5石油产品添加剂燃料添加剂

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按物理特性分类的添加剂品种主要有: 1)降凝剂 2)抗泡剂 3)气味控制剂
四、石油产品添加剂的分组和组号 1、石油添加剂名称的一般形式
以T102—中碱性石油磺酸钙为例, T—添加剂, 102—品种, 其中“1”:表示清净分散剂(组别)
2、石油产品添加剂的分组 1) 润滑剂添加剂
(分为10组,1~10组) 1清净分散剂; 2抗氧抗腐剂; 3极压抗腐剂; 4油性剂和摩擦改进剂; 5抗氧剂和金属减活剂;6粘度指数改进剂; 7防锈剂; 8降凝剂; 9抗泡沫剂; 10抗乳化剂。
13.8 21.4 27.7 33.1 11.7 18.1 23.3 27.7 12.1 18.8 24.0 28.6
5、抗静电剂
抗静电剂的作用,就是在油品中增加微量金 属离子,使油品的导电度增至50导电单位以 上,迅速导走油品中的静电荷,从而确保油 品使用的安全。
抗静电剂提高喷气燃料等油品的电导率,避 免在高速泵输送及过滤时防止因摩擦起电造 成火灾。
(2) 燃料添加剂
(分为15组,第11~25组) 11抗爆剂;12金属钝化剂;13防冰剂; 14抗氧防胶剂;15抗静电剂;16抗磨剂 17抗烧蚀剂;18流动改进剂;19抗腐蚀剂; 20消烟剂;21助燃剂;22十六烷值(CN)改进 剂; 23清净分散剂;24热安定剂;25染色剂。
(3) 复合添加剂(3070组)(略)
金属锰Mn含量要求: 国Ⅲ不大于0.016g/L;国 Ⅳ为不大于0.008g/L;国 Ⅴ0.002g/L
目前用的汽油抗爆剂: 甲基环戊二烯三羰基锰, MMT。
C 9H7Mn(CO)3;液态; 见光分解
MMT:Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl
改善柴油燃烧性能的添加剂有脂肪族烃、 醛、酮、醚、过氧化物、脂肪族及芳香族 硝基化合物。硝酸酯及亚硝酸酯等,硝酸戊 酯、二硝酸酯的效果都较好。
现在最广泛采用的是硝酸戊酯和2,2-二硝 基丙烷。
5)CN添加剂效果
添加剂
十六烷ຫໍສະໝຸດ Baidu提高单位数
0.5% 1.0% 2.0% 3.0% 4.0%
丙 酮 过 9.6 氧化物 硝 酸 乙 6.7 酯 硝 酸 异 7.0 戊酯
润滑材料添加剂分两大类:
一类用以影响润滑油的物理性能,如降凝 性、抗泡沫性、粘温特性等添加剂。
另一类用以影响润滑油的化学特性,其效 果常可通过某种工作性能特点加以衡量, 如去垢、抗氧化、抗锈蚀、极压、抗磨损 等添加剂。
添加剂的化学特性分类(3)
按化学特性分的添加剂品种主要有: 1)抗氧化剂 2)抗腐蚀剂 3)清净分散剂 4)防锈剂 5)油性剂 6)极压抗磨剂 7)金属钝化剂 8)密封膨胀剂 9)防腐剂
烃类的自由基链式氧化反应过程
1、链的起始 RHR·+H· (R·活泼) (RH+O2R·+HOO·)
2、链转移 R·+O2ROO· 过氧化自由基 ROO·+RHROOH+R·
3、链增长 ROOHRO·+·OH, RO·+RHROH+R·
·OH+RHH2O+R· 4、链终止
ROO·+ROO·不活泼物 ROO· + R· ROOR R· + R· RR ROO·+IHROOH+I· , 2ROO·+IH不活泼物 ROOH+D非自由基物
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NMT环戊二烯三羰基锰C5H5Mn(CO)3
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2、抗氧防胶剂— (1)油品氧化
抗氧防胶剂:以改善油品氧化安定性的添加 剂。
