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非金属汽油抗爆剂

更新时间:2016-03-24 点击数:5586

一前言

汽油是关系到国计民生的重要的燃料产品之一。随着我国国民经济的飞速发展和汽车保有量的迅速增加,汽油燃料的需求量越来越大。而辛烷值又是车用汽油的最重要的质量指标,它综合反映一个国家炼油工业水平和车辆设计水平,所以从二十世纪初,人们就一直开始寻找提高汽油辛烷值的有效途径,经近一个世纪的努力,技术日趋成熟。

目前,提高汽油辛烷值的途径有二种:一是通过设备工艺加工达到提高汽油辛烷值的目的,如催化裂化、重整、烷基化、异构化等;二是通过添加汽油抗爆剂(如现已禁用的四乙基铅)或添加高辛烷值组份(如MTBE、增加芳烃量等)。

工艺法虽是提高汽油辛烷值的主要手段,但存在着投资大、改变汽油馏程等问题,往往不易实现最佳生产组合和缺乏适度的灵活性。国内外大量实践证明:采用抗爆剂是提高车用汽油辛烷值是最为经济有效的手段。

汽油抗爆剂根据其组成的不同可分为金属类(如含有金属的甲基环戊二烯三羰基锰、四乙基铅等)和非金属类(如甲基叔丁基醚等纯有机化合物)。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。它具有工艺简单、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。但由于它对大气的污染及对人体的毒害性,而被禁用。目前较为常用的有MMT(甲基环戊二烯三羰基锰)和MTBE(甲基叔丁基醚)。

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。MMT在我国目前是限量加入。

MTBE作为汽油添加剂已经在全世界范围内普遍使用。它不仅能有效提高汽油辛烷值,而且还能改善汽车性能,降低排气中CO含量,同时降低汽油生产成本。MTBE应用至今,需求量、消费量一直处于高增长状态,其生产技术也日趋成熟。但最近,美国加州以污染水质为由,禁止使用MTBE,美国国家环境保护部门也有类似动作。这表明,美国已开始限制MTBE生产及应用。

所以,世界各国都在加紧对汽油抗爆剂的研究, 无公害抗爆添加剂是今后发展的方向。

   HZ-010汽油抗爆剂是东营市华振化工有限公司与中国石油大学共同研制的新型无公害抗爆添加剂,其主要成分为汽油中的一种或多种组分组成,适用于由石蜡基、中间基、环烷基原油炼制的各类汽油及混合汽油提高辛烷值。该产品满足GB17930-2006新标准的要求,能显著提高汽油辛烷值和抗爆指数,优化理化指标,具有良好的经济效益,得到国内外炼化企业和销售公司的普遍使用,产品质量稳定。

 

二.应用HZ-010非金属汽油抗爆剂的意义

1.对炼厂可合理分配各装置产出的油品而达到物料平衡的目的

以国内加工原油为500万吨/年炼油厂为例,年产出常压汽油近49万吨,催化汽油约80万吨,30万吨重整装置,7万吨MTBE装置, 每年约有19万吨的常压汽油富裕。应用HZ-2010汽油抗爆剂后,常压汽油与催化汽油以1:2的比例构成基础油,加2%HZ-010汽油抗爆剂形成90#汽油,各油品完全达到平衡。

2.对炼厂可节省能源降低生产成本

HZ-010非金属汽油抗爆剂与各类汽油具有较好的互溶性,因而操作十分简单,常温下就可完成,无能量消耗.

3.环境保护

据资料,全球燃烧矿物燃料产生的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOx),几乎一半是由汽油机和柴油机排放的,由人类造成排放的二氧化碳(CO2),其中的1/5来自交通运输环节。这些废气排放影响空气质量造成酸雨和光化学烟雾,CO2是造成地球温室效应的重要原因。因此治理大气污染是全球性的首要课题。

1982年,我国首次颁布了环境空气质量标准。1996年,我国修订了环境空气质量标准,增加了NOx的日均值浓度和NOx的浓厚限值。1999年,针对汽车尾气排放,修订了车用汽油标准,出台了GB17930-1999新标准,彻底淘汰了常用的70#汽油,使其完全向国际欧Ⅱ标准靠拢。2006年,进一步修订了车用汽油标准,出台了GB17930-2006,同时在南方的几个省已停用90#汽油,这进一步表明我国车用汽油标准将向国际欧Ⅲ标准靠拢。也意味着90#终将淘汰。

由于HZ-010非金属汽油抗爆剂的主要成分是汽油本身的成分,其主要元素为C、H和少量的N、O,其在汽车燃烧后尾气排放物主要为CO2及H2O大大降低CO的排放。

三.产品特性

本产品具有以下特性:

