一種無灰有機抗爆劑的製作方法
2023-04-27 17:19:36 1
一種無灰有機抗爆劑的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種無灰有機抗爆劑，是一種由丙二醇單丁醚和2-甲基苯酚調配製成的醚、酚組合型複合抗爆劑，其中2-甲基苯酚的加入量滿足每升丙二醇單丁醚中加入0.1kg2-甲基苯酚。抗爆試驗結果表明，在汽油中加入0.1%～0.5%本發明無灰有機抗爆劑，可以顯著提高汽油的辛烷值，抗爆性能增強，可以作為一種新型的用量很少即可提高其汽油辛烷值的添加劑使用。
【專利說明】一種無灰有機抗爆劑
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種燃料汽油用添加劑，特別是涉及一種汽油抗爆劑。
【背景技術】
[0002]汽油的抗爆性是汽油質量的重要指標，其以辛烷值來評定，辛烷值越高，汽油的抗爆性愈好，汽車壓縮比就可以提高，進而節能。汽油的爆震燃燒對發動機危害極大，會加速發動機各器件的損害，使其功率下降、燃燒室積碳增加、排放惡化。
[0003]提高汽油辛烷值的方法主要有兩種:一是調整汽油組分，降低直餾和熱裂化組分比例，提高裂化、重整烷基化組分。該途徑涉及煉製工藝的改進，工藝複雜、投資巨大；二是加入抗爆劑，這是提高車用汽油抗爆性最有效和最經濟的方法，被廣泛採用。
[0004]烷基鉛型抗爆劑高效，但因環境汙染而遭淘汰。金屬錳、鐵類抗爆劑由於汽油中金屬量的限制，使用也將被限制。具有代表性的非金屬類抗爆劑MTBE現被廣泛應用於汽油增標領域，但是相對於傳統的金屬抗爆劑，存在用量大、對不同汽油感度差異大等問題。另外，MTBE不容易降解，易對環境造成汙染。由於汙染問題，美國已經禁用MTBE。因此開發高效，低汙染的無灰抗爆劑仍然是亟需解決的問題。 [0005]由於金屬類抗爆劑產生顆粒物汙染和對三元催化器損害等問題，對其研究處於相對停滯階段。各國對抗爆劑的研究重點放在了非金屬類抗爆劑，主要包括醚、醇、酯類等。
[0006]A、醚類。醚類抗爆劑以甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、甲基叔戊基醚(TAME)、二異丙基醚(DIPE)為代表，該類物質因其自身具有較高辛烷值，將其摻合到油品中能夠通過調合作用提高油品的辛烷值。在醚類抗爆劑中，曾代替四乙基鉛和MMT得到廣泛應用的是甲基叔丁基醚，1979年由義大利首先工業化合成了 MTBE。由於MTBE與汽油可以任意比例互溶不發生分層，與汽油組分有良好的調合效應，調合辛烷值高於其淨辛烷值，能夠降低一氧化碳等有害物質的排放，隨後的20多年間得以在全世界普遍使用。
[0007]20世紀90年代後期，美國在加州地下水中首先發現了 MTBE。研究表明，MTBE易滲入土壤並以輻射的方式擴散汙染水體且很難降解。另外，MTBE對人體黏膜及呼吸道有刺激作用，對腎臟和肝臟也有傷害作用。2002年美國加州禁止在汽油中摻合MTBE，2010年全面禁用MTBE。ETBE與MTBE相比，除含氧量稍低外，具有調合辛烷值高、易與汽油混合、沸點高、能減低汽油揮發性、對環境汙染小等優點。ETBE目前尚未發現類似MTBE的環保和對人體傷害等問題，且由MTBE轉產ETBE的可能性大，ETBE的市場應用潛力較大。與ETBE具有相似性質的TAME既可以提高汽油的辛烷值，同時也有效地利用了 C5烯烴，TAME能減小光化學煙霧等對空氣的汙染，限制汽油的蒸汽壓、苯含量，還將逐步限制芳烴和烯烴含量。但我國TAME合成技術正處於工業實施階段。DIPE與MTBE相比具有許多優點，雖然其辛烷值(105)比MTBE稍低，但DIPE的雷德蒸氣壓僅為MTBE的一半。ETBE、TAME和DIPE的市場潛力很大，都將成為MTBE的替代品。