燃料油在储存和运输过程中,由于与空气接 触,并在光、热等条件的作用下,某些不安 定的不饱和烃以及含硫、氮、氧的化合物, 发生氧化或叠合反应生成胶质和油坭,直接 影响燃料油的使用性能。
抗氧防胶剂— (2)作用机理
油品自由氧化反应是链销反应:过氧化物分 解使链销反应分支,产生更多的自由基,使 氧化反应加速进行。
抗氧化添加剂的作用,是降低烃类和过氧化 物生成的自由基,中断氧化反应链。
酚型抗氧剂作用机理
自由基的形成: RH —→ R•+ H• R•+ O2 —→ ROO•
自由基的转变: AH + R• —→ RH + A• AH + ROO• —→ ROOH + A•
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燃料中使用的添加剂
全球燃料添加剂消费
第二节 燃料添加剂
燃料油添加剂的要求特点: ➢(1) 在油品中的添加剂浓度不大而效果显著; ➢(2) 能燃烧完全而不产生沉淀; ➢(3) 对燃料的其它性质不能有不利的影响; ➢(4) 要溶于燃料油或其组分而难溶于水; ➢(5) 在任何使用温度下在燃料油中都是安定的; ➢(6) 容易得到而且价钱便宜; ➢(7) 无毒或毒性小,对环境不造成污染。
抗静电剂有丁二酸二异辛酯磺酸钙盐等。
6、汽油清净剂
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添加剂样品
MMT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,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。
十六烷值改进剂是一些热稳定性相对较差的化合物 , 在低温时受热可以分解产生活性自由基。这些自由 基参与柴油的氧化反应和分解反应 ,以这些自由基 为中心 ,引发氧化链式反应 ,从而使得柴油的自燃活 化能大大降低 ,改善了燃料的着火性能。
\柴油中加入十六烷值改进剂后 ,由于自由基的 参与使得燃料能够在较低的温度下也可以发生氧 化反应 ,并且反应速度加快 ,使得燃烧滞燃期缩短 , 表观上提高了燃料的十六烷值。
总之,金属减活剂的作用机理主要是通过在金 属表面成膜或与金属及其离子成盐以钝化其对 油品氧化的催化活性 。
4、十六烷值提高剂(柴油抗爆剂)
1)十六烷值改进剂定义
十六烷值改进剂是改善柴油着火性能的添加 剂。
十六烷值低的柴油燃烧性能差,易引起爆震; 十六烷值过高的柴油则由于来不及与空气混 合而造成燃烧不完全。
金属钝化剂和金属离子反应,形成螯合物,使金属 处于没有促进氧化作用的钝化状态。生成的螯台物 溶于油中,并且在很宽的温度范围内是安定的。
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金属钝化剂—(2)种类
金属减活剂主要是含氮的双键化合物,以及杂环 化合物。
目前,已经工业化生产的有二亚水杨酸基丙二胺、 苯三唑类衍生物及噻二唑类衍生物。
我国相应的产品牌号分别为T1201、T551、T 561。T1201多用于燃料油,减少高温沉积物的 生成;
位阻胺:如对羟基二苯胺、N-苯基-N’-仲丁基 对苯二胺和N-苯基--萘胺(T531)。
加入量50~500ppm
3、金属钝化剂—(1)作用
用来抑制活性金属离子(铜、铁、镍、锰等) 对油品氧化的催化作用的物质,以提高油品的 安定性,延长储存期。
常与抗氧剂复合使用于汽油、喷气燃料、柴油 等轻质燃料中。
油品开发程序
添加剂定义
添加剂:为了适应石油产品要求与改善 石油产品的某些性能而添加到石油产品 中的某些有机物,称为添加剂。
特点:一般添加量少,万分之一到百分之五; 品种 多 ,价格高; 高效; 大多带有有气味。
石油添加剂是一类能显著改进石油产品某些 特性的化学品,其中绝大多数是人工合成的、 能溶解于矿物油中的有机化合物 .
