高汽油辛烷值低的问题，又克服了非金属抗爆剂使用成本高的缺点，做到两剂优势叠加、互补。调合后的汽油稳定性好，放置两个月不分层，辛烷值不衰减；加入汽油后金属含量控制在国标之内，不改变汽油的原有性质；满足炼化企业利用石脑油调和国标汽油的要求，为石脑油的销售带来了出路，可为企业创造可观的经济效益；与MTBE、乙醇等含氧组份有较好的配合性，提高汽油辛烷值有叠加性。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，对本发明做进一步的说明。
本发明实施例所用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
本发明实施例所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
实施例1
一种复合高效汽油抗爆剂，包括以下重量份原料：N-甲基甲酰胺30份、甲基叔丁基醚1份、碳酸二甲酯2份、甲基环戊二烯三羰基锰10份、对羟基苯甲酸甲酯5份、α-蒎烯3份、抗爆剂基料2份，所述抗爆剂基料为重量份比1:1:4:12的聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物。
实施例2
一种复合高效汽油抗爆剂，包括以下重量份原料：N-甲基甲酰胺70份、甲基叔丁基醚5份、碳酸二甲酯15份、甲基环戊二烯三羰基锰30份、对羟基苯甲酸甲酯20份、α-蒎烯18份、抗爆剂基料8份，所述抗爆剂基料为重量份比2:4:6:20的聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物。
实施例3
一种复合高效汽油抗爆剂，包括以下重量份原料：N-甲基甲酰胺50份、甲基叔丁基醚3份、碳酸二甲酯8份、甲基环戊二烯三羰基锰20份、对羟基苯甲酸甲酯12份、α-蒎烯11份、抗爆剂基料5份，所述抗爆剂基料为重量份比1.5:2:5:15的聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物。
上述实施例1～3的复合高效汽油抗爆剂，使用以下制备方法：
S1、聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯加热40～60℃保温混合20～60min，后于超声波频率1000～1500MHz、功率400～700W下超声处理10～20min，得到抗爆剂基料；
S2、按上述重量份，取N-甲基甲酰胺、甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯、甲基环戊二烯三羰基锰升温至120～190℃搅拌混合，离心，取沉淀经去离子水或无水乙醇洗涤，去离子水或无水乙醇的洗涤次数为2～4次，且每次用量为1～3倍，洗涤后于500～700℃煅烧，研磨粉碎，过120～150目筛，得到物料A，备用；
S3、将上述物料A再加入去离子水于40～60℃混合搅拌，静置2～4h，取出滤渣后加入对羟基苯甲酸甲酯、α-蒎烯、抗爆剂基料在高压反应釜中，用碱液调节pH为3-5，搅拌转速为300～400rpm，温度为80～150℃下反应2～4h，从引导管加入氦气，使反应釜的压力达到15～25Mpa，得到复合高效汽油抗爆剂。
实施例4
本实施例与实施例3的区别在于，复合高效汽油抗爆剂，使用以下制备方法：
S1、聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯加热40～60℃保温混合20min，后于超声波频率1000MHz、功率400W下超声处理10min，得到抗爆剂基料；
S2、按上述重量份，取N-甲基甲酰胺、甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯、甲基环戊二烯三羰基锰升温至120℃搅拌混合，离心，取沉淀经去离子水或无水乙醇洗涤，去离子水或无水乙醇的洗涤次数为2次，且每次用量为1倍，洗涤后于500℃煅烧，研磨粉碎，过120目筛，得到物料A，备用；
S3、将上述物料A再加入去离子水于40℃混合搅拌，静置2h，取出滤渣后加入对羟基苯甲酸甲酯、α-蒎烯、抗爆剂基料在高压反应釜中，用碱液调节pH为3，搅拌转速为300rpm，温度为80℃下反应2h，从引导管加入氦气，使反应釜的压力达到15Mpa，得到复合高效汽油抗爆剂。
实施例5
本实施例与实施例3的区别在于，复合高效汽油抗爆剂，使用以下制备方法：
S1、聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯加热60℃保温混合60min，后于超声波频率1500MHz、功率700W下超声处理20min，得到抗爆剂基料；
S2、按上述重量份，取N-甲基甲酰胺、甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯、甲基环戊二烯三羰基锰升温至190℃搅拌混合，离心，取沉淀经去离子水或无水乙醇洗涤，去离子水或无水乙醇的洗涤次数为4次，且每次用量为3倍，洗涤后于700℃煅烧，研磨粉碎，过150目筛，得到物料A，备用；
