抗爆剂概况
浅析油品抗爆剂现状
浅析油品抗爆剂现状汽油发动机因燃料性质很容易出现爆震,俗称“敲缸”,其实质是一种链反应,爆震产生的原因:混合气氧化过快;有多个燃烧点;有爆震波出现。
目前提高汽油抗爆性主要途径是优化原油炼制技术,提高油品质量;其次调和油品添加高效抗爆组分;第三加入提高抗爆性添加剂,即抗暴剂,以上措施可单一使用,也可多措并举。
辛烷值是车用汽油的最重要质量指标,采用抗暴剂是提高辛烷值的重要手段,除非对汽油有特种需求,目前各国普遍使用抗爆剂来减少爆震。
优级抗爆剂须具有的条件是高效性能燃烧好、无副作用无毒性、易溶解性能稳定,便于储存和使用,成本低廉且便于生产。
抗爆剂的种类1、按元素组成抗爆剂可分为金属抗爆剂和非金属抗爆剂2、按应用特性抗爆剂可分为金属有灰抗爆剂和非金属无灰抗爆剂一、金属类抗爆剂金属类抗爆剂作用机理金属抗爆剂的作用与爆震的第二阶段燃烧机理有密切关系,抗爆剂形成金属微粒后能选择性钝化一部分由燃烧第一阶段产生的,在第二阶段分解的有机过氧化物活性游离基,从而破坏了着火链的分支反应,最终延长第二阶段的诱导期而对爆抗起到了抑制作用。
金属类有机抗爆剂种类1、烷基铅20世纪80年代以前,采用的金属抗爆剂主要是烷基铅,优点是生产工艺简单,生产成本低廉,抗爆效果较好。
缺点是对环境存在铅污染,随着各国对环保要求的提高,倡导无铅化排放对车辆排放加强了控制,烷基铅抗爆剂目前已被严格限制并逐渐取缔。
2、锰基化合物锰基化合物可做抗爆剂的甲基环戊二烯三羧基锰(MMT),由最初作为辅助抗爆剂逐渐演变为继烷基铅之后单独使用的抗爆剂,其缺点是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,易造成环境锰污染。
3、铁基化合物铁基化合物的抗爆剂中,具有代表性的是二茂铁,也叫二环戊二烯合铁,可有效提高辛烷值4.5-6个单位。
二茂铁作为抗爆剂的缺点是在燃烧室内燃烧后的氧化铁残留物,增加了发动机的磨损,减短了使用寿命,另外二茂铁生产成本太高,大大限制了市场推广。
2023年汽油抗爆剂行业市场前景分析
2023年汽油抗爆剂行业市场前景分析汽油抗爆剂是液体引擎燃料中的化学添加剂,能够提高燃油的压缩比,防止在高温和压力下发生炸裂。
随着汽车工业的迅速发展,汽油抗爆剂市场的前景也越来越受关注。
本文将从市场需求、技术发展、竞争现状等方面进行分析。
一、市场需求随着汽车工业的迅速发展,对液体引擎燃料的要求也越来越高。
燃油混合气的爆炸极限往往限制了引擎的动力输出,因此提高汽油的抗爆性能成为了必要的需求。
目前,全球汽油抗爆剂市场的年销售额已经超过了50亿美元,而且还在不断增长。
二、技术发展汽油抗爆剂市场的技术发展主要集中在三个方面:1.传统技术传统的汽油抗爆剂主要采用铅乙基化合物,但由于它的毒性和污染性,已经被逐渐淘汰。
美国于1975年开始强制禁止使用铅化合物,欧洲和日本也于1991年和2000年相继禁用。
2.新型化合物由于铅乙基化合物的禁用,新型汽油抗爆剂化合物开始逐渐发展。
目前市面上出现的新型化合物主要有有机钼、有机铍、有机锆、有机铝和超级氧化物等。
3.可再生生物燃料随着可再生能源的发展,人们开始寻找以生物质原料为基础的可再生汽油抗爆剂。
一些研究人员已经发现,利用生物质原料制造的抗爆剂可以降低排放,提高引擎效率。
三、竞争现状全球汽油抗爆剂市场的竞争现状主要集中在以下几个方面:1.企业竞争全球汽油抗爆剂市场中,主要竞争的企业有BASF、阿科玛、Chevron、皮克公司、东方红等。
2.地域竞争汽油抗爆剂市场的地域竞争主要集中在发达国家。
目前,欧洲和美国市场占据了全球市场的60%以上。
而亚太地区的需求正在逐渐上升。
3.价格竞争汽油抗爆剂市场的价格竞争非常激烈,主要是由于不同类型的化合物价格差异非常大。
目前,以有机钼为基础的汽油抗爆剂价格最高,而超级氧化物价格最低。
总之,汽油抗爆剂市场前景广阔,每年都有巨大的增长潜力。
虽然市场竞争非常激烈,但新型汽油抗爆剂的技术创新和可再生能源的发展为市场注入了新的活力。
汽油抗爆剂
甲基环戊二烯三羰基(tānɡ jī)锰(MMT)
1954年美国(měi ɡuó)乙基公司研制开发的, 1974年开始作为单独抗爆添加剂应用于 美国(měi ɡuó)含铅汽油中。1978年美国(měi ɡuó) 禁用,1995年又重新启用。1976年加拿 大开始将MMT用作无铅汽油抗爆添加剂。 1997 年 进入我国,得到了广泛的运用。
1979 年意大利首先工业化合成了
甲基叔丁基醚(MTBE)
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汽油(qìyóu)抗爆剂的发展历程
20世纪70年代,出现以含氧化物作为(zuòwéi) 汽油的调和组分
1993年,美国无铅汽油占99%;1987年 日本无铅汽油占100%,我国2005年停止 使用有铅汽油
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四乙基铅 甲基环戊二烯三羰基(tānɡ jī)锰(MMT) 甲基叔丁基醚(MTBE)
MMT中Mn的含量(hánliàng)变化
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抗爆剂的研究(yánjiū)
碳酸二甲酯(DMC)
甲醇
(jiǎ chún)
环戊二烯三羰基锰( NMT )
混合稀土羧酸盐类
…………
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内容(nèiróng)总结
汽油抗爆剂的发展与现状。抗爆组分起着反催化剂的作用,即抑制 反应的自动加速(jiā sù)。未燃混合气自燃的诱导期,这就是抗爆剂作用机 理的实质。将待测汽油与参比燃料试样的抗爆性进行对比实验而测得 的。压缩比在8.5-9.0,一般应使用93-95号汽油。目前国产轿车的压缩 比一般都在9以上,最好使用93号或97号汽油。优点:合成工艺简单, 成本低廉,抗爆效率高。1954年美国乙基公司研制开发的, 1974年开始 作为单独抗爆添加剂应用于美国含铅汽油中。1978年美国禁用,1995 年又重新启用。研究法的试验工况规定为:转速600r/min,冷却液温 度100℃,混合气温度不控制。谢谢聆听
油品知识之抗爆剂篇
油品知识之抗爆剂篇 时间:2006-01-11 11:37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,采用抗爆剂是提高车用汽油辛烷值的重要手段。
抗爆剂主要有烷基铅、甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)、甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚、叔丁醇、甲醇、乙醇等。
