无灰类汽油抗爆剂研究

金属类抗爆剂的作用机理给予了合理的解释【２』。 在此理论基础上，人们建立了自燃和爆震模 型，进入了对燃烧机理作详细研究的动力学研究 阶段。Ⅵ‰出ＩＤｏｋ等人为此做了许多较出色的工 作［３￣５ｊ，对以后新型抗爆剂的分子设计及其抗爆 性的理论预测起了一定的理论铺垫作用。 ２有机无灰类抗爆剂的研究 有机无灰类抗爆剂能改变燃料的燃烧历程， 在一定程度上控制燃烧速度，即抑制反应的自动 加速，把燃料燃烧的速度限制在正常燃烧范围内， 确保加入的汽油抗爆剂不引起废气催化剂中毒， 不增加污染物排放，以及具有良好的抗爆性能。 它一开始便朝着油溶性优异且易于大规模生产的 含羟基和胺基的方向发展。对于单一组分化合物 的抗爆性能，国外许多科研机构进行了较深入的 研究【“８ｉ。甲醇和乙醇虽然作为有机无灰类汽油 抗爆剂在一些国家和地区被广泛使用Ｌ ９｜，但存在 着毒性和成本较高等问题。实施无铅化汽油以 来，寻找新型的高抗爆性的环保型添加剂一直是 人们努力追寻的目标。 ３研究过程 根据燃烧机理和有关的抗爆理论，首先进行 抗爆剂分子的设计和预测，然后进行有关分子的 合成，在油溶性、稳定性和腐蚀性等实验合格的情 况下，再进行抗爆剂在汽油中的抗爆性试验。 ４结果与讨论 新型无灰类汽油抗爆化合物在具有固定组成 的辛烷值为９０．５的汽油中的抗爆性实验结果见表
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注：１）加剂量为质量百分数。
由表ｌ可知： ①异丁基胺和二异丁基胺具有良好的抗爆
③甲酰胺衍生物的抗爆性和相应的胺比较， 情况相似或稍好一些。从甲酰胺分子中的氮上抽 取氢原子的能力是决定其抗爆性的关键； ④在４位取代酚中，叔丁基酚和叔辛基酚具 有很高的抗爆活性，这与它们分解时有利于产生稳 定的自由基有关。多取代酚的抗爆性相对弱一些 是由于羟基上的氢原子在空间因素的作用下较难
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袁晓东刘治中
何占航
关键词：汽油抗爆剂无灰类研究
前言 ・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，在汽油中的应用很 广泛，对于提高发动机的输出功率，改善发动机的 性能有重要意义。为了解决新配方汽油存在的 Ｍ，ＩＢＥ污染地下水、气阻以及对人潜在的致癌问 题，人们把开展新型汽油抗爆剂的开发应用研究 作为这个领域内研究的热点和重点。 汽油抗爆剂分为金属有灰类和有机无灰类２ 种类型。金属有灰类抗爆剂虽能有效提高汽油的 抗爆性，但由于存在颗粒物的排放问题，已在欧美 等发达国家禁止使用。近一段时间以来，汽油抗 爆剂的开发研究一直朝着有机无灰类方向发展。
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１２
石油商技
２００２年第２０卷
ｌ。其中辛烷值测定在ＣＦＲ辛烷值机上进行；ＲｏＮ 是研究法辛烷值；ＢＲＯＮ是混合辛烷值，由公式（１） 计算：
式中：
Ｍ一混合燃料研究法辛烷值； Ｆ——基础油研究法辛烷值；
Ｖ一一混合燃料中添加剂的体积比浓度
ＢＲＯＮ＝｛Ｍ一［Ｆ×９（１一Ｖ）］｝／Ｖ。
（１）
表１新型无灰类汽油抗爆化合物抗爆性实验结果
０ｆ她蜥眦０ｆ脚，１９９ｌ，６４：１１３～】２３
（１２）：７４４一以１７
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９袁晓东，刘治中，何占航等．汽油抗爆剂发展问题的几点 思考．石油商技，２０００，１８（５）：１０一１３
性，性能优于胛ＢＥ；
②脂肪族胺比相应的醇的抗爆性好，原因是 氢与氮和氧结合的键能不同。前者较小，有利于同 过氧化物自由基反应生成稳定的分子，在一定程度 上阻止链的传播；
万 方数据
第１期
袁晓东等．无灰类汽油抗爆剂的研究
１３
转移： ⑤曼尼烯碱的混合辛烷值都超过２００，效率超 过同物质的量的ＭＩＢＥ； ⑥对于含甲氧基的醚类，甲基叔辛基醚显示 出比异辛烷更好的抗爆性；
收稿日期：２００１一０４一１７ 作者简介：袁晓东，理学硕士，工学博士。现主要从事油 品应用、燃烧化学、环境科学领域的研究工作。
ｌ汽油抗爆剂研究的发展过程
汽油抗爆剂的研究一开始是在没有任何理论 根据的盲目猜测下进行的，但却促成了四乙基铅 的发现…。这种研究方法在当时的历史条件下对 于新型抗爆剂的寻找有着潜在的有利条件和不可 忽视的客观原因：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。故研究的开始阶段必然是在盲目的摸索中 进行。随着对燃烧过程认识的深入，近年来人们 对抗爆剂的研究是在一定理论指导下进行的。人 们对爆震的认识经历了以下４个阶段： ①内燃机气缸油是否有过氧化物生成的确证 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：对于纯烃类化合 物建立了良好的相关性； ③自燃包容理论的形成阶段； ④过氧化物理论形成阶段：对有机类和有机
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参考文献 １袁晓东，刘治中，何占航．汽油抗爆剂的过去．现状和未 来．后勤工程学院学报，１９９９，（４）：３２～３５ Ｃ．Ｃ．纳缪特金著．石油化学．北京：科学出版社，１９６２：５９４
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⑦在呋喃类化合物中，氮叔丁基糠基胺抗爆性 最好，其次为２，５一二甲基呋喃。糠醇也具有较好的 抗爆性，效率比同物质的量的ＭｍＥ高，生产成本低 廉，经济性好，可作为矿物燃料的代用品使用。 ５结束语 汽油抗爆剂是现代汽油的重要组分。基于 ｋｕｃｋａｎ反应制备的取代胺、酸催化加成和经典 的醚化反应制备的醚、简单缩聚反应制备的百度文库 酰胺，以及曼尼烯反应制备的曼尼烯碱及其衍 生物都具有一定的抗爆性能。其中曼尼烯碱 及其衍生物、呋喃衍生物、４位取代的酚都显示 了比Ｍ１１３Ｅ更好的抗爆性能，说明在提高商用 汽油的辛烷值方面，合成的这些添加剂能够满 足发动机对燃料抗爆性的要求，选择适当的原 料和合适的生产工艺，降低产品的成本，是把 此类抗爆剂推向市场的关键。当然这些物质 对发动机其他性能的影响还需进一步研究和 考察。
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第２０卷第１期
无灰类汽油抗爆剂的研究
（中国人民解放军后勤工程学院，重庆４０００１６）（郑州大学，郑州删２）
摘要介绍了近期国内外环保型有机无灰类汽油抗爆荆研究开发进展和具有开发、应用前途的新型无灰类 有机抗爆剂的抗爆性实验结果，其中曼尼烯碱、糠醇和氮叔丁基糠基胺等被确证为最有开发前途的新型无灰类汽 油抗爆组分。