國V車用汽油抗爆劑復配技術研究

唐詩洋，張樹華，劉 巖，李 健

（黑龍江省能源環境研究院，哈爾濱 150027）

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國V車用汽油抗爆劑復配技術研究

唐詩洋，張樹華，劉 巖，李 健

（黑龍江省能源環境研究院，哈爾濱 150027）

近幾年，隨著中國汽車工業的快速發展，車輛尾氣排放對環境的污染日益增加。針對提高油品抗爆性，使調和后的汽油符合GB 17930-2013國家《車用汽油》V標準成為研究的熱點。本研究研制一種由10%KB1、8%KB2、15%KB3、6%KB4、12%KB5復配而成的非金屬無灰抗爆劑，能夠提高油品辛烷值，促進油品完全燃燒。

車用汽油國V標準；抗爆劑；非金屬無灰

近期，中國很多地區連續多天出現大范圍的霧霾天氣，嚴重影響了居民的正常生活。當前大氣環境形勢嚴峻，以可吸入顆粒物（PM10）、細顆粒物（PM2.5）為特征污染物的區域性大氣環境問題日益突出，損害人民群眾的身體健康，影響社會和諧穩定。有關數據顯示，機動車排放影響PM2.5細顆粒物20%～30%。

對于中國的煉油企業而言，油品升級到GB 17930-2013（V）車用汽油標準（國V）需要大量脫硫，而該過程最大的副作用就是大量烯烴加氫后飽和，汽油辛烷值損失可達25個單位。同時，油品升級必然帶來成本上升的壓力，煉廠裝置改造需要資金投入［1］，油品煉制過程中裝置的損耗及人力、物力、時間和技術的投入加大，造成煉油企業動力不足。因此，現在汽油的升級明顯滯后于國家要求，與歐美等發達國家的油品相比更是存在較大差距。在中國現有煉油裝置技術構成的現狀下，汽油抗爆劑由于用量少，操作靈活，效果明顯，經濟性好，已經成為提高汽油辛烷值最為經濟有效的重要手段［2］。

金屬類抗爆劑雖然有較高的抗爆效率［3］，但燃燒后會生成金屬氧化物，殘留在汽缸燃燒室內，不易排出。從而引起火花塞失靈，排氣閥壽命縮短，燃燒室增加積碳。本研究采用有機非金屬無灰類汽油抗爆劑［4］，既避免金屬抗爆劑的缺點，還能夠提高油品辛烷值，促進油品完全燃燒。

1　試驗材料與方法

1.1主要試驗材料

基礎汽油（中石油遼陽石油化工公司，工業級），甲基叔丁基醚（黑龍江安瑞佳石油化工有限公司，工業級），組分1（茂名石油化工公司，工業級），組分2（金陵石油化工公司，工業級），組分3（鎮海石化總廠，工業級），組分4（高橋石化公司煉油廠，工業級），組分5（蘭州煉油化工總廠，工業級）。

1.2主要儀器

SKY2102-Ι汽油辛烷值測定機（研究法）（上海神開石油儀器有限公司），SBSJ電子控溫電熱器（山東菏澤市生化儀器廠），HH-600數顯恒溫水箱（金壇市成輝儀器廠），GM06A電熱恒溫干燥箱（北京市永光明醫療儀器廠），ERASPEC中紅外汽油分析儀（美國培安公司）。

1.3試驗方法

1.3.1車用汽油的配置

將一定比例的基礎油注入潔凈干燥的具塞試管中，再按順序以一定比例加入復合抗爆劑，混合，待用。

1.3.2復合抗爆劑單劑功能性

在基礎油中加入某種抗爆劑單劑，考察單劑在基礎油中的功能性指標，確定單劑的加入量范圍。以一定比例按順序添加抗爆單劑，加熱攪拌，復配抗爆劑，將復合抗爆劑添加到基礎油中，考察其感受性［5］。

1.3.3車用汽油的抗爆性試驗

將復合添加劑加入到基礎油中充分混合，根據GB/T 5487-1995標準的測試方法，測定汽油試樣的辛烷值（RON）。試驗條件為：辛烷值測定機發動機轉速600 r/min，大氣壓力101 kPa，溫度22℃，冷卻液溫度100℃。

2　試驗結果與分析

2.1國V車用汽油抗爆劑單劑加入量的考核及復配配比的確定

表1　功能性試驗結果Tab.1　The result of functional test

通過進一步優化研究，確定該復合抗爆劑由有機無灰的多碳醇、烷基醚、羧酸酯等單劑KB1、KB2、KB3、KB4、KB5復配組成。通過功能性試驗，考核復合抗爆劑各單劑的加入量情況如表1所示。

由表1數據得到，復合抗爆劑中KB1、KB2、KB3、KB4、KB5各單劑峰值分別為10%、8%、15%、6%、12%。其中KB1辛烷值很高，使調和油的辛烷值增加較大，且本身含氧量高，使汽油燃燒更加完全，不易生成積碳，排放清潔。KB2不僅具有良好的抗爆性，而且其獨特的分子結構，可以改善其他抗爆劑的相溶性能。KB3與其他單劑復配產生明顯的調和正效應，顯著增加基礎油的辛烷值。KB4的RON較高，自身有良好的低溫燃料相容性和發動機性能，保證了復合抗爆劑在東北高寒地區使用的穩定性。KB5含有改善燃燒過程的燃燒助劑，使燃燒更均勻，提高發動機效率。

通過互配性試驗、溶解性試驗、性能指標檢測試驗，克服了調節劑復合所具有的較大互擾性和經濟性等問題，得到復合抗爆劑的最佳配比為（m/m，%）為KB1：KB2：KB3：KB4：KB5=12.2：9.8：24.3：15.6：38.1，能夠提高3.1個單位RON。

2.2國V車用汽油抗爆劑技術指標檢測

黑龍江省精細化工產品質量監督檢驗站對復合抗爆劑的各項技術指標進行檢測，檢測結果如表2所示。

由表2國V車用汽油復合抗爆劑指標檢測結果得出，復合抗爆劑辛烷值為126.4，誘導期510 min，含硫、苯的化合物均未檢出。

表2　國V車用汽油復合抗爆劑檢測指標Tab.2　The testing index of antiknock for the gasoline with motor vehicles(V)national standard

3　結論

第一，復合抗爆劑中各單劑KB1、KB2、KB3、KB4、KB5峰值分別為10%、8%、15%、6%、12%。

第二，抗爆劑的復配配比為（m/m，%）KB1：KB2：KB3：KB4：KB5=12.2：9.8：24.3：15.6：38.1。

［1］ 劉俊紅.汽油辛烷值添加劑TKC和汽油抗爆劑MMT實驗室小試［J］.河北化工，2002，(05)：11-12.

［2］ 王璐璐，王吉林，齊邦峰.羧酸鋰汽油抗爆劑的制備及應用［J］.石油學報（石油加工），2009，25(2)：202-206.

［3］許世海，熊云，劉曉.液體燃料的性質及應用［M］.北京：中國石化出版社，2010：260-262.

［4］ 王璐璐，齊邦峰，曹祖賓，等.含氧化合物對汽油抗爆性的影響［J］.遼寧石油化工大學學報，2005，25(4)：17-19.

［5］ 張延玲.混合型抗爆劑在石腦油調和汽油中的應用研究［J］.化學工程，2009，37(6)：74-78.

TE99

A

1674-8646（2016）01-0042-02

2015-11-29

唐詩洋（1986-），女，黑龍江哈爾濱人，碩士，助理研究員，主要從事節能技術研究。