无公害抗爆添加剂是今后发展的方向。
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。
目前四甲基铅、四乙基铅及其化学混合物和物理混合物仍作为重要抗爆剂在某些地区广泛应用。
烷基铅抗爆剂具有工艺简单、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。
从使用性能与经济效果来看,目前还没有一种比得上烷基铅的抗爆剂。
可以预见,一旦铅微尘能有效控制,烷基铅抗爆剂将继续服务于人类。
随着汽车废气排放控制及保护环境的需要,国际上已经限制向汽油内加烷基铅,并逐步实现汽油低铅化和无铅化。
美国、加拿大、澳大利亚等国汽油无铅化推行较快,西欧汽油正向低铅化发展。
据报道,1990年西方国家汽油耗量的55%为无铅汽油。
烷基铅抗爆剂限制使用,将促进非铅抗爆剂及炼油加工深度的研究与发展。
人们对非铅抗爆剂的探索曾进行过不懈努力。
芳香胺及其他含氮化合物的研究表明,尽管其具有一定的改进辛烷值的效果,但是由于其加入量大、毒性、排放等问题,尚未形成商品。
1959年美国有一家公司向市场推出了甲基环戊二烯三羰基锰,作为四乙基铅辅助抗爆剂,后来作为单独抗爆剂使用。
该剂有效地提高了汽油辛烷值。
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。
尽管MMT有很多缺点,但是它毕竟是继烷基铅之后研究出来的高效抗爆剂。
20世纪70年代国外出现过含氧化合物作为汽油新的调合组分,其中比较重要的有甲醇、乙醇、甲基叔丁基醚和叔丁醇,它们都具有相当高的无铅辛烷值和调合辛烷值,这就为寻求新的汽油调配方案提供了方便,但它们分别存在着蒸发性、互溶性、腐蚀性、毒性和废气排放以及经济性等问题。
汽油抗暴剂生产工艺配方
提高燃料抗爆性的添加剂汽柴油添加剂编号A002一抗爆剂概述由于现代汽花器发动机的压缩比逐渐增大,发动机对使用燃料辛烷值的要求也不断提高,以保证发动机在无爆震的条件下获得更大的功率,消耗更多的油料。
因此,制取抗爆性优良的燃料多年来一直是石油炼制工业的重要发展目标。
根据实践,提高汽油抗爆性的途径通常有三种:1.选择良好的原料和改进加工工艺过程,例如采用催化裂化.铂重整等;2.向产品中调入抗爆性优良的高辛烷植成分,例如:异辛烷.异丙苯.烷基苯等;3.在产品中加入能提高燃料抗爆性的添加剂抗爆剂。
在实际工作中,可以根据具体情况采用上述方法之一,也可以同时采用几种方法,以获取辛烷值很高的汽油。
利用改进加工工艺过程来提高燃料的抗爆性,需要改变原有设备,增加新的装置,这就大大提高了工厂的装备费用。
利用掺合高辛烷值成分来提高燃料的抗爆性,往往需要使用大量的高辛烷值成分,这也会大大增加产品的成本。
在汽油中加入少量效率高的抗爆剂可以大量提高低辛烷值汽油的抗爆性,这是提高汽油抗爆性最有效,而且最经济的途径。
特别是在生产辛烷值很高的汽油时,单纯采用加工方法和调配高辛烷成分很难达到预期目的,一般都要加入适量的抗爆剂。
目前世界各国使用的汽油中,除极个别有特殊要求外,都普遍加有不同数量的抗爆剂。
一种优良的抗爆剂应该具备下列条件:1.效率高,即添加剂用量很省而效果显著;2.燃烧好,即能随燃料一同完全燃烧而不产生沉淀或残渣;3.无副作用,即对燃料其他品质无不良影响;4.异容解,即添加剂应该易溶于汽油而不溶于水;5.性质安定,即无论添加剂本身或加入燃料中后均应性质稳定,不变质,适于较长期贮存和使用;6.价格低廉,便于生产;7.无毒性,对环境不造成污染。
以上既是对抗爆剂的要求,也是对燃料及润滑油添加剂的基本要求。
要想找到一种抗爆剂完全满足上述要求是很困难的。
因此,一种优良的抗爆剂要求能满足多种条件即可,不足之处可以在配方和使用上设法另行解决。
汽油抗爆剂的发展概况简述
汽油抗爆剂的发展概况简述摘要:爆震现象是汽油一种不正常的燃烧现象,可能对车辆发动机造成永久性损害。
为了避免这种损害,汽油抗爆剂被研制出并广泛应用。
本文讨论抗爆剂的工作原理,并重点讨论了抗爆剂的种类与发展概况。
关键词:爆震现象,汽油抗爆剂,发展概况辛烷值是反映车用汽油质量的一个重要指标,体现了一个国家炼油工业和汽车工业水平。
而添加抗爆剂就是提升辛烷值的一个重要手段。
从1882年汽车工程师发现爆震现象以来,人类一直在寻找一种高效优良的抗爆剂来消除或减弱爆震。
1912年凯瑟林和米奇里在没有任何理论根据指导下开始了抗爆剂的研究,1916年美国科学家小托马斯米基利发现了第一种抗爆剂--碘,1917年他又和charles kettering发现将乙醇加入汽油中能改进汽油的辛烷值,1921年小托马斯米基利将乙醇和汽油的混合研究成果申请了专利[1],同年12月他又发现了高效抗爆剂四乙基铅(tel),1923年tel开始在车用汽油中大量使用,自此四乙基铅被认为是汽油中不可缺少的添加剂,1959年tel是唯一被世界使用的辛烷值改进剂,1960年后才开出现新的汽油抗爆剂。
但自1970年日本东京新宿区发生铅中毒事件后,由烷基铅抗爆剂造成染引起了人们的广泛重视。
研究结果表明,烷基铅本身和它燃烧后的产物都有毒,对环境和人体的危害大,1980年以来美国和西欧逐步禁止tel在汽油中添加,我国已于2000年7月在全国停止销售和使用含铅汽油,这就导致了优质不含铅的车用汽油的需求量也日益增加,促使各国都去努力探索高效而经济的途径来提高汽油的辛烷值。
一、汽油爆震燃烧及抗爆剂的工作原理汽油在气缸中按自由基反应机理燃烧,包括链引发、链传播、链分支、链终止等步骤。
爆震是一种当汽油机的压缩比燃料的辛烷值不匹配时出现的不正常燃烧现象,产生的原因为:点火后,随着最初火焰中心在气缸中传播,未燃混合气体受已燃气体压缩和热传递作用,温度和压力急剧升高,氧化反应增强,过氧化物迅速分解,自由基支链反应剧增,未燃混合气体局部的温度在最初火焰前锋到达之前超过其自燃点而产生爆炸性燃烧,在气缸内产生两个或多个燃烧中心,各火焰前锋相向推进,形成爆震波,随即产生爆震现象[2]。
汽油抗爆剂成分分析配方1
汽油抗爆剂成分分析配方伴随着工业和经济的不断发展,汽油、石油、煤等能源燃料已经成为一个国家的工业命脉。
而车用汽油在我们的在我们的日常生活着经常会接触到,辛烷值是车用汽油的重要的质量指标,它综合反映了国家的炼油工业水平和车辆设计水平,是国家综合科技能力的一部分,采用抗爆剂是提高汽油辛烷值的重要手段,添加汽油抗爆剂可提高汽油抗爆性能(即车用无铅汽油的国家标准《GB17930-20061》的研究法辛烷值和康宝指数)是生产高标号汽油的主要手段。
汽油抗爆剂根据其化学性质可以分为不同的种类,目前主要的种类有:醇类、醚类、金属类、脂类、胺类和复配类;也可依据其特性分为:金属有灰和有机无灰型。
在这其中醚类抗爆剂运用较为普遍,其中甲基叔丁基醚为主要代表,但含氧量过高和燃烧值过低,一般在汽油中的搀兑量低于10%。
