国V车用汽油复合抗爆剂应用性能研究*

唐诗洋，张树华，刘岩，李健，陈庆海

（黑龙江省能源环境研究院，黑龙江哈尔滨150027）

工程师园地

国V车用汽油复合抗爆剂应用性能研究*

唐诗洋，张树华，刘岩，李健，陈庆海

（黑龙江省能源环境研究院，黑龙江哈尔滨150027）

本文研究了国V车用汽油复合抗爆剂的应用性能。试验表明，复合抗爆剂对汽油具有良好的感受性，能够显著提高油品的辛烷值，利用其调和的汽油符合GB17930-2013国家《车用汽油》V标准，且-40℃条件下放置48h，油品无相分离，适合东北地区使用。

车用汽油国V标准；复合抗爆剂；应用性能

为加快油品质量升级，减少尾气排放，国务院在近日发布的《大气污染防治行动计划》中提出，在2017年底前，全国供应符合国家第五阶段标准（GB 17930-2013（V））的车用汽油。在已发布的第四阶段车用汽油标准（国IV）中硫含量不大于50×10-6的基础上，第五阶段的硫含量降至10×10-6，烯烃含量降至不大于25（V/V），锰含量也减少为0.002mg· g-1，同时不得向汽油中人为加入甲醇以及含铅、含铁和含锰的添加剂。

随着汽油质量的升级，硫含量和烯烃的降低以及禁止人为加入锰剂都会造成汽油辛烷值损失。对于中国的炼油企业而言，油品脱硫过程中最大的副作用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，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。在我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［1］，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。

目前，已研发的抗爆剂虽然类别众多，但真正做到高效、环保的抗爆剂并且能大规模推广的并不多［2］，所以我们的研究方向为既能够提高抗爆效果又不增加环境压力的有机无灰型抗爆剂［3］。在符合GB 17930-2013《车用汽油（V）》标准以及中石油集团系统《车用汽油追加标准》的前提下，我们选择采用有机非金属无灰类［4，5］化合物作为汽油抗爆剂，不仅避免金属抗爆剂［6］的缺点，还具有高辛烷值、低蒸气压、高燃烧热和油溶性好等突出优点，同时具有优异的发动机性能，使汽油燃烧更完全，降低有害气体排放，在实际应用中显著提升油品的质量等级。

1　实验部分

1.1主要实验材料

基础汽油（中石油辽阳石油化工公司）；甲基叔丁基醚（黑龙江安瑞佳石油化工有限公司）；组分1（茂名石油化工公司）；组分2（金陵石油化工公司）；组分3（镇海石化总厂）；组分4（高桥石化公司炼油厂）；组分5（兰州炼油化工总厂），以上原料均为工业级。

1.2主要仪器

bcd-181mlc超低温冰箱（美菱电器）；ERASPEC中红外汽油分析仪（美国培安公司）；SKY2102-Ⅰ汽油辛烷值测定机（上海神开石油化工装备股份有限公司）。

1.3实验方法

1.3.1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600r·min-1，大气压力101kPa，展宽198，温度22℃，冷却液温度100℃。

1.3.2车用汽油低温抗相分离性能测试将复合添加剂加入到基础油中充分混合，取样品200mL，置于250mL具塞量筒中，将装有含不同含量添加剂油品的容器垂直放置于已调制恒温的-40℃的冰箱中进行低温测试，分别在12、24、36、48h观察样品形态。

1.3.3行车试验根据国家标准GB/T 12545.1-2001乘用车燃料消耗量试验方法以及国家标准GB/T 12543-1990乘用车加速性能试验方法，利用ix6477A-M福特全顺6座汽车（发动机编号SKY4716）进行行车试验。

（1）车油箱放空后定量加入利用复合抗爆剂调和的国V标准92#汽油。

（2）行车试验地点：机场高速公路。

（3）状况：该车定员6人，实际乘员6人，属满负荷。

（4）行车里程：高速公路一个往返为一次行车总里程50.37km计算。

（5）行车时速：以90km·h-1匀速行驶。

（6）燃油的计算：一个往返后将油箱内的燃油放净并称量，以kg为单位计算。

2　结果与分析

2.1国V车用汽油复合抗爆剂对汽油的感受性

表1　复合抗爆剂的添加量与汽油辛烷值的关系Tab.1 Differentamounts of the composite antiknock and the result of RON

