非金属抗爆剂

非金属抗爆剂性质、用途与生产工艺

作用机理

非金属类抗爆剂通过将不饱和烃在速燃期变成环氧化合物，降低多个火焰中心的生成概率，减弱了向未燃区传递活性中心，增强油品的抗爆性能。此外，非金属抗爆剂中的环氧化合物自身在燃烧过程中添加了氧原子，使得燃烧更为彻底。在经济性上，由于其添加量较金属类抗爆剂较大，成本高，通常是两者混合使用。

分类及应用

常见的非金属抗爆剂可以归为四大类醚类、醇类、酯类和亚甲基环戊二烯类，包括：苯胺及其衍生物（N -烷基苯胺、二甲基苯胺），烯烃聚合物及各种含氧有机化合物如甲醇、乙醇、异丙酮、叔丁酮、甲基叔丁基醚（MTBE）、乙基叔丁基醚（ETBE）、甲基叔戊基醚（TAME）、醋酸异丁酯等。
1.醚类化合物
常见的作为非金属抗爆剂的醚类化合物主要有甲基叔丁基醚（MTBE）、甲基叔戊基醚（TAME）、乙基叔丁基醚（ETBE）、二异丙基醚（DIPE）等。醚类是提高辛烷值最好的品种，它们具有高辛烷值、低蒸气压和高燃烧热等突出优点，同时具有优异的燃料相容性和发动机性能，因而其用量不断增长。其中MTBE性能最好，MTBE与汽油调合时具有明显的正调合效应，并具有改善燃烧室清洁度和减少发动机磨损等特点，目前已有应用。当MTBE添加质量分数为2-7%时可将汽油研究法辛烷值提高2-3个单位。
2.酯类化合物
酯类非金属抗爆剂主要有碳酸二甲酯、三甲基硅烷基乙酸叔丁酯、聚氧乙烯醚二羧酸酯等，为了提高汽油辛烷值，近年来在寻找优良的添加剂方面已做了大量工作，其中碳酸二甲酯DMC最受关注，被认为是最具发展前途的辛烷值改进剂。研究表明，加人DMC后，对汽油的饱和蒸气压、冰点和水溶性影响不大。DMC和MTBE相比，DMC的含氧量高，汽油中达到同样氧含量时，的添加体积只有的40%左右。对于催化汽油，具有相同的调合效应，但对直馏汽油，DMC的敏感度比差，当各加人体积分数为3%的DMC和MTBE后，直馏汽油的基础辛烷值分别由51上升到52.5和53.1，由此可见，DMC更适合于基础辛烷值大于的汽油的调和。
3.醇类化合物
甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇等低碳醇或其混合物都已用作非金属抗爆剂。其混合物用作汽油添加剂具有与相似的功能，还有价格优势，用作汽油抗爆剂具有较大的市场潜力，其中，乙醇作为抗爆剂已经成功获得运用。成效最大的国家属美国和巴西。乙醇的辛烷值较高，而且也不需要其它较大分子醇作共溶剂，当体积分数为10%时，可使成品油辛烷值提高2-3个单位，这就意味着，在汽油中加人体积分数为10%的乙醇可使调和汽油升级，经济价值极为可观。近年来，我国政府开始推广乙醇汽油的使用，所用乙醇以玉米发酵法生产，具有与矿物燃料相似的燃料性能，而且其生产原料为生物源，是一种可再生能源。乙醇燃烧过程所排放的一氧化碳和含硫气体均低于同体积汽油燃烧排放，同时乙醇燃烧所产生的二氧化碳和作为原料的生物源生长所消耗的二氧化碳在数量上基本持平，这对减少大气污染及抑制“温室效应”意义重大，燃料乙醇也因此被称为“清洁燃料”。同时还可增加农民收人，因而具有广泛的社会效益。

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