金属类抗爆剂常见的主要有四乙基铅、二茂铁、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。
复配类抗爆剂系采用不同高辛烷值物质复配,形成良性协同效应的复合抗爆剂产品。
抗爆效能较金属抗爆剂弱,但比其他几类抗爆剂更强,添加量不受限制,且不对其他质量指标产生负效应,为各类抗爆剂中最具前景的新型抗爆剂。
汽油抗爆剂产品剖析一般采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(1H NMR)、质谱(MS)、X衍射分析(XRD)、ICP-MS、X荧光光谱分析、离子色谱分析等手段。
通过这些测试手段可以很好的解析汽油抗爆剂的配方,对汽油抗爆剂中的成分作用有详细的了解,更方便各个企业进行研发,把握市场动态。
哲博检测依靠浙大学科优势和分析人才,拥有多种分析测试手段,积累了深厚的化工产品剖析经验,通过专业、可靠、综合性的分离和检测手段对未知物进行定性鉴定与定量分析,为科研及生产中调整配方、新产品研发、改进生产工艺提供科学依据,同时可以根据客户需求,提供后期跟踪技术性指导。
汽油抗爆剂
汽油抗爆剂化学名:甲基环戊二烯三羰基锰英文名:Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl,缩写为:MMT。
商品名:汽油抗爆剂,锰剂分子式:C6H7Mn(CO)3相对分子质量:218.09理化特性作用机理MMT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。
产品优点甲基环戊二烯三羰基锰具有下述优点:1、能有效地改善汽油品质,提高汽油辛烷值,抗爆效率高而添加量小,按万分之一添加,锰的含量不超过18毫克/L,可提高汽油2—3个辛烷值(按金属单位重量计的辛烷值高于四乙基铅的二倍以上)。
2、燃烧性好,能随燃料一同完全燃烧而不产生沉淀或残渣,节油效果明显;3、无副作用,对燃料其它性质无不良影响;4、易溶解,在室温下即能溶解于汽油而不溶于水;5、性质稳定,在空气中不分解,沸点较高,不易蒸发损失;6、熔点低,不易结晶,便于实际使用。
包装铁桶包装,30Kg/桶,也可根据客户要求包装。
储运应采用密闭,不透光容器,存于阴凉、避光、通风、干燥处,防止靠近热源,火源,火花。
运输过程中应摆放稳定,不得倾倒,或倒置搬运,防止泄露,日光暴晒。
防止和强氧化剂,酸类化学品混装混运。
在油库中添加本品的使用方法在汽油中加入万分之一的MMT,辛烷值可提高2-3个点,可用计量泵打入待调和汽油中,充分混合,静止。
也可先在配制罐中和部分汽油先混合,然后通过计量泵打入待调和汽油中。
发生意外的处理方法普通汽油均有一定毒性,在汽油中添加18mgMn/L的MMT,不会增加汽油的毒性。
较大浓度的MMT(大于20%)具有较强的毒性。
1、接触的皮肤时,快速用肥皂水冲洗,如渗透到衣物,需立即除去衣物,并用肥皂水清洗。
2、接触到眼睛时,快速用大量清水冲洗,立即就医。
抗爆剂
醇类化合物
• 甲醇、 乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇等低碳醇或其混 合物都已用作汽油添加剂。 其混合物用作汽油添加剂具有与M T BE 相似的功能, 还有价格优势, 用作汽油抗爆剂具有较大的市场潜力。 • 其中, 乙醇作为抗爆剂已经成功获得运用。成效最大的国家属美国和 巴西。乙醇的辛烷值较高, 而且也不需要其它较大分子醇作共溶剂, 当 体积分数为10 % 时, 可使成品油辛烷值提高2一3 个单位, 这就意味着, 在汽油中加人体积分数为10 %的乙醇可使调和汽油升级, 经济价值极 为可观.。 • 近年来, 我国政府开始推广乙醇汽油的使用, 所用乙醇以玉米发酵法生 , , 产, 具有与矿物燃料相似的燃料性能, 而且其生产原料为生物源, 是一 种可再生能源。乙醇燃烧过程所排放的一氧化碳和含硫气体均低于同 体积汽油燃烧排放, 同时乙醇燃烧所产生的二氧化碳和作为原料的生 物源生长所消耗的二氧化碳在数量上基本持平, 这对减少大气污染及 抑制、温室效应意义重大, 燃料乙醇也因此被称为“清洁燃料”同时 还可增加农民收人, 因而具有广泛的社会效益。
• 四乙基铅是1921年发现的,1923年开始在 车用汽油中用,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。目前四甲基铅、四乙 基铅及其化学混合物和物理混合物仍作为 重要抗爆剂在某些地区广泛应用。
抗爆剂概况
抗爆剂的研究摘要:阐述了国内外汽油杭爆剂的研究进展及其现状, 介绍了现有抗爆剂的爆震机理以及汽油抗爆剂的各种分类。
并对提高辛烷值和抗爆剂的发展提出建议。
关键词:抗爆剂;发展概况;辛烷值;引言爆震是在正常火焰到达之前,离火花塞较远的气体的自燃和爆炸,当汽油辛烷值达不到标准时会引起爆震,不但会损害汽车发动机, 同时也将增加耗油量和汽车尾气污染物的排放【1】。
自从1882MaIard 等人发现爆震现象以来,为了提高发动机的效率和输出功率,人们通过向燃料中添加某种物质防止爆震。
[2]从而引出了汽油抗爆剂,汽油抗爆剂是能够提高汽油辛烷值阻止或降低爆震的一类油品添加剂, 它在汽油中的应用很广泛。
1.抗爆剂的发展1.1 国外抗爆剂的发展在通过发动机方面来解决爆震没有突破后,科学家们把方向转向燃料,发现汽油质量越重爆震现象越严重。
1912 年,凯特林和米奇里开始研究爆震的消除,他们猜测向燃料中添加某种物质可能会防止爆震,依此没有理论根据的猜测,他们进行了很多盲目的探索实验,这揭开了抗爆剂发展的序幕,1 9 1 6 年发现碘是抗爆剂,万能溶剂SeOCI 可减少爆震,通过元素周期表,凯特林对Se 周围元素的化合物进行测试发现Pb、Bi 、Sb 的化合物有较好的抗爆效果,其中铅化合物的抗爆效果最佳,1921年发现了PbEt4,1923 一1959 年它一直是占绝对优势的抗爆剂,此期尽管作了许多努力,试图找到抗爆性和经济性都较好的抗爆剂,但在所测试的物质中未有哪种物质能与铅化合物相媲美,20-30 年代曾出售过二茂铁,五羰基铁,因发动机磨损严重,火花塞短路及其化合物的光解而夭折,氧化铁的熔点温度和气缸内燃烧温度相近,易粘结,二战中美国曾用苯胺和醇作抗爆剂,1960年四乙基铅开始生产使用。
【2】由于四乙基铅毒性大,污染面广,而且铅能损坏催化式净化器,使催化器中的贵金属催化剂中毒,降低催化剂的使用寿命。
为防止铅污染自1975 年开始日本和美国率先在汽油中进行限铅和禁铅工作,目前西方发达国家基本已经已淘汰了含铅抗爆剂。
N-甲基苯胺汽油抗爆剂综述