由表1的试验数据可以看出，复合抗爆剂的添加量为1.4%～2.3%时，汽油的辛烷值显著增加，产生了调和正效应。当添加量为2.3%时，汽油的辛烷值增加3.96个单位，达到92.30，复合抗爆剂对汽油具有良好的感受性。继续添加，汽油的RON增加开始变得极为缓慢，甚至有下降的趋势。因此，综合考虑原料成本及企业经济利益等因素，复合抗爆剂的添加比例为2.3%较为合适。

2.2利用复合抗爆剂调和国V标准92#汽油低温性影响

由于黑龙江省位于欧亚大陆东部、太平洋西岸、中国最东北部，从12月～第二年2月，最低气温达到-40℃，因此，研究利用复合抗爆剂调和国V标准92#汽油的低温抗相分离性能，对于其在黑龙江省推广应用具有积极意义。

表2　调和国V标准92#汽油低温抗相分离性能试验结果Tab.2 Test results of low temperature resistance of the blended gasolinewithmotor vehicles（V）national standard

由表2试验结果可以看出，当添加量为1.7%时，放置48h后，汽油分层；当添加量为1.8%时，放置36h后，汽油开始出现微混浊；而添加量≥2%时，放置48h后，汽油保持清亮透明，无相分离。满足东北高寒地区的使用要求。

2.3行车实验

利用加注复合抗爆剂调和国V标准92#汽油的福特全顺汽车进行行车试验，试验结果表4、5。

表3　实验车辆与试验条件Tab.3 Test vehicle and conditions

表4　车用燃料消耗量对比试验结果Tab.4 Contrastexperiment results of the fuel consumption of the test vehicle

表5　车辆启动性能和动力性能对比试验结果Tab.5 Contrast experiment results of starting and dynamic performance of the test vehicle

由表4、5的行车试验数据结果得出，车辆燃用复合抗爆剂调和的国V标准92#汽油与E93#汽油相比，在匀速行驶时百公里油耗减少0.871%，节油0.058kg/100km，这是由于复合抗爆剂具有优良的抗爆能力，能够促进汽油完全燃烧，提高发动机效率。车辆怠速和冷启动均正常，动力性能方面，燃用复合抗爆剂调和的国V标准92#汽油的低速加速与中高速加速时间均比E93#汽油减少0.5s和1.1s，并且发动机噪声略小于乙醇汽油，体现了优异的发动机性能。

3　结论

（1）添加比例为2.3%的复合抗爆剂可使RON为88.34的基础油调和后达到92.30，标号提高3.96个单位。

（2）复合抗爆剂调和的国V车用汽油，在-40℃条件下放置48h，油品清亮透明，无相分离。

（3）车辆燃用调和的国V车用汽油在匀速行驶的百公里油耗比E93#汽油减少0.871%；低速、中高速加速时间比E93#汽油分别减少0.5s和1.1s，并且发动机噪声略小于乙醇汽油。

［1］查东，朱元强，李来才.低碳烷基胺与邻羟基苯胺抗爆性能的理论研究比较［J］.四川师范大学学报（自然科学版），2005，28（5）：584-587.

［2］李跃，王慧超，杨栩.新型汽油抗爆剂发展研究［J］.广州化工，2015，43（15）：31-33.

［3］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）：74-77.

［4］蒋舰，郭宝华，陈君丽.无灰抗爆剂在97#汽油中的应用研究［J］.广州化工，2013，41（16）：105-107.

［5］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.

［6］刘国兴.高效汽油抗爆剂MMT的合成与应用［J］.化学工程师，2006，（4）：41-43.

Application performance research of the antiknock for the gasolinewith motor vehicles（V）national standard*

TANG Shi-yang，ZHANG Shu-hua，LIU Yan，LIJian，CHENQing-hai
（Energy and Environment Research Institute of Heilongjiang Province，Harbin 150027，China）

In this paper，we researched the application performance of the antiknock for the gasoline withmotor vehicles（V）national standard.The results showed that the octane value of the gasoline could be significantly improved by adding the composite antiknock.The blended gasoline with the composite antiknock weremeasured up GB 17930-2013-gasoline with motor vehicles（V），and were not apparent phase and remained clear and transparent in Northeastern China，when put for 48h at-30℃.

national standard of gasoline formotor vehicles（V）；composite antiknock；application performance

TE624.8

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20160259

2015-12-23

黑龙江省科学院青年创新基金

唐诗洋（1986-），女，助理研究员，2012年毕业于哈尔滨理工大学，主要从事节能技术研究。