2)抗爆剂作用原理
Fe、Ni、Mn等金属的有机化合物及衍 生物在助剂的协助下,消除了发动机工作时由 于汽油燃烧而产生的过氧化合物。从而减少 了爆震现象的发生,改善了发动机的工况,提 高了汽油的抗爆震性。
抗爆剂实质上是与正构烷烃氧化生成的过氧 化物ROOH反应,生成醛、酮或其他环氧化 和物,中断反应链,提高抗爆性。
第一节 石油产品添加剂的特征 一、添加剂的作用
1、增强油品在极端工作条件下有效地进行工 作的能力。
2、推迟油品在受周围环境影响而老化变质的 时间,延长其使用寿命。
3、保护机构表面不致受燃油破坏,不受燃烧 产物沾污。
添加剂的作用(续)
4、改进油品的物理性能,并形成新的性能。
5、有些添加剂能加强油膜的强度,降低磨损 率,赋予拉丝性和胶粘性等;有些添加剂起 钝化(增加惰性)或减活(中和)作用,以 消除金属的催化影响;还有些添加剂能降低 润滑油、脂本身的及其接触表面破坏的化学 活性。
2)十六烷值提高剂作用机理
十六烷值改进剂是一些热稳定性相对较差的化 合物 ,在低温时受热可以分解产生活性自由基。 这些自由基参与柴油的氧化反应和分解反应 , 以这些自由基为中心 ,引发氧化链式反应 ,从而 使得柴油的自燃活化能大大降低 ,改善了燃料 的着火性能。
十六烷值提高剂作用机理(续)
1. 柴油中加入十六烷值改进剂后 ,由于自由 基的参与使得燃料能够在较低的温度下也 可以发生氧化反应,并且反应速度加快 ,使得 燃烧滞燃期缩短,表观上提高了燃料的十六 烷值。
常用的如N,N‘-二亚水杨基丙二胺。
油品在加工、贮存运输和使用的过程中不可避免地 要与铜、铁等金属接触。这些金属对油品的氧化具 有很强的催化活性,是过氧化物的分解剂,为氧化 链提供了恒定的自由基来源,能使油品在短期内迅 速氧化,使油品的性能变差。人们普遍采用加入金 属减活剂的方法来抑制金属的催化作用。
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3)十六烷值提高剂应用注意事项
十六烷值改进剂提高柴油十六烷值的幅度取 决于添加剂及燃料的组成。
燃料中芳烃含量越高,其十六烷值也就越低, 对添加剂的感受性也就越差
添加剂在低加入量时的效果比高加入量时好。 对芳烃含量较高的催化裂化柴油来说,仅靠添
加剂来提高十六烷值是不经济的。
4)十六烷值提高剂种类
二、石油产品添加剂的一般性能
1、添加剂与基础油的溶解性 2、添加剂与水溶解无反应 3、添加剂的颜色 4、添加剂的挥发度低 5、添加剂的稳定性 6、添加剂的相容性 7、无怪气味
三、石油产品添加剂的分类(1) —使用场合分类
燃料油添加剂 润滑油(脂)添加剂 复合添加剂
石油产品添加剂的分类(2)
自由基的中止: A•+A• —→ A-A A•+ROO• —→ ROOA
AH更容易夺取电子。
抗氧防胶剂— (3)种类
为了防止油品氧化生成胶质而加入的添加剂 称为抗氧(防胶)添加剂。
抗氧化添加剂主要有胺系和酚系化合物。
即屏蔽酚:苯环上羟基的邻位上有叔丁基等较大 的基团将羟基遮蔽的一类酚。如:2,6-二叔丁基 对甲酚(T501); 2,6-二叔丁基酚(T502) 。
1、抗爆剂——1)烃类的抗爆性
抗爆剂;主要用于改善汽油的燃烧特性,提 高其辛烷值。
正构烷烃氧化生成的过氧化物ROOH很容 易分解生成两个自由基RO.和.OH,每个自 由基又引发一个新的反应链,使未燃区的过氧 化反应链越来越多,过氧化物浓度越来越高,温 度超过自燃点形成爆震燃烧。
芳香烃和高度分支的异构烷烃生成的过氧化 物分解时不易生成新的反应链。
T551、T561应用在工业润滑油中取得良好的使 用效果。
金属钝化剂—(3)机理
金属减活剂的作用机理有两种:一种为成膜型,即 在金属表面生成化学膜,阻止金属或变为离子进入 油中,减弱其对油品所产生的催化氧化作用。这种 化学膜还有保护金属表面的作用,能防止活性硫、 有机酸等对金属表面的腐蚀;另一种是络合作用, 能与金属离子络合,对金属离子产生掩蔽作用。
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