(1)对直馏汽油、催化裂化汽油、异构化汽油、重整汽油具有良好的感受性,无添加量的限制,随添加量的增大,提高辛烷值的幅度增大。

(2)该剂的加入不会改变汽油的各项质量指标(如馏程、饱和蒸气压、诱导期等)。

(3)可在常温下进行汽油调和,生产工艺简单,与汽油的互溶好。

(4)具有一定的节油和清净效果。

(5)改善汽油品质,提高品质比率;添加成本低,增加企业效益。

四.HZ-010非金属汽油抗爆剂的抗爆机理

爆震是限制发动机热效率提高的一个主要原因,轻度爆震对燃烧有利,而严重爆震会破坏缸体,引起发动机过热,烧蚀气门、活塞,烧坏活塞环,使轴承损坏、发动机的功率下降、油耗增加,并伴随冒黑烟现象,所以研究爆震产生的机理和消除爆震的方法是人们发现爆震现象以来一直努力追寻和探求的问题。

通过大量的实验,我们认为,物质的抗爆活性是组成该分子的各活性基团所表现的抗爆性能的加和(加和性规则)。根据现代的烃氧混合气自燃模型,在抗爆剂的各基团表现出抗爆活性之前,抗爆剂分子在发动机汽缸内的热分解是主要的,抗爆剂在分解时要么产生稳定的产物,要么产生相对惰性的自由基HO·2,各种抗爆基团按照它自己的方式改变燃烧反应的历程,发挥各自独特的作用,故抗爆剂的抗爆性应等于组成该物质的各基团所表现的抗爆性的加和。

非金属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。

汽油燃烧过程中,羟基使Ar*吸收汽油中的R*,即:

R·+ArNH R·  RAr·HR             RH+ArNR

五.应用范围
  适用于直馏汽油、催化裂化汽油、异构化汽油调至90#;异构化汽油、催化裂化汽油、重整汽油或90# 无铅汽油调至93#、97#。

六.台架及道路试验

1)台架试验:

a.HH368Q汽油发动机使用93#组分汽油后,外特性最大功率增加了0.7kw,有效燃油消耗率平均下降2.3%。

b.HH368Q汽油发动机使用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比2600、3200、3800、4200r/min负荷特性上有效燃油消耗率分别下降6.8%、3.7%、2.3%、3.5%。

c.HH368Q汽油发动机使用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比,怠速排放中的CO下降了20.0%,HC下降了10.3%。

2)道路试验:

a.桑塔纳330k88L0LTD2汽车燃用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比,0-90km/h换档加速时间

缩短了0.9秒,直接换挡加速时间缩短了1.0秒。

b.桑塔纳330k88L0LTD2汽车燃用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比,百公里油耗下降6.5%。

桑塔纳330k88L0LTD2汽车燃用93#组分汽油与使用RON93#汽油相比,最低稳定车速降低2.4km/h。

七.使用方法
  (1) 添加量:根据基础油性质做调制试验后,确定添加量。
  
(2) 直接加入汽油中,使其均匀分布,大批量添加时进行动力调和效果更佳。

八.产品质量

按相关标准验收。

九、使用效果

     HZ-010型非金属汽油抗爆剂使用效果一览表

 

日期

汽油名称

辛烷值

提高值


2010.7.25

胜华炼厂催化汽油

91.2




添加3%v/v)非金属

97.4

+6.2

体积比

2010.8.7

华星催化汽油

88.9




添加3%v/v)非金属

95.9

+7

体积比

2010.9.3

华星汽油+2.776%v/v

94.4

+5.5

体积比

2010.9.28

混合汽油

88




混合汽油+1.5%m/m

91.4

+3.4

质量比

2010.11.17

石大汽油

91.8




石大汽油+1.5%m/m

95.4

+3.6

质量比

2010.12.8

海科催化汽油

88.9




海科催化汽油+2%( m/m)

93.4

+4.5

质量比

20111.10

东明炼油厂汽油

92.7




东明炼油厂汽油+2%m/m

95.8

+3.1

质量比

注:以上汽油均取之相关单位,辛烷值检测结果由本公司亲自送样至济南炼油厂检验结果,数据真实可靠。

 

十、包装规格
      200L铁桶包装或危险品专用罐车包装运输。

   十一.、储运及注意事项
      (1)按易燃化学品规格储运,需密封、避光、防火、防潮。
      (2)防止进入眼中,若不慎溅入后,立即用清水冲洗即可。