S3、将上述物料A再加入去离子水于60℃混合搅拌，静置4h，取出滤渣后加入对羟基苯甲酸甲酯、α-蒎烯、抗爆剂基料在高压反应釜中，用碱液调节pH为5，搅拌转速为400rpm，温度为150℃下反应4h，从引导管加入氦气，使反应釜的压力达到25Mpa，得到复合高效汽油抗爆剂。
实施例6
本实施例和实施例3的区别在于，抗爆剂基料的制备过程中，超声波频率2000MHz、功率300W。
实施例7
本实施例和实施例3的区别在于，煅烧温度为800℃。
实施例8
本实施例和实施例3的区别在于，反应釜压力为28Mpa。
对比例1
本对比例与实施例3的区别在于，一种复合高效汽油抗爆剂，包括以下重量份原料：N-甲基甲酰胺80份、甲基叔丁基醚7份、碳酸二甲酯17份、甲基环戊二烯三羰基锰35份、对羟基苯甲酸甲酯25份、α-蒎烯20份、抗爆剂基料10份。
对比例2
本对比例与实施例3的区别在于，所述抗爆剂基料为重量份比1:1:2:10聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物。
对比例3
本对比例与实施例3的区别在于，一种复合高效汽油抗爆剂，所述抗爆剂基料为等量的甲醇、甲基丙烯酸、苯二酚的混合物。
一、辛烷值(RON)测定
将本发明实施例1～8和对比例1～3制得的抗爆剂加入到辛烷值为85的基础油中，按照GB/T503-1995辛烷值测定法测定汽油的辛烷值，结果如下表：
复合抗爆剂加入量％ 辛烷值RON △RON
实施例1 1.0 93.1 5.5
实施例2 1.0 95.5 5.4
实施例3 1.0 97.2 6.4
实施例4 1.0 96.2 5.6
实施例5 1.0 95.3 5.7
实施例6 1.0 93.4 4.9
实施例7 1.0 94.6 4.8
实施例8 1.0 93.5 4.2
对比例1 1.0 89.2 3.3
对比例2 1.0 88.4 3.1
对比例3 1.0 86.4 2.9
由上述表格可知，本发明所述的复合抗爆剂能提高汽油的辛烷值，其中实施例1～8能提高3～6个单位，而且和对比例1～3对比，抗爆剂各组分的配比形成优良的协同效应，所制得的抗爆剂具有良好提升辛烷值的性能，而抑制剂在抗爆剂中能和其他组分结合起到较好的抗爆性能，显著提高汽油品质。
二、实际胶质和诱导期
将实施例1～8和对比例1～3所制备的抗爆剂加入到88#催化裂化汽油中，汽油中实际胶质和诱导期的比较表：
Figure BDA0002657393070000071
从实施例1～8和对比例1～3比较，可以看出，本发明科学配制的复合抗爆剂能延长汽油的诱导期和降低实际胶质的含量，有效保证汽油产品的品质。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种复合高效汽油抗爆剂，其特征在于：包括以下重量份原料：N-甲基甲酰胺30～70份、甲基叔丁基醚1～5份、碳酸二甲酯2～15份、甲基环戊二烯三羰基锰10～30份、对羟基苯甲酸甲酯5～20份、α-蒎烯3～18份、抗爆剂基料2～8份，所述抗爆剂基料为重量份比1～2:1～4:4～6:12～20的聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物。
2.如权利要求1所述的一种复合高效汽油抗爆剂，其特征在于：包括以下重量份原料：N-甲基甲酰胺50份、甲基叔丁基醚3份、碳酸二甲酯8份、甲基环戊二烯三羰基锰20份、对羟基苯甲酸甲酯12份、α-蒎烯11份、抗爆剂基料5份，所述抗爆剂基料为重量份比1.5:2:5:15的聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯的混合物。
3.如权利要求1所述的一种复合高效汽油抗爆剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、聚异丁烯丁二酰亚胺、β-苯丙烯酸、叔丁醇、聚异丁烯基酰胺异辛酯加热40～60℃保温混合20～60min，后于超声波频率1000～1500MHz、功率400～700W下超声处理10～20min，得到抗爆剂基料；
S2、按上述重量份，取N-甲基甲酰胺、甲基叔丁基醚、碳酸二甲酯、甲基环戊二烯三羰基锰升温至120～190℃搅拌混合，离心，取沉淀经去离子水或无水乙醇洗涤，洗涤后于500～700℃煅烧，研磨粉碎，过120～150目筛，得到物料A，备用；
S3、将上述物料A再加入去离子水于40～60℃混合搅拌，静置2～4h，取出滤渣后加入对羟基苯甲酸甲酯、α-蒎烯、抗爆剂基料在高压反应釜中反应2～4h，从引导管加入惰性气体，使反应釜的压力达到15～25Mpa，得到复合高效汽油抗爆剂。
4.如权利要求1所述的一种复合高效汽油抗爆剂的制备方法，其特征在于：所述S2步骤中，去离子水或无水乙醇的洗涤次数为2～4次，且每次用量为1～3倍。
5.如权利要求1所述的一种复合高效汽油抗爆剂的制备方法，其特征在于：所述S3步骤中，高压反应过程中，用碱液调节pH为3-5，搅拌转速为300～400rpm，温度为80～150℃。
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中国内燃机学会: "《汽车环境污染与控制》", 国防工业出版社, pages: 159 - 160 *

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