N-甲基苯胺汽油抗爆剂综述石油库与加油站第20卷第3期总第115期2011年6月出版OILDEPOTANDGASSTATIONVOL.20NO.3NO.115totallyJun20.2011 N一甲基苯胺汽油抗爆剂综述刘玲[中国石化广东石油分公司仓储管理中心广东广州510730]摘要:阐述了汽油抗爆剂的现状,重点介绍了N一甲基苯胺的合成性质,测定方法和抗爆机理,指出N一甲基苯胺虽抗爆能力优良,但毒性比较大,环境安全性差,对人体的危害很大.建议国家出台新的汽油标准,严格限制N一甲基苯胺的使用,并对生产更好的汽油抗爆剂提出了设想.关键词:N一甲基苯胺抗爆机理环境评价建议汽油抗爆剂是能够提高汽油辛烷值,阻止或降低爆震的一类油品添加剂,它在汽油中的应用广泛.目前,抗爆剂总体可划分为两大类:一类是金属抗爆剂,如烷基铅抗爆剂,锰基抗爆剂(如甲基环戊二烯三羰基锰MMT),铁基抗爆剂(如二茂铁),稀土金属的化合物等;另一类是非金属抗爆剂,如醇,酚,醚,芳香胺,羧酸酯及其各种聚合物,这类抗爆剂的添加量比较大,所以通常将其视为汽油的高辛烷值调合剂.国外个别学者认为改进车用汽油抗爆剂的趋势是在现有的金属有机抗爆剂的基础上组成各种组合剂或芳胺的组合剂,例如N一甲基苯胺抗爆剂.N~甲基苯胺常用于调和直馏汽油,由于直馏汽油正构烷烃较多,辛烷值较低(一般在45左右),因此部分技术人员将直馏汽油作为调和汽油的基础油,通过添加N一甲基苯胺来提高辛烷值,实现投资省,效益高的目的.但N一甲基苯胺抗爆剂在使用过程中是否存在不可克服的问题?对环境和社会的危害如何? 此类抗爆剂在我国应用的前景如何?这些问题都值得探讨.1N一甲基苯胺的合成及性质1.1合成N一甲基苯胺通常是以苯胺和甲醇为原料制备的,根据反应条件的不同通常有两种方法.①金属铜催化法.苯胺与甲醇在铜催化剂存在下反应,得到N一甲基苯胺的含量通常为96%,未反32?应的苯胺和N,N一二甲基苯胺的含量较低;后经精馏得到合格的N一甲基苯胺.目前工业生产大多采用该方法.②三氯化磷催化法.苯胺(1too1)与甲醇(0.9mo1)在三氯化磷(0.003mo1)存在下,于300℃,70大气压(1atm=1.01325×10pa)下反应,得到N一甲基苯胺的含量通常为60%--65%,未反应的苯胺含量约15%--20%, N,N一二甲基苯胺的含量约20%,后经精馏得到N一甲基苯胺.1.2性质N一甲基苯胺的性质基本上能满足抗爆剂的主要品质要求.熔点较低(一57℃),常温下为淡黄色油状液体;相对密度为0.99,其中含C78%, 不易结晶;沸点196.2℃,36.0℃下蒸气压为0.13kPa,闪点78℃,不易蒸发损失,但也不利于分配于多缸发动机的汽缸中;易溶于乙醇,乙醚,氯仿等,微溶于水,与汽油等有机溶剂混溶;性质稳定,在空气和黑暗环境中不易分解.加入N一甲基苯胺抗爆剂的调和汽油的主要特点是带有臭味,密度较高(一般在0.750kg/m3以上),未洗胶质不稳定,烯烃值较低,需辅助加入MTBE和MMT等抗爆剂.2N一甲基苯胺的抗爆性及抗爆机理2.1抗爆性在各种有机化合物中,N一甲基苯胺的抗爆效果较好,采用有机胺类化合物,能使混合气的点火极限范围加宽,点火成功率提高,能够有效地提高汽油辛烷值.在汽油中加入(体积)0.5%~5%该类抗爆剂,根据汽油的原有性质及组成,溶剂的性质(如极性或非极性),可提高研究法辛烷收稿日期:2011—01—28.作者简介:刘玲(1978一),女,本科,2001年毕业于中山大学化学与化学工程学院,工程师,现从事油品质检技术和管理工作. 值1.7~15个单位.该抗爆剂曾在德国凯洛莫尔(Keromel1)MMA的商品名中出售,但是使用N一甲基苯胺抗爆剂会降低汽油的燃烧速度,这是一个很大的缺陷.1983年AldonAutc~lotive公司发现,当N一甲基苯胺和甲苯并用时可以克服这种不足.他们在N一甲基苯胺中加入15%的甲苯,然后将这种混合物加入到汽油中,加入量(体积比)为5%,可以使辛烷值提高3~5个单位.2.2抗爆机理产生爆震现象是因为汽油在汽缸里燃烧过程中,随着缸内温度和气体压力的升高会产生大量有机过氧化物聚集,在正常火焰传到之前,这些过氧化物会剧烈分解而自燃,从而引起爆震.也就是说,不稳定的过氧化物是汽油产生爆震的根源,抑制或消除汽缸中的过氧化物是减轻爆震的关键. N一甲基苯胺化合物具有电子转移性能,能与过氧化物通过电子转移的机理进行反应,发生作用,并且该反应会消除过氧化物,改变反应路径,延长未燃混合气自燃的诱导期,把燃料燃烧的速度限制在正常的燃烧范围内.可以推断,N一甲基苯胺的抗爆机理是在气缸内发生氧化作用, 对汽油燃烧时产生的过氧化物有消除作用,从而降低过氧化物浓度,阻碍自动着火,减缓了释出能量的速度,减轻爆震,使燃料的抗爆性提高.3N一甲基苯胺的测定方法测定痕量N一甲基苯胺的传统方法有萘二乙胺分光光度法,但由于副反应的发生会干扰测定结果.近年来又产生了一些新的测定方法,如阻抑动力学光度法,极谱测定法,高效液相色谱法等.目前,广泛应用的高效液相色谱法是利用高效液相色谱仪及C18通用液相色谱柱,以甲醇为流动相进行分离,紫外检测器在一定波长下测定吸收值,根据保留时间进行定性,利用峰高进行定量.4N一甲基苯胺的毒性及环境评价研究表明,N一甲基苯胺虽具有一定的抗爆性,但该抗爆剂也会给人类带来一定的环境和健康问题.第一,N一甲基苯胺是一种重要的化工原料,带有臭味,密度较大,也是一种致癌物质,是卫生刘玲?N一甲基苯胺汽油抗爆剂综述部门列出的高毒化合物,对人体的危害很大,可通过吸入,食入,皮肤吸收等途径侵入人体,造成组织缺氧,引起中枢神经系统及肝,肾等损害.第二,此胺类添加剂会对某些塑料或橡胶材料有侵润作用,不利于密封.第三,胺类化合物的燃烧产物含有大量的NO,会增大燃烧室排出的No量.1g的N一甲基苯胺燃烧产物中大约含有0.3g的N0;汽油中含大约1%的N一甲基苯胺添加剂,燃烧室排出的N就加大一倍,还可能会影响汽油的其他质量指标,对汽车排放达标极为不利,并且还严重污染大气环境.由于含N一甲基苯胺的调和汽油具有毒性且不稳定,易产生胶质,在使用上会给车辆带来损害,对油库,加油站人员及消费者的身体都会带来不同程度的伤害,所以实际上这类汽油在使用性能上是存在较大问题的,在一定程度上阻碍了它直接作为抗爆剂使用.5建议目前,由于我国炼油技术的限制,在众多抗爆剂中,加入量及检测依据是我国《车用汽油》新标准(GB17930--2006).在我国的汽油标准中允许加入的非金属抗爆剂有含氧化合物和MMT,而且对氧含量,锰含量,芳烃含量,烯烃含量等有严格的含量限制.对含铅,铁等化合物的金属抗爆剂已明文禁止人为加入,而对含苯胺类化合物抗爆剂在油品标准中没有明确,也没有相应的指标对其含量进行限制.有的非正规厂家钻了产品标准的空子,通过调和技术,加入N一甲基苯胺或其他苯胺类化合物抗爆剂,同时,还借助芳香烃,MTBE,二烯烃,MMT等物质来共同提高调和汽油的辛烷值,达到所需的辛烷值.由于上述油品是调和汽油,一般正常的仪器检测项目均为合格,符合车用汽油产品标准.因此,N一甲基苯胺及其他胺类抗爆剂可能在较长一段时间内仍具有其广泛的应用前景,但为了人们赖以生存的地球环境和人类健康,笔者认为:(1)尽管N一甲基苯胺抗爆剂具有较好的抗爆陛能,但从长远看,我国加入WTO组织,已与国际接轨,我国应适时禁用N一甲基苯胺,正确面对N一甲基苯胺的生产和应用带来消极影响.