油品添加剂应(2)
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
20
生物柴油添加剂
• 低硫柴油润滑性的模拟评定方法 ➢ HFRR试验方法 ➢ Scuffing BOCLE试验方法
21
柴油润滑性改进剂
• HFRR试验方法 High Frequency Reciprocating Rig
• HFRR装置中，钢球(直径φ6．0mm)被卡在夹头里， 以一定压力向下挤压园形平片(直径φ10mm)，圆片
27
消烟剂
➢ 排烟发生在 • 在发动机达到最大负荷时 • 燃料喷入过多时 • 空气过滤器和喷油系统保养不当
28
消烟剂
➢ 由于以下原因产生排烟 • 密度的改变会影响燃料泵的操作和喷嘴喷出燃料的量 • 芳烃的含量 • 蒸馏特性
29
消烟剂
• 排烟的评价方法 • Ringelmann指数：在一张卡纸上印有黑色格栅，其遮盖面积分别为20%~100%。把发动
• 有梳形结构、靠长侧链烷基与蜡形成共晶的聚合物 ——(甲基)丙烯酸酯类均聚物及共聚物 ——富马酸酯(马来酸酯)类聚合物 ——α—烯烃均聚或共聚物
13
柴油清净剂
• 沉积物的危害 ➢ 一是喷射系统中的胶质粘住泵的柱塞或喷嘴的针
栓。 ➢ 二是暴露在高温气体中的那些部位的积炭会影响
柴油的流动和雾化。 • 沉积物对柴油发动机的危害表现在驾驶性能上就
机排烟与这些卡纸做比较，得到0~5的指数 • Bosch指数：让排气通过白色滤纸，根据滤纸的染色程度确定0（干净）~10（黑）的指
数 • Hartridge系统：把烟和参照空气分别装入透明度相同的玻璃管，以排烟的透光率表征 • 固含量
30
消烟剂
• 钡、镁、铁的有机化合物 • 0.25%~0.5% • 抑制造成黑烟的裂化和脱氢反应，使炭黑分散，促进燃料燃烧
8
柴油低温流动改进剂
• 含蜡油品在低温下失去流动性的原因在于低温下高熔点的石蜡烃（除正构烷烃外尚有 少量长链异构和环烷烃）以针状和片状晶体析出，并相互粘结形成三维网状结构，将 低熔点油吸附并包于其中，犹如吸了水的海绵一样，致使整个油品丧失流动性。
9
柴油低温流动改进剂
• 柴油流动改进剂的作用在于影响蜡晶的网状构造的发育过 程，从而使油品的冷滤点降低。但必须指出，流动改进剂 不能抑制蜡晶的析出，只能改变蜡晶的形态。柴油流动改 进剂的作用在于影响蜡晶的网状结构的发育过程，这个发 育过程大致分为三个阶段：
• 这些物质的性质与柴油相比，具有粘度低、凝 点低、闪点接近等特点，因而加到柴油中，与 柴油具有良好的相容性，对柴油机燃烧室内燃 油的雾化和燃烧前的物理准备过程较为有利， 对柴油机气缸没有腐蚀作用。
5
柴油低温流动改进剂
• 柴油低温流动性能差的原因 ——原油含蜡量高 ——由于增产柴油的需要，柴油的馏分变宽 ——低凝柴油短缺 • 改善柴油低温流动性能的方法 ——脱蜡 ——临氢降凝 ——添加流动改进剂 ——非临氢降凝
• (3)共晶作用：柴油流动改进剂在其浊点下与蜡共同析出结 晶，从而破坏蜡的结晶行为和趋向性，减弱蜡晶间继续发 育的倾向。
10
柴油低温流动改进剂
11
柴油低温流动改进剂
• 具有乙烯骨架、靠乙烯主链与蜡作用的聚合物——乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 （EVA） • 极性含氮类化台物 • 烷基芳烃类
12
柴油低温流动改进剂
31
消烟剂
• 只能减少碳颗粒，不能减少总颗粒量 • 加量大，价格昂贵，毒性较大，易在发动机内形成沉积物 • 通过使用含氧化合物，调节燃料中硫和芳烃含量，降低固体颗粒和CO、CH
32
• (1)晶核作用过程：柴油流动改进剂恰好在蜡析出温度前结 晶析出，它起着晶核作用，而成为蜡晶发育的中心，使柴 油中小蜡晶增多，从而不易产生大的蜡团。
