燃油添加剂概述.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,燃料添加剂,了解汽油添加剂的种类、作用。,了解柴油添加剂的种类、作用。,根据燃料添加剂作用目的可分为两大类,:,保护性添加剂和使用性添加剂,.,1),保护性添加剂,:,主要解决燃料储运过程中出现的各种问题的添加剂,如,:,抗氧剂,;,金属钝化剂,;,分散剂,;,防腐蚀剂等,2),使用性添加剂,:,主要解决燃料燃烧过程中出现的各种问题的添加剂,如,:,抗爆剂,;,抗静电剂,;,低温流动改进剂,;,十六烷值改进剂,;,助燃剂等,燃料油添加剂种类,汽油添加剂,辛烷值改进剂：,辛烷值是指和汽油的抗爆性相当的标准燃料中,所含异辛烷的百分数,.,辛烷值是汽油最重要的使用性能指标,是代表汽油质量水平和规定标号,它表示汽油的抗爆震能力,汽油的辛烷值越高,表示其抗爆性越好,.,汽油清净剂：,具有清净、分散、抗氧和防锈性能的复合添加剂，能抑制燃油系统内部沉积物的生成，又能将已生成的氧化沉积物迅速分散，使燃油的燃烧性能得到改善，同时使尾气排放中的,HC,、,CO,污染物降低。,辛烷值改进剂,有灰类：,烷基铅（,TEL,、,TML,、,TEL,和,TML,的混合物）,其他金属有机化合物（,MMT,、,NMT,）,无灰类：,含氧化合物（醇类,-,甲醇、乙醇，醚类,-MTBE,，,酯类,-,丙二酸酯）,聚异丁烯,含氮化合物（芳香族胺类、恶唑类）,辛烷值改进剂,1,、,锰基抗爆剂,锰基化合物在燃烧条件下分解生成活性金属,MnO,2,的颗粒,它能参与烃类的焰前反应，破坏燃烧的链分支反应,使之变为活性很小的氧化中间产物,导致过氧化物浓度减少,链的长度和分支减少,同时也降低了释放能量的速度,因而着火的诱导期延长，燃料的抗爆性能得到提高。,辛烷值改进剂,1),甲基环戊二烯三羰基锰,(MMT),MMT(C9H7MnO3),，橙色透明液体，有一定毒性，在空气与黑暗环境中性质稳定，不分解。,抗爆性能、与汽油感应性良好,抗爆效率约为四乙基铅的,2,倍。,当,Mn,的质量浓度为,9mg/L,时,MMT,对汽油辛烷值的影响与体积分数为,5%,的,MTBE,相当,以,Mn,的质量浓度为,9-18mg/L,添加,MMT,可使汽油的研究法辛烷,(RON),提高,1.7-2.3,个单位。,含锰车用汽油见光后锰抗爆剂抗爆作用丧失，避光保存时，性质在半年内不会有大的变化。,辛烷值改进剂,2),环戊二烯三羰基锰,(NMT),NMT,C5H5Mn(CO),常温下为黄色或金黄色固体颗粒结晶,易在空中升华,有刺激气味,液体产品应加光稳定剂后避光保存。,在汽油中加入,18mL/LNMT,对汽油辛烷值的影响与体积分数为,8%-10%,的,MTBE,相当,可提高汽油的研究法辛烷,(RON),提高,2-3,个单位。,NMT,属于高效低毒添加剂,NMT,生产成本低于,MMT,具有较强的竞争力。,辛烷值改进剂,2,、醚系抗爆剂,含氧有机化合物,(,醚、醇、酯等,),添加到汽油中,能提供更完全的燃烧,减少,CO,等排放。,抗爆机理,:,在燃烧过程中,与汽油中的不饱和烃发生化学反应,生成环氧化合物,使整个燃烧过程中生成的过氧化物浓度减少,避免多火焰中心生成,使向未燃区传播活性燃烧核心的作用减弱。