碳酸二甲酯以优异性能和符合绿色环保要求使其可能成为未来新型高辛烷值添加剂教程详解.doc

含氧高辛烷值汽油添加剂概况 齐鲁石化公司研究院 目前提高汽油辛烷值的技术主要有催化重整技术、烷基化技术、异构化技术、高辛烷值裂化催化剂及助辛剂和添加汽油辛烷值改进剂等。 研究发现，烯烃含量增加时汽油的燃烧性能变差，发动机排放尾气中NOX、CO、碳氢化合物、颗粒物的总含量大幅度增加并形成光化学烟雾，严重污染环境。因此，各国对汽油的烯烃含量进行严格限制（欧亚标准中烯烃体积含量≯18%）。然而，车用汽油的辛烷值会随其烯烃含量的降低而下降。与提高汽油辛烷值的其他技术相比，添加抗爆剂组分目前是提高低烯烃含量汽油辛烷值最经济、最有效的措施，已被世界各国炼油厂广泛采用。 四乙基铅曾是被广泛使用的汽油抗爆剂或高辛烷值汽油添加剂，但人们逐渐认识到它对环境的危害。西方国家从20世纪80年代开始进行汽油的无铅化，目前世界上大部分国家都已禁止在汽油中加入四乙基铅。我国也已于2000年11月1日起禁止使用含铅汽油。 禁铅给含氧烃类高辛烷值添加剂的应用带来了前所未有的机遇，这些含氧化合物以低碳、醚、醇为代表，它们的共同特点是：具特定分子结构，有良好化学稳定性，不易生成过氧化物；物理性质与类似的烃类相差不大，与汽油相溶性好。在汽油中添加含氧化合物的三大优点是：汽油辛烷值增加，抗爆性能提高；汽油燃烧充分，减少CO及其它有毒物质的排放；汽油供应量增加，有利缓和能源紧张。到目前为止，在所有这些含氧化合物中MTBE以其优良的综合性能及低廉的生产成本而深受炼油商的青睐，成为用量最大的含氧化合物添加剂。MTBE占美国汽油市场的3.5%。 但由于上世纪末期，应用最多的美国在水源中发现了MTBE，使MTBE使用前景蒙上了阴影，美国的几个州已通过立法宣布在2005年前后禁止使用MTBE，并有波及全美各州的趋势。美国禁用MTBE引起全球关注。在人们关注MTBE市场前景同时，也在关注什么含氧化合物能成为新型、高效、清洁的高辛烷值汽油添加剂。 1． 含氧化合物添加剂种类 含氧化合物添加剂能改变汽油的燃烧历程，在一定程度上控制燃烧速度，促进燃料完全燃烧，减少污染物排放，并具有良好的抗爆性能。美国新配方汽油要求添加含氧化合物后一般含氧量在2.0%~2.7%（V）。世界燃油规范要求含氧量也达到2.7%。我国目前无铅汽油标准中（GB17930—1999）尚无含氧量的要求。 经多年研究，具有高辛烷值添加剂作用的有机含氧化合物主要有醚类、醇类、酯类、酚类等。表一为高辛烷值含氧化合物添加剂一览表。其中已得到应用的主要是醚类和醇类化合物，而酯类和酚类目前尚处于研究之中。 表一 高辛烷值含氧化合物添加剂一览表 类别 化合物名称 醚类 C5、甲基叔丁基醚（MTBE） C6、乙基叔丁基醚（ETBE）、甲基叔戊基醚（TAME）、二异丙醚（DIPE） C7、甲基叔巳基醚、乙基叔戊基醚 C8、甲基叔庚基醚、乙基叔巳基醚 醇类 甲醇（MA）、乙醇（EA）、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇、叔戊醇 酯类 碳酸二甲酯（DMC）、丙二酸二甲酯、三甲基硅烷基乙酸叔丁酯、聚氧乙烯醚二羧酸酯 酚类 邻甲酚、对甲酚、叔丁基酚、2，4—二（二甲氨甲基）邻甲酚（CPC112）、2，4—二（二乙氨甲基）邻甲酚（CPC222）、2，4—二（二丙氨甲基）邻甲酚(CPC332) 2． 醚类含氧化合物添加剂 表二列出几种主要醚类含氧化合物添加剂和汽油性能对比。 表二 几种主要醚类含氧化合物添加剂和汽油性能对比 性质 MTBE TAME ETBE DIPE 汽油 分子式 CH3OC4H9 CH3OC5H11 C2H5OC4H9 C3H7OC3H7 C4~C12烃类 分子量 88.15 102.18 102.18 102.18 58—190（平均100—105） 组成（w%） C 68.1 70.5 70.5 70.5 85—88 H 13.7 13.8 13.8 13.8 12—15 O 18.2 15.7 15.7 15.7 0 密度(25℃)/kg·L-1 0.74 0.78 0.75 0.73 0.72—0.78 沸点/℃ 55.0 86.1 71.7 68.3 30~220 汽比/放热/KJ·kg-1 339 326 331 360 293—341 热值/MJ·kg-1 38.22 38.36 36.07 38.19 43.50 雷氏蒸汽压/KPa 54.5 19.3 27.6 33.8 冬60—100 夏 45—70 水溶解性/g·L-1 54.3 20.0 26.0 9.0 10—20 辛烷值 RON 117 111 120 110 84—98 MON 101 98 102 100 72—76 （R+M）/L 109 104.5 1