• (2)吸附作用：流动改进剂在略低于浊点的温度下析出，它 吸附在已经析出的蜡晶晶核活性中心上，改变了蜡结晶的 取向性，使其难以形成三维网状结构，从而减弱蜡晶间的 粘附作用，细化结晶。
是功率损失。 • 近年来，由于柴油中裂化组分增多，这一问题已
产生相当严重的后果。
14
柴油清净剂
柴油清净剂的化学组成大致有以下几种： ①胺； ②咪唑啉； ③亚胺； ④脂肪酸丁二酰亚胺； ⑤聚烷基丁二酰亚胺； ⑥聚烷基胺； ⑦聚醚胺。
15
柴油润滑性改进剂
• 根据环保要求使用低硫柴油后，车辆在运行20—30h后便发生了故障。先是出现泵的粘 着磨损，随后泵的性能迅速下降到无法使用的程度。由于转子分配式喷油泵完全依靠 柴油进行润滑，所以以上问题大多发生在采用转子分配泵的中、轻型车用柴油机上。
放置入柴油浴中，实验中球与圆片的接触面全部 浸入燃料浴中。在实验中，电磁振荡器工作使铜 球以选定的冲程和频率在圆片面上前后振动。铜 球和圆片之间的摩擦力由与下部试件支持件连接 的测力传感器测量。在整个实验过程中，燃料温 度、摩擦系数、接触电阻可被连续检测。接触电 阻大小能指示接触间油膜的绝缘程度以显示燃料 润滑膜状态。
24
柴油润滑性改进剂
• Scuffing BOCLE试验方法 • 负荷物挂在负荷臂上，使固定的钢球挤压下面的旋转钢环，钢环下部分浸入实验燃料
中，于是随着钢环旋转，燃料便进入球环摩擦面间。
25
26
柴油润滑性改进剂
• S BOCLE实验装置与BOCLE法不同之处是．钢环需要另外抛光。负荷物挂在负荷臂上， 使固定的钢球挤压下面的旋转钢环，钢环下部分浸入实验燃料中，于是随着钢环旋转， 燃料便进入球环摩擦面间。实验通过测得发生擦伤的最低负荷，来评定燃料润滑性高 低，擦伤定义为第一次出现的摩擦系数超过0．175以上。
16
柴油润滑性改进剂
• 所谓润滑性可定义如下：（1）防止喷油泵造成磨损的能力，磨损越小，则润滑性越好； （2）如果两个油料有相同粘度，但其中一个所造成的摩擦、磨损或磨坏的程度较轻， 则此油料有较好的润滑性。
17
柴油润滑性改进剂
• 影响柴油润滑性的因素 ➢ 芳烃 ➢ 含氮物质 ➢ 含氧物质 ➢ 含硫感器
23
柴油润滑性改进剂
• 分为二个子程序，分别模拟柴油泵的粘着磨损和微动磨损。前一个子程序最常用。 • ISO分管柴油的工作组建议把磨损直径380μm作为柴油润滑性能的把关指标，而油泵制
造商和燃料供应商所提出的指标分别为400～430μm和500μm。
• 十六值烷改进剂受热分解，释放出活性自由基，这些活性自由基参与了柴油氧化的化 学准备过程，促进了氧化链式反应，加快了反应速度，从而缩短了柴油的着火延迟期， 达到了提高柴油十六烷值的目的。
4
• 大多数商品化的柴油十六烷值改进剂为有机硝 酸酯类物质。
• 硝酸异辛酯、硝酸异丙酯、2-乙基硝酸己酯、硝酸环己酯、硝酸己酯和硝酸戊酯
第三章 柴油添加剂
2021/8/16
1
• 十六烷值改进剂 • 流动性能改进剂 • 清净剂 • 润滑剂 • 消烟剂
柴油添加剂
2
十六烷值改进剂
• 加到柴油中即能增加其抗爆震能力的 添加剂。
(1)显著降低氧化反应开始的温度； (2)扩大在火焰前缘阶段的反应范围； (3)降低着火温度。
3
十六烷值的作用机理
6
柴油低温流动改进剂
• 关于脱蜡的方法 —柴油中的正构烷烃是影响其低温流动性能的主要因素 —正构烷烃是提高柴油十六烷值的重要组分 —不能通过简单除去的方法改进流动性能,通常采用添加流动改进剂的方法
7
柴油低温流动改进剂
• 能降低柴油凝固点和冷滤点的添加剂 • 低温流动改进剂的分类 ➢ 降凝剂 ➢ 冷滤点改进剂 ➢ 降浊剂 ➢ 抗蜡沉降剂
18
柴油润滑性改进剂
• 柴油润滑性与硫含量无直接关系 • 由高硫原油生产低硫柴油时，由于需要进行深度加氢脱硫，导致在深度加氢脱硫的同
时，也把大部分天然润滑剂脱除掉了 • 由低硫原油生产低硫柴油时，由于不需要进行深度加氢脱硫即可达到硫含量的标准，