[0008]B、醇類。21世紀以來，新型汽油抗爆劑的研究開發十分活躍。美國標準醇公司已開發出一種生物降解水溶性清潔燃料添加劑，它是直鏈C1-C8燃料級醇混合物，辛烷值128，可代替MTBE用於汽油辛烷值改進劑。醇類添加劑原材料廣泛，具有較大市場潛力。目前已有幾種低碳醇，如甲醇、乙醇和叔丁醇作為汽油辛烷值改進劑使用，在這三種汽油改進劑中，甲醇和叔丁醇自身有很大的毒性，限制了它們在汽油中的發展和應用。乙醇自身毒性小，是可再生資源，具有相當高的調和值，加入乙醇後的汽油具有良好的抗爆性能。目前國外大量使用乙醇汽油的國家主要是美國、巴西、歐盟等。
[0009]C、酯類。抗爆劑中目前最受關注的是碳酸二甲酯(DMC)。DMC的RON和MON分別為110和97，比MTBE稍低。DMC是含氧化合物，添加到汽油中著火速度快，燃燒後汙染程度較輕，其中所含氧原子也可參與燃燒，改善燃燒過程，降低未燃燒HC排放量。研究發現，加入DMC會使汽油的燃燒熱值有所降低，冰點及氧含量升高，對汽油餾程、飽和蒸汽壓及水溶性基本上沒有影響；DMC更適合於基礎辛烷值大於80的汽油調合。目前對DMC使用效果的評價僅限實驗室。另有專利報導丙二酸酯添加劑可以提高汽油的辛烷值。
【發明內容】
[0010]本發明的目的是提供一種無灰有機抗爆劑，以顯著提高汽油的辛烷值，增強汽油抗爆性能。
[0011]本發明提供的無灰有機抗爆劑是一種由丙二醇單丁醚和2-甲基苯酚調配製成的醚、酚組合型複合抗爆劑，其中2-甲基苯酚的加入量滿足每升丙二醇單丁醚中加入0.1kg2-甲基苯酚。
[0012]本發明無灰有機抗爆劑的具體製備方法是將滿足計量的丙二醇單丁醚和2-甲基苯酚加入反應釜中，60~120°C下混合反應24h得到。[0013]抗爆試驗結果表明，在汽油中加入0.1%~0.5%本發明無灰有機抗爆劑，可以顯著提高汽油的辛烷值，抗爆性能增強。
[0014]近年研究表明，受烴類結構的影響，烴類在燃燒過程中產生的過氧化物及自由基中只有比較活潑的一部分是燃料發生爆震的根源，這些自由基被稱為活性核，反應中爆震的強弱由混合氣活性核的濃度大小來決定。本發明根據這一原理，提供一種醚類、酚類有機組合的複合抗爆劑，只需在汽油中少量添加，即可有效消除氣缸中的活性過氧化物，減輕爆震根源，提高汽油的辛烷值。
[0015]與現有技術相比，本發明的無灰有機抗爆劑具有獨特的性能和用途，可以作為一種新型的用量很少即可提高其汽油辛烷值的添加劑使用。
【具體實施方式】
[0016]實施例1
向帶有機械攪拌、溫度計、加料漏鬥、冷凝管的四口瓶中加入丙二醇單丁醚85.5mL,2-甲基苯酚8.5g，升溫至60°C，攪拌反應24h，冷卻至室溫即得到抗爆劑。
[0017]向IOOmL汽油中加入0.5mL抗爆劑，汽油的RON辛烷值從90.5增加到94.3。
[0018]實施例2
在帶有機械攪拌、溫度計、加料漏鬥、冷凝器的50L反應釜中加入丙二醇單丁醚30L，2-甲基苯酚3.0Kg，升溫至120°C，攪拌反應24h，冷卻至室溫即得到抗爆劑。
[0019]將本實施例的抗爆劑以0.1%、0.3%、0.5%的比例(V/V)加入不同基礎油中，從表1、表2可以看出，向催化汽油、調和汽油中添加0.5%的抗爆劑，研究法、馬達法辛烷值均能提高4個單位以上。
【權利要求】
1.一種無灰有機抗爆劑，由丙二醇單丁醚和2-甲基苯酚調配製成，其中2-甲基苯酚的加入量滿足每升丙二醇單丁醚中加入0.1kg 2-甲基苯酚。
2.權利要求1無灰有機抗爆劑的製備方法，是將丙二醇單丁醚和2-甲基苯酚加入反應釜中，60~120°C下混合反應24h得到。
3.權利要求1無灰有機抗爆劑的使用方法，是按照0.1%~0.5%的體積比添加在汽油中。`
【文檔編號】C10L1/182GK103740419SQ201310710181
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月22日 優先權日:2013年12月22日
【發明者】申志明, 常永龍, 李翔, 吳躍曲, 郭芬 申請人:山西華頓實業有限公司