为33-石油库与加油站第20卷第3期总第115期2011年6月出版0ILDEPOTANDGASSTATIONVOL.20NO.3NO.115tot~lvJun20.2011 此,建议国家出台新的汽油标准,对N--甲基苯胺的使用加以严格限制,遏制苯胺类抗爆剂在汽油中的使用,实现汽油无胺化.(2)一种优良的抗爆剂应该具备下列条件:一是效率高,即添加剂用量少而效果显着;二是燃烧好,即能随燃料一同完全燃烧而不产生沉淀或残渣;三是无副作用,即对燃料其他品质无不良影响;四是易溶解,即添加剂易溶于汽油而不溶于水;五是性质安定,即无论添加剂本身或加入燃料中后均应性质稳定,不变质,适于较长期储存和使用;六是价格低廉,便于生产;七是无毒性,对环境不造成污染.目前,虽然我国已开发出一系列汽油抗爆剂,但与国外相比仍有差距.因此,在推广应用新型汽油抗爆剂的同时,应加强产品更新换代工作,使我国的汽油抗爆剂向环保型,多样化方向发展.参考文献[1]徐华.N一甲基苯胺的生产与应用[J].贵州化工, 数质熏鬯毽|啜耵Dq渊阻弧蛹霹盯1997,(1):53—55.[2]张茂林,李保定,张字发.分光光度法测定N一攘苯胺的研究[J].郑州粮食学院,2000,2t(2):86—88.[3]杨保民,刘明泓,仓公敖.高效液卡u色谱法测定空中N—EfI基苯胺的研究[J].叶1陶pq|检验杂志, 2008,18(3):401402.[4]格根托雅,叶秋梅,刘炎武.几种无铅汽油抗爆剂作用机理与工业应用[J].辽宁化,1999.28(3):151 154.[5]谷涛,于海明,田松柏.汽油高辛烷值添加组分的应用与发展[J].石油技术与应用,2005,23(1):5—9. [6]边耀璋.汽车新能源技术[M].北京:人民交通出版社,2003.[7]李文波,付静.我国汽油添加剂的现状与发展趋势[J].齐鲁石油化工,2002,30(2):136—139.[8]徐伯华,李来才.低碳有机胺汽油抗爆剂的理论研究比较[J].四川师范大学:自然科学版,2007,30(5):630—632.[9]王瑁.非金属汽油辛烷值添加剂的研制及应刚[D].东营:中国石油大学(华东),2003.ReviewonGasolineAntiknockAdditiveN-methylanilineLiuLingAbstract:Thestatusofgasolineantiknockadditiveandtheproperty,antiknockmechanismof N—methy—lanilineareintroduced.N—methylanilinepossesseshighantiknockability,butitispoisonouswithlowenvi—ronmentalsafety.Theadvicesforadditionofantiknockadditiveandtheplanforproducingbet tergasolineantiknockadditivesareproposed.Keyword:N.methylaniline,antiknockmechanism,environmentalevaluation,advice.-驰———址—L—L—-—址——址—L—L——址?也3期广告目次l2011年第封面美国优必得石油设备(苏州)有限公司封二达基捷能科技(北京)有限公司封三北京航天时空科技有限公司封底连云港振兴集团石化设备制造有限公司前插1北京博瑞特自动计量系统股份有限公司前插2江阴市富仁高科有限公司前插3维德路特油站设备(上海)有限公司前插4邢台超力科技开发有限公司前插5南京振兴华电子成套设备有限公司前插6重庆耐德工业股份有限公司'中插1北京飞虹网架制造中心#惝2青岛澳安皴辅任公司≤中插3青岛澳波泰克安全设备有限责任公司F 中插4北京均友欣业科技有限公司£后插l北京顺通兴瑞科贸有限公司后插2浙江佳力科技股份有限公司£后插3浙江佳力科技股份有限公司{:后插4新昌德力石化设备有限公司£危皂竹竹竹'n34?。
第一章、汽油抗爆剂
常减压装置 催化裂化 催化重整 加氢精制
裂解;异构;芳构 五六元环烷烃成 为芳烃;异构 提高辛烷值 除去硫氮氧等 化合物
产品
汽油
煤油
柴油 丙烯 液化气 沥青 硫磺 燃料油
炼油厂
加氢裂解 制氢装置 烷基化装置 脱硫醇装置
加氢脱蜡,脱氮,裂 解,烯烃饱和
C4烷烃和烯烃反应
硫磺回收装置
但单靠优化原料、改进工艺、采用深度加工等,已 不能满足需求,因为这样加工工艺更加复杂,设备和 操作费用增加,生产成本上升 为解决上述问题,最广泛采用的方法是在燃料油中 加入添加剂.国外早在上世纪20年代就已经在汽油中 加入添加剂,使应用性能大大改善.目前,添加剂已成 为提高油品使用性能、改善产品质量最有效的手段, 通常在油品中加入百分之几到千分之几的添加剂就 可以大大改善性能指标,增强有益的性能,抑制不利 的因素.
不同汽油中加入MTBE效果 MTBE加量,% 0 5 10 15 直馏汽油 56.0 60.0 64.7 68.0 烷基化汽油 93.4 94.7 97.1 98.9
20 71.3 100.9
催化汽油
重整汽油
88.3
95.4
90.8
97.5
91.6
98.6
93.3
99.6
94.4
100.9
MTBE优点: 1)具有较高的辛烷值 2)改善汽车燃烧性能,降低CO排放 3)与汽油以任意比例互溶不发生分层现象,具有良好 的调和效应 4)具有良好的化学和物理(蒸汽压较低)安定性 5)价格便宜,可降低汽油生产成本 6)原料路线合理,具有发展前景 MTBE缺点: 用量相对较大
目前国内外二甲醚生产方法主要有两类:
1.合成气一步法:该法工业化技术尚未完全成熟。按现有 技术水平,生产成本比甲醇法高,技术缺陷有待弥补、技 术关键有待探索和突破。 2.甲醇法:甲醇法又分为甲醇气相法和甲醇液相法。 目前 已投产和在建的二甲醚生产装置都是甲醇法。而液相法生 产工艺由于操作压力低、单台反应器产能低、有一定污染, 造成装置投资高、电力消耗高,不宜大面积推广; 甲醇气 相法是现阶段最经济合理的二甲醚生产方法。目前国内外 拟建和在建的上规模的二甲醚生产装置均为甲醇气相法。
汽油抗爆剂检测成分分析配方分析报告
汽油抗爆剂是一种常用的燃料添加剂,在航空、汽车等领域有着广泛的应用。
为了确保其品质和安全性,对汽油抗爆剂的成分进行检测和分析是至关重要的。
本文将对汽油抗爆剂的检测成分和配方进行详细分析,并提供相关报告。
首先,我们来看一下汽油抗爆剂的常见成分。
一般来说,汽油抗爆剂主要由以下几种成分组成:1. 抗爆剂基础成分:主要包括乙醇、异丁醇等有机化合物。
这些成分具有较高的抗爆燃烧性能,能够有效减缓爆炸传播速度,提高燃烧稳定性。
2. 添加剂:常见的添加剂包括防锈剂、清洁剂和润滑剂等。
这些添加剂可以提高汽油抗爆剂的性能和使用寿命。