因此很少有柴油润滑性的问题。
19
柴油润滑性改进剂
• 生物柴油添加剂 • 芳香族羧酸化合物 • 酯型润滑剂 • 重油芳烃
生物柴油添加剂
• 低硫柴油润滑性的模拟评定方法 ➢ HFRR试验方法 ➢ Scuffing BOCLE试验方法
21
柴油润滑性改进剂
• HFRR试验方法 High Frequency Reciprocating Rig
• HFRR装置中，钢球(直径φ6．0mm)被卡在夹头里， 以一定压力向下挤压园形平片(直径φ10mm)，圆片
27
消烟剂
➢ 排烟发生在 • 在发动机达到最大负荷时 • 燃料喷入过多时 • 空气过滤器和喷油系统保养不当
28
消烟剂
➢ 由于以下原因产生排烟 • 密度的改变会影响燃料泵的操作和喷嘴喷出燃料的量 • 芳烃的含量 • 蒸馏特性
29
消烟剂
• 排烟的评价方法 • Ringelmann指数：在一张卡纸上印有黑色格栅，其遮盖面积分别为20%~100%。把发动
• 有梳形结构、靠长侧链烷基与蜡形成共晶的聚合物 ——(甲基)丙烯酸酯类均聚物及共聚物 ——富马酸酯(马来酸酯)类聚合物 ——α—烯烃均聚或共聚物
13
柴油清净剂
• 沉积物的危害 ➢ 一是喷射系统中的胶质粘住泵的柱塞或喷嘴的针
栓。 ➢ 二是暴露在高温气体中的那些部位的积炭会影响
柴油的流动和雾化。 • 沉积物对柴油发动机的危害表现在驾驶性能上就
机排烟与这些卡纸做比较，得到0~5的指数 • Bosch指数：让排气通过白色滤纸，根据滤纸的染色程度确定0（干净）~10（黑）的指
数 • Hartridge系统：把烟和参照空气分别装入透明度相同的玻璃管，以排烟的透光率表征 • 固含量
30
消烟剂
• 钡、镁、铁的有机化合物 • 0.25%~0.5% • 抑制造成黑烟的裂化和脱氢反应，使炭黑分散，促进燃料燃烧
8
柴油低温流动改进剂
• 含蜡油品在低温下失去流动性的原因在于低温下高熔点的石蜡烃（除正构烷烃外尚有 少量长链异构和环烷烃）以针状和片状晶体析出，并相互粘结形成三维网状结构，将 低熔点油吸附并包于其中，犹如吸了水的海绵一样，致使整个油品丧失流动性。
9
柴油低温流动改进剂
• 柴油流动改进剂的作用在于影响蜡晶的网状构造的发育过 程，从而使油品的冷滤点降低。但必须指出，流动改进剂 不能抑制蜡晶的析出，只能改变蜡晶的形态。柴油流动改 进剂的作用在于影响蜡晶的网状结构的发育过程，这个发 育过程大致分为三个阶段：
• 这些物质的性质与柴油相比，具有粘度低、凝 点低、闪点接近等特点，因而加到柴油中，与 柴油具有良好的相容性，对柴油机燃烧室内燃 油的雾化和燃烧前的物理准备过程较为有利， 对柴油机气缸没有腐蚀作用。
5
柴油低温流动改进剂
• 柴油低温流动性能差的原因 ——原油含蜡量高 ——由于增产柴油的需要，柴油的馏分变宽 ——低凝柴油短缺 • 改善柴油低温流动性能的方法 ——脱蜡 ——临氢降凝 ——添加流动改进剂 ——非临氢降凝
• (3)共晶作用：柴油流动改进剂在其浊点下与蜡共同析出结 晶，从而破坏蜡的结晶行为和趋向性，减弱蜡晶间继续发 育的倾向。
10
柴油低温流动改进剂
11
柴油低温流动改进剂
• 具有乙烯骨架、靠乙烯主链与蜡作用的聚合物——乙烯—醋酸乙烯酯共聚物 （EVA） • 极性含氮类化台物 • 烷基芳烃类
12
柴油低温流动改进剂
31
消烟剂
• 只能减少碳颗粒，不能减少总颗粒量 • 加量大，价格昂贵，毒性较大，易在发动机内形成沉积物 • 通过使用含氧化合物，调节燃料中硫和芳烃含量，降低固体颗粒和CO、CH
32
• (1)晶核作用过程：柴油流动改进剂恰好在蜡析出温度前结 晶析出，它起着晶核作用，而成为蜡晶发育的中心，使柴 油中小蜡晶增多，从而不易产生大的蜡团。
• (2)吸附作用：流动改进剂在略低于浊点的温度下析出，它 吸附在已经析出的蜡晶晶核活性中心上，改变了蜡结晶的 取向性，使其难以形成三维网状结构，从而减弱蜡晶间的 粘附作用，细化结晶。