,1),甲基叔丁基醚,(MTBE),MTBE,为无色透明液体,具有醚类所特有的气味,氧含量,18%(,质量分数,),与汽油互溶性好,由于化学结构中叔碳原子和甲基的影响,使其具有良好的化学稳定性,可以以任何比例与汽油互溶而不发生相分离。作为汽油调和组分,一般加入量,3-20%,。,辛烷值改进剂,2),乙基叔丁基醚,(ETBE),ETBE,的饱和蒸汽压为,27.56kPa,比,MTBE,低很多,ETBE,与,MTBE,相比,除含氧量稍低外,具有调和辛烷值高、易与汽油混合、沸点高、能减低汽油的挥发性、对环境污染小、原料乙醇无毒等优点。能和汽油相溶而不生成共沸混合物,因而既可使发动机内的气阻减少,又可使汽油的蒸发损失降低。,辛烷值改进剂,3,、醇类添加剂,醇类主要是指甲醇、乙醇等,属含氧燃料,乙醇和甲醇的含氧量分别是,34.7%,和,50%,其辛烷值高,可用压缩比高,着火界限宽,火焰传播速度快,有利于提高热效率,具有良好的抗爆性和低污染排放性能,醇类与汽油混燃的抗爆机理与醚类氧化物类似。,1),乙醇汽油,1909,年,美国人,Henry Ford,设计制造了第一辆燃用乙醇的汽车,20,世纪,20,、,30,年代美国、巴西等先后将乙醇与汽油混合燃烧,20,世纪,70,年代两次能源危机之后,醇类开始得到较大规模的应用。,乙醇与汽油有较好的互溶性,能由再生物质制取,辛烷值、燃烧速度高于汽油,在美国含乙醇,10%,的,E10,、含乙醇,85%,的,E85(85%,变性乙醇,15%,汽油,),、巴西,E20,等乙醇,-,汽油混合燃料在汽车发动机上已获得了实际应用。,2),甲醇汽油,甲醇是最简单的饱和脂肪醇,可进行氧化、酯化、脱水等化学反应,与汽油的理化性质很接近,这使得甲醇部分替代汽油是可行的。甲醇在所有正构烷基醇中含氧量居首位,(50%),有自供氧效应,使局部富氧或缺氧减少,燃烧效率和热效率提高,油耗率下降。,胺系抗爆剂,胺系抗爆剂主要包括苯胺、二甲代苯胺、三乙基,苯胺等,向辛烷值,85(,研究法,),的汽油中加入,5%,胺系,抗爆剂可以使辛烷值提高到,100,左右,.,胺系抗爆剂优点,:,1),燃烧后的灰分积碳中没有金属成分,不会造成发动,机的磨损和排气污染,.,2),不像烷基铅受汽油中硫化物的影响,硫化物对提高,汽油辛烷值没有影响,3),同时起到抗氧剂的作用,汽油清净剂,积碳的原因,：,汽油在发动机内部燃烧时，因其中的烯烃氧化缩合形成胶质，与汽油中的锈渣及其它杂质微粒结合成积碳，沉积在节气门、喷油嘴、进气阀和燃烧室等部位,。,汽油清净剂,：一种表面活性物质，其结构一般是由油性基团和极性基团联接而成。油性基团延伸到燃料油中，能有效地屏蔽积碳和胶状物相互聚集，可使粒子被胶溶，分散于油中，其极性基团整齐排列在金属表面上，增加其表面活性，阻止了沉积物的母体物质沉积在金属面。,汽油清净剂,类型,沉积物部位,使用量（,mg/kg,）,第一代,脂肪胺、聚合胺、醇胺,酰胺、胺型磷酸盐,咪唑啉、丁二酰亚胺,化油器,20-60,第二代,聚异丁烯胺,聚合胺,聚丁烯丁二酰亚胺,喷油嘴,2500,80-160,160-600,第三代,聚异丁烯胺,曼尼期碱,进气阀,250-700,200-800,第四代,聚醚胺,聚异丁烯胺,燃烧室,250-700,柴油添加剂,低温流动性改进剂,又称降凝剂，柴油在较低温度下凝固，是由于柴油中含有一定量的蜡,(,即正构烷烃,),，当温度降低时，这些蜡会逐渐析出，并形成蜡晶，随着温度的进一步降低，蜡晶会迅速长大，首先形成平面状结晶，这些结晶相互联结，以至形成三维网状结构，把油包在其中，使油失去流动性而呈现凝固状态。