3. 辅助成分:辅助成分主要包括稳定剂、着色剂和香精等。
稳定剂能够防止汽油抗爆剂中的有害物质分解,保持其稳定性;着色剂和香精则用于区分不同型号的汽油抗爆剂。
接下来,我们将对汽油抗爆剂的成分进行详细分析和配方分析。
需要注意的是,具体的配方分析可能因不同品牌和型号的汽油抗爆剂而有所差异。
首先,我们可以对汽油抗爆剂的成分进行定性检测。
通过气相色谱-质谱联用技术,可以准确鉴定出汽油抗爆剂中各组分的化学结构和相对含量。
这对于产品质量控制和成分分析非常重要。
接下来,我们可以对汽油抗爆剂的配方进行定量分析。
通过溶剂萃取和色谱分析技术,可以确定汽油抗爆剂中各成分的精确含量。
同时,还可以通过红外光谱和核磁共振等技术对具体成分进行结构分析。
在分析过程中,我们需要使用合适的仪器和设备。
例如,气相色谱仪和质谱仪是常用的分析设备,可以用于汽油抗爆剂的成分分析。
此外,还可以使用液相色谱和红外光谱等设备进行定量和定性分析。
最后,我们可以根据成分分析的结果,生成一份详细的分析报告。
该报告应包括以下内容:1. 汽油抗爆剂的成分列表,包括各组分的化学名称、化学结构和相对含量。
2. 汽油抗爆剂的配方分析结果,包括各成分的精确含量和结构分析。
3. 分析所使用的方法和仪器,以及分析的准确性和可靠性评估。
4. 结果的解读和讨论,包括对成分分析结果的意义和对产品质量控制的指导。
mmt汽油抗爆剂的生产工艺
mmt汽油抗爆剂的生产工艺汽油抗爆剂是一种常用的添加剂,在汽车和机械工业中广泛应用。
下面介绍其生产工艺。
首先,生产汽油抗爆剂的原料主要包括石油产品和化学试剂。
石油产品可以是石脑油、石油醚或其他具有挥发性的溶剂,化学试剂主要包括高效抗爆添加剂和助溶剂。
整个生产过程主要包括配料、混合和包装三个步骤。
首先根据配方比例将所需的化学试剂称取出来。
然后将适量的石油产品加入反应釜中,并开始加热。
一旦石油产品达到所需温度,将化学试剂逐步添加到釜中。
这时,需要控制反应温度和反应时间,以确保化学反应的顺利进行。
反应过程中,化学试剂和石油产品会发生一系列复杂的化学变化,从而形成抗爆剂。
然后将产物进行冷却处理,使其逐渐凝固。
最后,将凝固后的抗爆剂进行研磨、过滤和包装。
研磨是为了得到细小的颗粒状物质,有利于后续的使用。
过滤可以去除杂质和不溶性物质,提高产品纯度。
最后,将产品分装成适当的容器中,密封保存。
总之,汽油抗爆剂的生产工艺包括配料、混合和包装三个主要步骤。
通过在石油产品中添加化学试剂,经过一系列反应和处理,得到抗爆剂的成品。
这种生产工艺保证了抗爆剂结果的质量和稳定性,满足了市场需求。
高性能喷涂型抗爆材料
高性能喷涂型抗爆材料
一、工艺技术装备简介
高性能喷涂型抗爆材料(聚脲),是基于高分子新材料研发的一种双组分喷涂式弹性体涂料,由异氰酸酯组分与氨基化合物组分反应生成。
二、主要技术特点
1、抗爆效果增益好,可有效提升建筑、设备的抗爆性能,最大可抵抗300m/s、50g破片冲击,在单次1.5MPa爆炸压力作用下,形变量不超过5%。
2、优异的黏结性能,对经过处理的各类基材(砌体、混凝土、钢)等均具有良好的附着力,进一步提升抗爆性能。
3、施工工艺简单,能够大面积喷涂,改造周期短,施工过程不影响生产,解决了在役化工企业/装置在不停工状态下的既有建筑物抗爆改造痛点。
4、适用性强,采用喷涂工艺,适用于新建、改建、扩建的各类结构设施,有效解决了化工园区现有建筑物不满足新规范要求而不能运转的难题。
5、物理力学性能优异,拉伸强度高,断裂伸长率大,撕裂强度高,可满足UL V2级别耐火。
— 1 —。
抗爆剂种类
抗爆剂的作用和形成抗爆剂,又称抗震剂、汽油抗爆剂、辛烷值提升剂。
是一类用于提高辛烷值,以防止或减轻汽油在引擎内燃烧时产生的爆震的高分子聚合物。
其中,烷基铅在1923年开始成为广泛使用的抗爆剂,此外,四甲基铅、四乙基铅及其混合物也常被使用。
但这类含铅的抗爆剂,会使汽车排放出污染空气的有害长体,因此在无铅汽油中,改使用其他类的防爆剂,如甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)等锰化合物的抗爆剂。
MTBE甲基叔丁基醚,英文缩写为MTBE(methyl tert-butyl ether),常用于无铅汽油中作为抗爆剂,在化工及生物领域也具有广泛用途。
部分研究认为MTBE对环境产生污染。
20世纪70年代,MTBE作为提高汽油辛烷值的汽油调和组分开始被人们注意。
MTBE的基础辛烷值RON:118,MON:100,是优良的汽油高辛烷值(研究法辛烷值115)添加剂和抗爆剂。
化学含氧量较甲醇低得多,利于暖车和节约燃料,蒸发潜热低,对冷启动有利,常用于无铅汽油和低铅油的调合。
MTBE与汽油可以任意比例互溶而不发生分层现象,与汽油组分调和时,有良好的调和效应,调和辛烷值高于其净辛烷值。
MTBE化学性质稳定,含氧量相对较高,能够显著改善汽车尾气排放,降低尾气中一氧化碳的含量。
而且燃烧效率高,可以抑制臭氧的生成。
它可以替代四乙基铅作为抗爆剂,生产无铅汽油。
现在约有95%的MTBE用作辛烷值提高剂和汽油中含氧剂。
但如果加入的MTBE比例不加以控制、使理论当量空燃比超出闭环控制发动机电子控制单元自适应能力所及的调节范围,则会因富氧而干扰闭环控制,使三元催化转化器的转化效率下降。
研究还发现MTBE会污染地下水源,因此美国加州等地已经准备禁用MTBE。
日本的一家研究机构的研究也表明,汽油中的MTBE的含量超过7%,汽车排放中的氮氧化物会增加。
因此,日本的高级无铅汽油中,MTBE的加入量不超过7%。
MMTMMT是Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl的缩写,学名叫“甲基环戊二烯三羰基锰”,是一种汽车燃油添加剂,炼油厂用它,可以提高燃油的品质,降低成本,在汽油中加入万分之一MMT,锰含量不超过18mg/L,可提高汽油辛烷值2~3个单位。
汽油抗爆剂3
1锰基汽油抗爆剂一、简介甲基环戊二烯三羰基锰(KMMT)是一种对汽油有抗爆震作用的化合物。
我公司经过多年调研、实验,技术设备改良,终于在2007年建成国内先进的工业化生产装置。
目前国内对于提高汽油辛烷值的方法通常是采用:工艺法、调和法、添加剂法等手段。
由于工艺法和调和法存在着投资大,代价高,以及改变汽油的馏程等诸多困难,往往不能达到最佳生产组合。
虽然MTBE也可用于调和汽油,但用MTBE调和汽油存在着添加量大、成本高、自身含氧热值低、难于降解、污染环境的不利因素。
实践证明,锰基金属有机化合物是品质优良的抗爆剂之一,添加锰基汽油抗爆剂是提高汽油抗爆性能最经济有效的方法。
目前,锰基汽油抗爆剂作为生产高标号无铅汽油的最佳添加剂被国内外许多炼油厂所使用。
我公司生产的甲基环戊二烯三羰基锰(KMMT)不但能有效的提高汽油辛烷值而且还能减少汽车尾气的有毒气体的排放,产品纯度达到98%以上,产品质量具有国际先进水平。
