国V车用汽油抗爆剂复配技术研究
2016-09-06唐诗洋张树华
唐诗洋，张树华，刘 岩，李 健
（黑龙江省能源环境研究院，哈尔滨 150027）
国V车用汽油抗爆剂复配技术研究
唐诗洋，张树华，刘 岩，李 健
（黑龙江省能源环境研究院，哈尔滨 150027）
近几年，随着中国汽车工业的快速发展，车辆尾气排放对环境的污染日益增加。针对提高油品抗爆性，使调和后的汽油符合GB 17930-2013国家《车用汽油》V标准成为研究的热点。本研究研制一种由10%KB1、8%KB2、15%KB3、6%KB4、12%KB5复配而成的非金属无灰抗爆剂，能够提高油品辛烷值，促进油品完全燃烧。
车用汽油国V标准；抗爆剂；非金属无灰
近期，中国很多地区连续多天出现大范围的雾霾天气，严重影响了居民的正常生活。当前大气环境形势严峻，以可吸入颗粒物（PM10）、细颗粒物（PM2.5）为特征污染物的区域性大气环境问题日益突出，损害人民群众的身体健康，影响社会和谐稳定。有关数据显示，机动车排放影响PM2.5细颗粒物20%～30%。
对于中国的炼油企业而言，油品升级到GB 17930-2013（V）车用汽油标准（国V）需要大量脱硫，而该过程最大的副作用就是大量烯烃加氢后饱和，汽油辛烷值损失可达25个单位。同时，油品升级必然带来成本上升的压力，炼厂装置改造需要资金投入［1］，油品炼制过程中装置的损耗及人力、物力、时间和技术的投入加大，造成炼油企业动力不足。因此，现在汽油的升级明显滞后于国家要求，与欧美等发达国家的油品相比更是存在较大差距。在中国现有炼油装置技术构成的现状下，汽油抗爆剂由于用量少，操作灵活，效果明显，经济性好，已经成为提高汽油辛烷值最为经济有效的重要手段［2］。
金属类抗爆剂虽然有较高的抗爆效率［3］，但燃烧后会生成金属氧化物，残留在汽缸燃烧室内，不易排出。从而引起火花塞失灵，排气阀寿命缩短，燃烧室增加积碳。本研究采用有机非金属无灰类汽油抗爆剂［4］，既避免金属抗爆剂的缺点，还能够提高油品辛烷值，促进油品完全燃烧。
1 试验材料与方法
1.1主要试验材料
基础汽油（中石油辽阳石油化工公司，工业级），甲基叔丁基醚（黑龙江安瑞佳石油化工有限公司，工业级），组分1（茂名石油化工公司，工业级），组分2（金陵石油化工公司，工业级），组分3（镇海石化总厂，工业级），组分4（高桥石化公司炼油厂，工业级），组分5（兰州炼油化工总厂，工业级）。
1.2主要仪器
SKY2102-Ι汽油辛烷值测定机（研究法）（上海神开石油仪器有限公司），SBSJ电子控温电热器（山东菏泽市生化仪器厂），HH-600数显恒温水箱（金坛市成辉仪器厂），GM06A电热恒温干燥箱（北京市永光明医疗仪器厂），ERASPEC中红外汽油分析仪（美国培安公司）。
1.3试验方法
1.3.1车用汽油的配置
将一定比例的基础油注入洁净干燥的具塞试管中，再按顺序以一定比例加入复合抗爆剂，混合，待用。
1.3.2复合抗爆剂单剂功能性
在基础油中加入某种抗爆剂单剂，考察单剂在基础油中的功能性指标，确定单剂的加入量范围。以一定比例按顺序添加抗爆单剂，加热搅拌，复配抗爆剂，将复合抗爆剂添加到基础油中，考察其感受性［5］。
1.3.3车用汽油的抗爆性试验
将复合添加剂加入到基础油中充分混合，根据GB/T 5487-1995标准的测试方法，测定汽油试样的辛烷值（RON）。试验条件为：辛烷值测定机发动机转速600 r/min，大气压力101 kPa，温度22℃，冷却液温度100℃。
2 试验结果与分析
2.1国V车用汽油抗爆剂单剂加入量的考核及复配配比的确定
表1 功能性试验结果Tab.1 The result of functional test
通过进一步优化研究，确定该复合抗爆剂由有机无灰的多碳醇、烷基醚、羧酸酯等单剂KB1、KB2、KB3、KB4、KB5复配组成。通过功能性试验，考核复合抗爆剂各单剂的加入量情况如表1所示。
由表1数据得到，复合抗爆剂中KB1、KB2、KB3、KB4、KB5各单剂峰值分别为10%、8%、15%、6%、12%。其中KB1辛烷值很高，使调和油的辛烷值增加较大，且本身含氧量高，使汽油燃烧更加完全，不易生成积碳，排放清洁。KB2不仅具有良好的抗爆性，而且其独特的分子结构，可以改善其他抗爆剂的相溶性能。KB3与其他单剂复配产生明显的调和正效应，显著增加基础油的辛烷值。KB4的RON较高，自身有良好的低温燃料相容性和发动机性能，保证了复合抗爆剂在东北高寒地区使用的稳定性。KB5含有改善燃烧过程的燃烧助剂，使燃烧更均匀，提高发动机效率。
通过互配性试验、溶解性试验、性能指标检测试验，克服了调节剂复合所具有的较大互扰性和经济性等问题，得到复合抗爆剂的最佳配比为（m/m，%）为KB1：KB2：KB3：KB4：KB5=12.2：9.8：24.3：15.6：38.1，能够提高3.1个单位RON。
2.2国V车用汽油抗爆剂技术指标检测
黑龙江省精细化工产品质量监督检验站对复合抗爆剂的各项技术指标进行检测，检测结果如表2所示。
由表2国V车用汽油复合抗爆剂指标检测结果得出，复合抗爆剂辛烷值为126.4，诱导期510 min，含硫、苯的化合物均未检出。
表2 国V车用汽油复合抗爆剂检测指标Tab.2 The testing index of antiknock for the gasoline with motor vehicles(V)national standard
3 结论
第一，复合抗爆剂中各单剂KB1、KB2、KB3、KB4、KB5峰值分别为10%、8%、15%、6%、12%。
第二，抗爆剂的复配配比为（m/m，%）KB1：KB2：KB3：KB4：KB5=12.2：9.8：24.3：15.6：38.1。
［1］ 刘俊红.汽油辛烷值添加剂TKC和汽油抗爆剂MMT实验室小试［J］.河北化工，2002，(05)：11-12.
［2］ 王璐璐，王吉林，齐邦峰.羧酸锂汽油抗爆剂的制备及应用［J］.石油学报（石油加工），2009，25(2)：202-206.
［3］许世海，熊云，刘晓.液体燃料的性质及应用［M］.北京：中国石化出版社，2010：260-262.
［4］ 王璐璐，齐邦峰，曹祖宾，等.含氧化合物对汽油抗爆性的影响［J］.辽宁石油化工大学学报，2005，25(4)：17-19.
［5］ 张延玲.混合型抗爆剂在石脑油调和汽油中的应用研究［J］.化学工程，2009，37(6)：74-78.
TE99
A
1674-8646（2016）01-0042-02
2015-11-29
唐诗洋（1986-），女，黑龙江哈尔滨人，硕士，助理研究员，主要从事节能技术研究。