,柴油中加入降凝剂后，当温度降低，蜡晶刚一形成时，降凝剂就会起到成核剂的作用，与蜡晶共同析出或吸附在蜡晶表面上，阻止了蜡晶间的相互粘接，防止生成连续的结晶网，使蜡晶颗粒更加细微，能很好地通过滤网，降凝剂这种破坏或改变蜡结晶的功能，就可降低柴油的冷滤点和凝点。,低温流动性改进剂,降凝剂的加入，可以改变蜡的结晶形态或蜡晶的大小，但并不能阻止蜡晶的析出及减少析蜡量。因此，在降凝剂的作用下，当柴油温度降低到接近冷滤点时，柴油中会出现数量较多的细微蜡晶颗粒，使油品外观变得浑浊，但这并不影响柴油顺利通过滤网,(,或滤清器,),。,低温流动性改进剂,化学类型：,具有乙烯骨架、靠乙烯主链与蜡作用的聚合物,乙烯醋酸乙烯酯共聚物、醋酸乙烯酯富马酸酯共聚物、,马来酸酐类共聚物、丙烯酸酯类聚合物,极性含氮化合物,主要为烃基二羧酸酰胺,/,铵盐型，此类化合物多作为蜡晶分散剂，与其它降凝剂复配使用。,烷基芳烃类,一般与聚合物配合使用，能有效改善柴油中石蜡结晶大小。,柴油清净剂,在柴油发动机中，由于柴油热裂解，在喷嘴处容易形成积碳，这些沉积物能够使喷嘴部分或完全堵塞，导致压力增长、延迟燃烧、发动机噪音增大、污染物排放恶化以及油耗增加。,柴油清净剂可有效清除喷嘴积碳，确保良好的雾化性能，并保持发动机性能以及排放水平。,柴油清净剂,目前柴油清净剂主要有胺、咪唑、酰胺、脂肪酸丁二酰亚胺、聚烯烃丁二酰亚胺、聚烷基胺、聚醚胺等。,这些物质中一般含有一个极性基团，其极性基团对已经形成的积炭有很强的吸附能力，使积炭逐渐疏松并成为小颗粒被洗涤下来，对发动机各部位起到清净作用。同时，又可以阻止小颗粒进一步聚集形成大颗粒沉积在金属表面另外还可以改善柴油的雾化状态，使柴油燃烧更加完全，起到节能和环保的作用。,随着高品质柴油的发展，柴油清净剂正在向多功能化发展，它不仅要具有清净作用，还应具有防腐、消烟及提高柴油热稳定性等功能。,润滑剂,柴油中的,多环芳烃、氮化物、硫化物和氧化物是天然的润滑剂,，清洁柴油在降低硫的同时，也降低了柴油的天然润滑剂，使用低硫柴油的发动机容易出现磨损和损坏，缩短了发动机的寿命。近年来，随着环保对柴油质量提出的要求越来越高，柴油中硫含量受到了严格地控制，柴油的润滑性问题逐渐暴露出来。,主要包括以下几类1),酯及其衍生物型抗磨剂,:,这是应用最多的一类柴油抗磨剂产品，主要由,长链的不饱和脂肪酸和多元醇制备而成，,一般与一些其它的柴油添加剂如低温流动改进剂或酰胺类无灰分散剂复合使用效果更好。,(2),脂肪胺盐或酰胺衍生物抗磨剂,(3),混合型抗磨剂：这是一些酯类和胺类的混合添加剂，其中专利,WO2002100987,用脂肪酸脂肪酸酯脂肪酸胺混合作柴油润滑添加剂,十六烷值改进剂,十六烷值是表示柴油在柴油机中燃烧时自燃性的重要指标，其大小对发动机冷起动、排放和燃烧噪音等都有重要影响。,十六烷值改进剂的种类有：硝酸酯化合物、有机过氧化物、有机硫化合物、二硝基化合物、醚类、脂肪酸衍生物、金属化合物等。其作用机理在于这些化合物容易分解成自由基或含氧化合物，并在柴油燃烧时使烃类氧化，提高链引发速率，从而提高燃料的着火特性。,