该产品符合我国关于《车用无铅汽油》的标准规定,可提高汽油辛烷值2---3个单位。
二、KMMT作用机理及性能1:理化指标12:KMMT化学结构分子式:C9H7O3Mn甲基环戊二烯三羰基锰(KMMT)是一种金属有机化合物,中心锰原子位于一个甲基环戊二烯基团之间。
3:KMMT作用机理甲基环戊二烯三羰基锰(KMMT)的抗爆机理,即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,能够破坏汽车发动机中已经生成的过氧化物,可以降低过氧化物的浓度,同时有选择的中断一部分链反应。
阻碍自动着火,降低了释出能量的速度,使燃料的抗爆性得以提高。
4:KMMT的性能特点1)提高汽油辛烷值在催化汽油中加入90PPM的KMMT,锰含量不超过16mg/L,可提高汽油辛烷值2—3个单位。
2)与MTBE及乙醇等含氧组份的配合性KMMT与MTBE、乙醇在辛烷值的改进上具有较好的加合性,既可满足较高的辛烷值,又可避免因大量使用MTBE造成汽车发动机动力下降,并且满足(氧含量不大于2.7%)的国家标准。
汽油抗爆剂
汽油抗爆剂(MMT)1、产品名称:化学名称:甲基环戊二烯三羰基锰化学分子式:C6H7Mn(CO)3存在形态:液态2、理化性质表1 HS--3098典型理化性质特性单位典型数据形态橙色液体锰含量重量% 24.4密度@20℃克/毫升≥1.36凝固点(初始)℃-1闪点(闭口)℃94溶解度汽油可混溶甲苯可混溶水,20℃5ppm 甘油5%成份组成(重量%)MMT >98%石油溶剂<2%表2 HS--3062典型理化性质特性单位典型数据形态橙色液体锰含量重量% 15.1密度@20℃克/毫升≥1.10凝固点(初始)℃-30闪点(闭口) ℃50成份组成(重量%)MMT >62% 轻质溶剂油0-40%重质溶剂油0-40% 其它芳香烃0-40%3、作用机理:作用机理与四乙基铅相似,即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。
其中,液态产品中加入了一定助剂,能有效防止抗爆主剂的分解凝聚;同时,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。
4、性能特点:(1) 提高汽油辛烷值在汽油中加入万分之一MMT,锰含量不超过18mg/L,可提高汽油辛烷值2~3个单位。
(2) 提高汽车动力性、降低油耗经交通部汽车运输行业能源利用监测中心发动机架试验表明:加有MMT的90#无铅汽油与不含MMT的90#无铅汽油相比,发动机动力性能提高而油耗降低。
(3)与MTBE及乙醇等含氧组份良好的配合性MMT与MTBE、乙醇在辛烷值改进上具有较好的加合性,这为生产高标号汽油提供了方便。
即可满足较高的辛烷值,又可避免因过量使用MTBE造成汽车动力性能下降过多,且可满足“氧含量不大于2.7%”的国家标准。
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抗爆剂的研究摘要:阐述了国内外汽油杭爆剂的研究进展及其现状,介绍了现有抗爆剂的爆震机理以及汽油抗爆剂的各种分类。
并对提高辛烷值和抗爆剂的发展提出建议。
关键词:抗爆剂;发展概况;辛烷值;引言爆震是在正常火焰到达之前,离火花塞较远的气体的自燃和爆炸,当汽油辛烷值达不到标准时会引起爆震,不但会损害汽车发动机,同时也将增加耗油量和汽车尾气污染物的排放【1】。
自从1882MaIard 等人发现爆震现象以来,为了提高发动机的效率和输出功率,人们通过向燃料中添加某种物质防止爆震。
[2]从而引出了汽油抗爆剂,汽油抗爆剂是能够提高汽油辛烷值阻止或降低爆震的一类油品添加剂,它在汽油中的应用很广泛。
1.抗爆剂的发展1.1国外抗爆剂的发展在通过发动机方面来解决爆震没有突破后,科学家们把方向转向燃料,发现汽油质量越重爆震现象越严重。
1912 年,凯特林和米奇里开始研究爆震的消除,他们猜测向燃料中添加某种物质可能会防止爆震,依此没有理论根据的猜测,他们进行了很多盲目的探索实验,这揭开了抗爆剂发展的序幕,1 9 1 6 年发现碘是抗爆剂,万能溶剂SeOCI可减少爆震,通过元素周期表,凯特林对Se 周围元素的化合物进行测试发现Pb、Bi 、Sb 的化合物有较好的抗爆效果,其中铅化合物的抗爆效果最佳,1921年发现了PbEt4,1923 一1959 年它一直是占绝对优势的抗爆剂,此期尽管作了许多努力,试图找到抗爆性和经济性都较好的抗爆剂,但在所测试的物质中未有哪种物质能与铅化合物相媲美,20-30年代曾出售过二茂铁,五羰基铁,因发动机磨损严重,火花塞短路及其化合物的光解而夭折,氧化铁的熔点温度和气缸内燃烧温度相近,易粘结,二战中美国曾用苯胺和醇作抗爆剂,1960年四乙基铅开始生产使用。
【2】由于四乙基铅毒性大,污染面广,而且铅能损坏催化式净化器,使催化器中的贵金属催化剂中毒,降低催化剂的使用寿命。
为防止铅污染自1975 年开始日本和美国率先在汽油中进行限铅和禁铅工作,目前西方发达国家基本已经已淘汰了含铅抗爆剂。
1959年美国Ethyl公司首先向市场推出甲基环戊二烯三羰基锰(简称MMT)[3],由于当时MMT的价格大约是TEL ( 四乙基铅)的4倍左右( 金属质量分数相同),因此,最初主要添加在含铅汽油中作T EL的协同或辅助抗爆剂。
随着汽油无铅化,1974年MMT 作为单独的抗爆剂开始投入使用,1976 年加拿大把MMT 作为无铅汽油的抗爆剂使用,该剂有效地提高了汽油的辛烷值, 特别是对高石蜡烃组成的汽油。
但是1977 年出现了对MMT 的争论, 有的研究认为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, 使环境中锰含量上升等, 美国国会决定1978 年停用MMT。
1995 年7月美国环保局批准MMT用于非新配方汽油。
1999年阿根廷批准MMT用于无铅汽油,同年法国环境部也批准MMT 用于铅替代汽油和无铅汽油。
2000 年澳大利亚环保局和菲律宾环保局分别批准使用[4]。
但是MMT作为无铅汽油添加剂1997年在全加拿大的无铅汽油中使用。
[9]但是,EEC国家(EEC国家指欧洲共同体国家)和日本已禁止使用MMT 作为汽油添加剂[4]。
20世纪40至70年代碱金属有机抗爆剂得到广泛的研究,碱金属有机类抗爆剂最初是作为铅类汽油的抗爆助剂被研究,到后来作为单独的抗爆剂研制。
【4】碱金属有机抗爆剂燃烧后的氧化物熔点低、易排出、对环境危害小、不会造成三元催化剂中毒。
制作碱金属有机抗爆剂成本低,工艺简单【8】。
但碱金属燃后的金属氧化物为离子化合物,不易挥发,易在吸气管中沉积,造成油路堵塞。
有些碱金属有机抗爆剂需加助剂,还会造成汽油诱导性变差。
碱金属有机抗爆剂在抗爆领域未能得到广泛应用。