是功率损失。 • 近年来，由于柴油中裂化组分增多，这一问题已
产生相当严重的后果。
14
柴油清净剂
柴油清净剂的化学组成大致有以下几种： ①胺； ②咪唑啉； ③亚胺； ④脂肪酸丁二酰亚胺； ⑤聚烷基丁二酰亚胺； ⑥聚烷基胺； ⑦聚醚胺。
15
柴油润滑性改进剂
• 根据环保要求使用低硫柴油后，车辆在运行20—30h后便发生了故障。先是出现泵的粘 着磨损，随后泵的性能迅速下降到无法使用的程度。由于转子分配式喷油泵完全依靠 柴油进行润滑，所以以上问题大多发生在采用转子分配泵的中、轻型车用柴油机上。
放置入柴油浴中，实验中球与圆片的接触面全部 浸入燃料浴中。在实验中，电磁振荡器工作使铜 球以选定的冲程和频率在圆片面上前后振动。铜 球和圆片之间的摩擦力由与下部试件支持件连接 的测力传感器测量。在整个实验过程中，燃料温 度、摩擦系数、接触电阻可被连续检测。接触电 阻大小能指示接触间油膜的绝缘程度以显示燃料 润滑膜状态。
24
柴油润滑性改进剂
• Scuffing BOCLE试验方法 • 负荷物挂在负荷臂上，使固定的钢球挤压下面的旋转钢环，钢环下部分浸入实验燃料
中，于是随着钢环旋转，燃料便进入球环摩擦面间。
25
26
柴油润滑性改进剂
• S BOCLE实验装置与BOCLE法不同之处是．钢环需要另外抛光。负荷物挂在负荷臂上， 使固定的钢球挤压下面的旋转钢环，钢环下部分浸入实验燃料中，于是随着钢环旋转， 燃料便进入球环摩擦面间。实验通过测得发生擦伤的最低负荷，来评定燃料润滑性高 低，擦伤定义为第一次出现的摩擦系数超过0．175以上。
16
柴油润滑性改进剂
• 所谓润滑性可定义如下：（1）防止喷油泵造成磨损的能力，磨损越小，则润滑性越好； （2）如果两个油料有相同粘度，但其中一个所造成的摩擦、磨损或磨坏的程度较轻， 则此油料有较好的润滑性。
17
柴油润滑性改进剂
• 影响柴油润滑性的因素 ➢ 芳烃 ➢ 含氮物质 ➢ 含氧物质 ➢ 含硫感器
23
柴油润滑性改进剂
• 分为二个子程序，分别模拟柴油泵的粘着磨损和微动磨损。前一个子程序最常用。 • ISO分管柴油的工作组建议把磨损直径380μm作为柴油润滑性能的把关指标，而油泵制
造商和燃料供应商所提出的指标分别为400～430μm和500μm。
• 十六值烷改进剂受热分解，释放出活性自由基，这些活性自由基参与了柴油氧化的化 学准备过程，促进了氧化链式反应，加快了反应速度，从而缩短了柴油的着火延迟期， 达到了提高柴油十六烷值的目的。
4
• 大多数商品化的柴油十六烷值改进剂为有机硝 酸酯类物质。
• 硝酸异辛酯、硝酸异丙酯、2-乙基硝酸己酯、硝酸环己酯、硝酸己酯和硝酸戊酯
第三章 柴油添加剂
2021/8/16
1
• 十六烷值改进剂 • 流动性能改进剂 • 清净剂 • 润滑剂 • 消烟剂
柴油添加剂
2
十六烷值改进剂
• 加到柴油中即能增加其抗爆震能力的 添加剂。
(1)显著降低氧化反应开始的温度； (2)扩大在火焰前缘阶段的反应范围； (3)降低着火温度。
3
十六烷值的作用机理
6
柴油低温流动改进剂
• 关于脱蜡的方法 —柴油中的正构烷烃是影响其低温流动性能的主要因素 —正构烷烃是提高柴油十六烷值的重要组分 —不能通过简单除去的方法改进流动性能,通常采用添加流动改进剂的方法
7
柴油低温流动改进剂
• 能降低柴油凝固点和冷滤点的添加剂 • 低温流动改进剂的分类 ➢ 降凝剂 ➢ 冷滤点改进剂 ➢ 降浊剂 ➢ 抗蜡沉降剂
18
柴油润滑性改进剂
• 柴油润滑性与硫含量无直接关系 • 由高硫原油生产低硫柴油时，由于需要进行深度加氢脱硫，导致在深度加氢脱硫的同
时，也把大部分天然润滑剂脱除掉了 • 由低硫原油生产低硫柴油时，由于不需要进行深度加氢脱硫即可达到硫含量的标准，
因此很少有柴油润滑性的问题。
19
柴油润滑性改进剂
• 生物柴油添加剂 • 芳香族羧酸化合物 • 酯型润滑剂 • 重油芳烃