技术领域
[0001] 本
发明属于石油化工汽油添加剂技术领域,涉及一种汽油
辛烷值改进复配制剂剂。
背景技术
[0002] 日益严重的全球性环境污染已经严重威胁到人类生存和社会发展,环境问题成为当今社会所面临的最严重挑战之一。汽油作为最重要的石油
燃料,其燃烧排出的气体中除含有
水和二
氧化
碳外,还包括
一氧化碳、氮氧化合物、芳香碳氢化合物等,这些都会不同程度的对人类﹑动
植物构成危害。生产高品质汽油是解决环境问题的最有效方法,提高汽油品质的主要途径包括改善炼油工艺和开发
抗爆剂,前者可能造成油价
波动,因此开发有效的抗爆剂就成为提高汽油品质的主要方向。辛烷值是
车用汽油最重要的
质量指标,同时也是反映汽油环保性能的关键指标,辛烷值越高,抗
爆震性越强。向汽油中添加抗爆剂是提高汽油辛烷值最有效、最经济的方法。
[0003] 常见的抗爆剂主要分为金属有灰类抗爆剂和有机无灰类抗爆剂。前者主要包括有烷基铅﹑锰基化合物(如甲基环戊二烯三羰基锰MMT)﹑
铁基化合物(如二异丁烯羰基铁)﹑混合稀土
羧酸盐类和
碱金属有机抗爆剂,它们虽然能有效提高汽油的
抗爆性,但是存在颗粒物排放问题,欧美等发达国家已不再提倡使用。后者主要包括醚类(如甲基叔丁基醚MTBE)﹑酯类(如碳酸二甲酯DMC)﹑醇类(如
乙醇)和其他无灰类抗爆剂。近一段时间,汽油抗爆剂的开发研究一直朝着有机无灰类方向发展。如谷涛等(汽油高辛烷值添加组分的应用与发展. 石化技术与应用, 2005, (23):5-10)介绍了几种新型汽油抗爆剂,包括NY-02直馏汽油抗爆剂,添加质量分数0.1%时汽油RON由80.5提高到87.5;FA-90抗爆剂,添加0.08%时汽油辛烷值可提高6个单位;还介绍了FE-1汽油辛烷值添加剂﹑TKC抗爆助剂﹑邻甲酚型Mannich碱基化合物和MTN汽油抗爆剂,并对抗爆作用机理进行了分析说明。胡志全等(汽油抗爆添加剂乙醇锂的性能研究. 现代化工, 2013, (33):51-56)研究表明,乙醇锂浓缩液加入到
基础油中能有效改善汽油的抗爆性能,当锂离子浓度为500mg/L时,直馏汽油、催化裂化汽油和90号汽油的辛烷值分别提高15.9、3.3和2.9个单位。
[0004] 袁晓东(
烃类爆震燃烧机理和抗爆剂作用机理探讨. 石油与
天然气化工, 2002,78-81)综合分析了爆震燃烧和抗爆作用机理的历史和现状,归纳总结出抗爆剂应具备的性质,提出了爆震燃烧的新活性核机理和抗爆基团作用的加和性规则,认为烃类在燃烧过程中产生过氧化物及其自由基,由于烃的结构不同,产生的过氧化物及其自由基的活性不同,有一些较活泼的过氧化物及自由基是燃料发生爆震的根源,即活性核,活性核浓度的大小决定反应中爆震的强弱。这一机理解释目前为人们所普遍接受。
发明内容
[0005] 本发明的目的是提供一种汽油抗爆清净剂,用于在汽油中添加,以显著提高汽油的辛烷值,且
生物相溶性好、添加量少。
[0006] 本发明提供的汽油抗爆清净剂是一种由甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚
混合液与二甲基苯胺复配组成的复合抗爆剂,其中混合液与二甲基苯胺的体积比为1﹕1~2。
[0007] 本发明所述的甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液是以等体积的叔丁醇和正戊醇为原料,在
硫酸催化下与甲醇反应得到产物的蒸馏馏份混合液。
[0008] 进一步地,所述甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液的具体制备方法是:以85wt%硫酸为催化剂,将甲醇与等体积的叔丁醇和正戊醇混合,50~55℃下搅拌反应2~3h,升温蒸馏至无馏分,得到的馏分以无水
硫酸镁除水后得到甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液。
[0009] 所述制备方法中,甲醇的体积用量是叔丁醇与正戊醇混合体积的1~1.5倍。
[0010] 反应过程中使用的85wt%硫酸催化剂用量不超过反应液总体积的55%。
[0011] 本发明的汽油抗爆清净剂作为汽油辛烷值改进复配剂,抗爆试验结果表明,在汽油中加入0.5~1wt%,即可显著提高汽油的辛烷值,且环境相溶性好。
具体实施方式
[0012]
实施例1向装有
温度计和冷凝管的三颈烧瓶中加入甲醇16.2mL、85%硫酸30mL、叔丁醇20.3mL、正戊醇20.3mL,升温至50℃搅拌反应2.2h,升温蒸馏,收集46~120℃之间的馏分,以无水硫酸镁干燥后,得甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液48.3mL。
[0013] 将上述混合液与二甲基苯胺以1﹕1的体积比混合,得到抗爆清净剂1#。
[0014] 实施例2向装有
温度计和冷凝管的三颈烧瓶中加入甲醇38.9mL、85%硫酸60mL、叔丁醇40.6mL、正戊醇40.6mL,升温至52℃搅拌反应2.5h,升温蒸馏,收集48~120℃之间的馏分,以无水硫酸镁干燥后,得甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液98.5mL。
[0015] 将上述混合液与二甲基苯胺以1﹕1的体积比混合,得到抗爆清净剂2#。
[0016] 实施例3向装有温度计和冷凝管的三颈烧瓶中加入甲醇97.2mL、85%硫酸90mL、叔丁醇81.2mL、正戊醇81.2mL,升温至55℃搅拌反应3h,升温蒸馏,收集48~122℃之间的馏分,以无水硫酸镁干燥后,得甲基正戊基醚/甲基叔丁基醚混合液215.1mL。
[0017] 将上述混合液与二甲基苯胺以1﹕1的体积比混合,得到抗爆清净剂3#。
[0018] 应
用例将不同用量的抗爆清净剂1#和抗爆清净剂2#分别加入不同汽油中进行辛烷值试验,具体数据见表1和表2。由表1可知,添加1.0%的抗爆清净剂1#,可使直馏汽油的RON和MON分别提高2.2和2个单位,93#汽油的RON和MON分别提高4.9和4.6个单位;由表2可知,添加1.0%的抗爆清净剂2#,可使直馏汽油的RON和MON分别提高2.4和2.1个单位,
93#汽油的RON和MON分别提高5.1和5.0个单位。可见本发明的抗爆清净剂更适合辛烷值大于80的汽油的调和。
[0019] 本发明各实施例汽油抗爆清净剂对93#汽油辛烷值的影响如表3,可见添加少量各实施例抗爆清净剂均能使汽油辛烷值增加,且添加量越大,汽油辛烷值提高效果越好。
[0020] 同时,对93#汽油添加1%抗爆清净剂1#后的多项理化指标进行测试,如表4,数据显示各项理化指标均合格。