1979 年由意大利首先工业化合成了MTBE,由于MTBE 与汽油可以任意比例互溶不发生分层,与汽油组分有良好的调和效应,调和辛烷值高于其净辛烷值;能够降低一氧化碳、臭氧、苯、丁二烯等有害物质的排放,改善汽车性能,同时降低汽油生产成本。
随后20 多年间在全世界范围内普遍使用。
20 世纪90 年代后期,由于MTBE 的广泛使用,美国在加州地下水中首先发现了MTBE。
研究表明MTBE有较强的水溶性,易渗入土壤并以辐射的方式扩散污染水体且MTBE很难降解,在地下水系统中需10 年时间才可降解到不威胁人类健康的水平;另外MTBE 对人体黏膜及呼吸道有刺激作用,对肾脏和肝脏也有伤害作用【7】。
从2002 年美国各州相继禁止在汽油中掺合MTBE,2010年将全面禁用MTBE。
由于MTBE对地下水污染严重,世界各国也纷纷禁止在汽油在添加MTBE。
虽然,在亚洲地区尚未表示禁用MTBE的意向,但对MTBE 污染环境的争论,给全球MTBE 的发展已经蒙上浓重的阴影。
由于MTBE的污染论,人们找到了ETBE(乙基叔丁基醚),2007年在日本开始销售这种添加剂,其它的一些欧洲国家也在陆续增加EBTE的设备,想大幅推广。
与ETBE具有相似性质的TAME 既可以提高汽油的辛烷值,同时也有效地利用了C5 烯烃,TAME能减小光化学烟雾等对空气的污染,限制汽油的蒸汽压、苯含量,还将逐步限制芳烃和烯烃含量。
ETBE、TAME和DIPE 的市场潜力很大,都将成为MTBE 的替代品。
目前, 美国和南美正成功地将乙醇用作汽油调合剂。
乙醇的辛烷值非常高, 而且也不需要其它较大分子醇作共溶剂, 可使成品油辛烷值提高2-3个单位, 由于乙醇的价格较高, 其应用受到一定限制。
【6】目前国外大量使用乙醇汽油的国家主要是美国、巴西、欧盟等国家,其中巴西是唯一销售乙醇汽油而不销售普通汽油的国家。
【4】1.2国内抗爆剂的发展现状国内在汽油抗爆剂领域研究不是很多,原来大部分的四乙基铅依靠进口,但是随着汽油无铅化的步伐,我国已于2000年7月在全国停止销售和使用含铅汽油。
1997 年8 月MMT 进入我国,得到了广泛的运用,但由于MMT的一些缺点1999 年6 月我国家环保局也批准MMT 限量使用,我国颁布的汽油新标准GB17930-1999也没有明确禁止使用锰类抗爆剂,据统计MMT目前仍然是我国车用汽油重要的抗爆剂。
随着MTBE的发展,国内也实现了MTBE 的大规模工业生产,但是对于ETBE合成技术尚处于研究阶段,而且我国TAME【5】合成技术也正处于工业实施阶段。
为了开发适用的锰基抗爆剂生产技术,南开大学率先研制成功NMT 抗爆剂,其主要由环戊二烯三羰基锰为主剂,协同能改善发动机综合使用性能的多种抗爆剂副剂组成,南开大学的NMT在提高汽油辛烷值的功效上与MMT类似,而在稳定性方面优于MMT,是一种创新产品。
【12】近年来,由中国陕西华森高科技有限公司研制生产的HS汽油抗爆剂,据称是具有国内领先水平的新一代环保、节能型汽油抗爆剂,HS汽油抗爆剂不含任何金属成份,不引入苯、芳烃、烯烃等类物质。
具有良好的助燃性,对提高汽车启动性能、加速性能及燃烧性能均有较好效果,且能显著降低汽车尾气中CO、碳氢化合物等有害气体的排放,降污达50 %左右。
但HS抗爆剂在市面上未见有广泛应用。
【4】西北新技术实业股份有限公司开发的F A一9 0无铅汽油添加剂是不含任何金属成分的环保、节能型燃油添加剂,它不仅减少汽车尾气中烃和一氧化碳的排放,而且能大幅度的提高汽油的辛烷值。
辛烷值为76的基础油,添加F A一9 0无铅汽油添加剂后可达到90号汽油标准。
【13】我国乙醇汽油的普及始于2001年,2005年E10乙醇汽油普及率达到20 %。
现在,在黑龙江、辽宁、吉林、河南、安微五省地区全封闭运行,另外,湖北、河北、山东、江苏四省的部分地区(共27市)也在开展普及。
【11】尽管我国已研发了一系列高辛烷值汽油添加剂,但工业化的较少。
目前我国调合汽油组分中,作为高辛烷值汽油添加剂的是MTB E,且在一定时期内仍将继续成为清洁汽油的主要成分【13】。
2.抗爆剂作用机理由于发动机气缸内燃料燃烧过程的微观复杂性, 使人们无法精确了解其具体的过程和机理。
由于对燃烧过程微观机理的认识甚不清楚, 所以抗爆剂的研究一直处于先找到抗爆剂,然后再研究机理的状态, 使理论不能有效地指导抗爆剂的研发。
随着对燃烧过程的深人, 现在对已经存在的汽油抗爆剂的机理研究有了较粗浅的了解汽油抗爆剂抗爆机理是针对发动机的爆震机理而产生的。
人们对爆震的认识经历了4个阶段【15.16】∶(1)即气缸油是否由过氧化物生成的确认阶段(2)试图用自燃点来预测爆震,建立自燃点和爆震相关性关系的纯物理阶段(3)自燃包容理论的形成阶段(4)过氧化物理论形成阶段。
了解爆震前阶段预燃反应进行的化学反应,对于掌握爆震和爆震机理是非常重要的预燃反应中的烃非常复杂,本质上是有机过氧化物的生成分解在分解反应中生成过氧化氢甲醛以及其它高能量的游离基这些游离基, 例如O H、HO2等和H、O原子开始发生急剧的分支连锁反应引起爆震。
抗爆剂所能起的作用就是要与焰前反应的活性物质反应, 改变反应的路径, 延长反应的诱导期,使抗爆剂或抗爆组分起着反催化剂的作用,即抑制反应的自动加速。
即把燃料燃烧的速度限定在正常的燃烧范围内,在燃烧室内火焰前锋到达之前,抑制烃类燃料的自燃,从而延长未燃混合气自燃的诱导期,这就是抗爆剂作用机理的实质[18,19]。
2.1金属有灰类抗爆剂的作用机理金属有灰类抗爆剂的抗爆机理: 在燃烧条件下分解为金属氧化物颗粒,使正构烷烃氧化生成的过氧化物进一步反应为醛、酮或其他环氧化合物,将火焰前链的分支反应破坏,使反应链中断,阻止汽油过度燃烧,使汽缸的爆震减小。
例如四乙基铅本身没有抗爆作用, 形成氧化铅微粒后, 则选择性地钝化一部分由燃烧第一阶段产生。
在第二阶段分解的有机过氧化物所产生的活性游离基, 延长第二阶段的诱导期而起抗爆作用。
例如MMT机理与四乙基铅相似,即在汽油燃烧过程中MMT高温下分解产生活性金属MnO2的微粒,由于其表面的作用,破坏燃烧着火前链的分支反应。
即与链反应中的活性中心作用,使之变为活性很小的氧化中间产物,导致焰前反应中过氧化物的浓度降低,链的长度和分支减少,有选择性地钝化一部分有机过氧化物分散成的游离基,延长着火的诱导期,并扩大冷焰区域,阻碍自动着火,同时也降低了释放能量的速度,因而燃料的抗爆性被提高【14】。
2.2 有机无灰类抗爆剂作用机理常见的非金属抗爆剂有苯胺及其衍生物( N- 烷基苯胺、二甲基苯胺) , 有烯烃聚合物及各种含氧有机化合物如甲醇、乙醇、异丙酮、叔丁酮、甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚、醋酸异丁酯等, 多数是混合物。
苯胺及其衍生物、烯烃聚合物和含氧有机化合物( 醇、酮、醚及酯)等有机化合物添加组分,按过氧化物减少机理抗爆[17]: 汽油机在压缩过程中,即速燃期以前的发火延迟期内油品是单级自燃反应,也产生了部分过氧化物。