[发明专利]一种无灰有机抗爆剂

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃料汽油用添加剂，特别是涉及一种汽油抗爆剂。

背景技术

汽油的抗爆性是汽油质量的重要指标，其以辛烷值来评定，辛烷值越高，汽油的抗爆性愈好，汽车压缩比就可以提高，进而节能。汽油的爆震燃烧对发动机危害极大，会加速发动机各器件的损害，使其功率下降、燃烧室积碳增加、排放恶化。

提高汽油辛烷值的方法主要有两种：一是调整汽油组分，降低直馏和热裂化组分比例，提高裂化、重整烷基化组分。该途径涉及炼制工艺的改进，工艺复杂、投资巨大；二是加入抗爆剂，这是提高车用汽油抗爆性最有效和最经济的方法，被广泛采用。

烷基铅型抗爆剂高效，但因环境污染而遭淘汰。金属锰、铁类抗爆剂由于汽油中金属量的限制，使用也将被限制。具有代表性的非金属类抗爆剂MTBE现被广泛应用于汽油增标领域，但是相对于传统的金属抗爆剂，存在用量大、对不同汽油感度差异大等问题。另外，MTBE不容易降解，易对环境造成污染。由于污染问题，美国已经禁用MTBE。因此开发高效，低污染的无灰抗爆剂仍然是亟需解决的问题。

由于金属类抗爆剂产生颗粒物污染和对三元催化器损害等问题，对其研究处于相对停滞阶段。各国对抗爆剂的研究重点放在了非金属类抗爆剂，主要包括醚、醇、酯类等。

A、醚类。醚类抗爆剂以甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)、甲基叔戊基醚(TAME)、二异丙基醚(DIPE)为代表，该类物质因其自身具有较高辛烷值，将其掺合到油品中能够通过调合作用提高油品的辛烷值。在醚类抗爆剂中，曾代替四乙基铅和MMT得到广泛应用的是甲基叔丁基醚，1979年由意大利首先工业化合成了MTBE。由于MTBE与汽油可以任意比例互溶不发生分层，与汽油组分有良好的调合效应，调合辛烷值高于其净辛烷值，能够降低一氧化碳等有害物质的排放，随后的20多年间得以在全世界普遍使用。

20世纪90年代后期，美国在加州地下水中首先发现了MTBE。研究表明，MTBE易渗入土壤并以辐射的方式扩散污染水体且很难降解。另外，MTBE对人体黏膜及呼吸道有刺激作用，对肾脏和肝脏也有伤害作用。2002年美国加州禁止在汽油中掺合MTBE，2010年全面禁用MTBE。ETBE与MTBE相比，除含氧量稍低外，具有调合辛烷值高、易与汽油混合、沸点高、能减低汽油挥发性、对环境污染小等优点。ETBE目前尚未发现类似MTBE的环保和对人体伤害等问题，且由MTBE转产ETBE的可能性大，ETBE的市场应用潜力较大。与ETBE具有相似性质的TAME既可以提高汽油的辛烷值，同时也有效地利用了C5烯烃，TAME能减小光化学烟雾等对空气的污染，限制汽油的蒸汽压、苯含量，还将逐步限制芳烃和烯烃含量。但我国TAME合成技术正处于工业实施阶段。DIPE与MTBE相比具有许多优点，虽然其辛烷值(105)比MTBE稍低，但DIPE的雷德蒸气压仅为MTBE的一半。ETBE、TAME和DIPE的市场潜力很大，都将成为MTBE的替代品。

B、醇类。21世纪以来，新型汽油抗爆剂的研究开发十分活跃。美国标准醇公司已开发出一种生物降解水溶性清洁燃料添加剂，它是直链C1-C8燃料级醇混合物，辛烷值128，可代替MTBE用于汽油辛烷值改进剂。醇类添加剂原材料广泛，具有较大市场潜力。目前已有几种低碳醇，如甲醇、乙醇和叔丁醇作为汽油辛烷值改进剂使用，在这三种汽油改进剂中，甲醇和叔丁醇自身有很大的毒性，限制了它们在汽油中的发展和应用。乙醇自身毒性小，是可再生资源，具有相当高的调和值，加入乙醇后的汽油具有良好的抗爆性能。目前国外大量使用乙醇汽油的国家主要是美国、巴西、欧盟等。

C、酯类。抗爆剂中目前最受关注的是碳酸二甲酯(DMC)。DMC的RON和MON分别为110和97，比MTBE稍低。DMC是含氧化合物，添加到汽油中着火速度快，燃烧后污染程度较轻，其中所含氧原子也可参与燃烧，改善燃烧过程，降低未燃烧HC排放量。研究发现，加入DMC会使汽油的燃烧热值有所降低，冰点及氧含量升高，对汽油馏程、饱和蒸汽压及水溶性基本上没有影响；DMC更适合于基础辛烷值大于80的汽油调合。目前对DMC使用效果的评价仅限实验室。另有专利报道丙二酸酯添加剂可以提高汽油的辛烷值。

发明内容

本发明的目的是提供一种无灰有机抗爆剂，以显著提高汽油的辛烷值，增强汽油抗爆性能。

本发明提供的无灰有机抗爆剂是一种由丙二醇单丁醚和2-甲基苯酚调配制成的醚、酚组合型复合抗爆剂，其中2-甲基苯酚的加入量满足每升丙二醇单丁醚中加入0.1kg 2-甲基苯酚。