世界杯2022买球1مەمتىمىن مەخمۇت麦麦提依明·马合木提1997年毕业于大连理工大学化学化工学院精细化工系化学化工学院应用化学教研室光波导光化学传感器研究室-硕士研究生（传感器器件）2005-2008年新疆大学教育部重点实验室-功能高分子研究室-博士研究生（太阳能器件）2008-2012年2本人联系方式PHONE：8352175Email：subhijan@做研究工作的实验室逸夫楼四楼功能高分子研究室FINE CHEMICALS SYNTHESISCollege of Chemistry and Chemical Engineering , Xinjiang University应用化学教研室 麦麦提依明·马合木提مەمتىمىن مەخمۇت4第十二章 石油化学品2018年1月19日星期五52018年1月19日星期五1 前言随着机械、航天、交通、军事工业技术的飞速发展，对石油产品的性能要求越来越高。对其质量指标要求越来越苛刻，由于石油中天然组分的局限性，单靠石油加工工艺本身往往已不能满足使用需要。为了提高石油产品的质量满足各种不同使用要求，需要加入 一些具有不同性能的油溶性有机化合物或至少能均匀分散在油品中的化台物。

这些能够改善石油产品某种或多种产品性能提高石油产品质量的化合物统称为石油产品添加剂，在石油工业中从原油生产、贮运、加工直至最终的产品应用等过程中都使用着各种添加剂。62018年1月19日星期五1 前言添加剂的使用最初可以追溯到1850年前后，当时有人提出将脂肪酸皂加入到润滑油中以改善其使用性能。但直至20世纪30年代以后才真正得到发展。最早工业生产是1931年美国埃克森公司得到专利权的降凝剂烷基萘。经过几十年的研究试验发展到20世纪末全世界石油添加剂生产量大约每年超过3000Kt，总价值在70亿美元以上。在炼油工业比较发达的工业国家，添加剂已成为化学工业的重要分支。72018年1月19日星期五1 前言改善和提高石油产品质量的最经济而重要的手段，就是采用各种各样高效能的石油产品添加剂。许多燃料油加了添加剂不仅改善了贮存安定性，也改善了燃烧性，增加了速度及效率石油化学品，同时还改善了人类生存环境。特别是润滑油类石油产品加人百分之几或干分之几，甚至万分之几乃至百万分之几ppm的添加剂 就可大大改善某方面的产品指标，甚至改善和提高了油品的性质。82018年1月19日星期五1 前言目前我们知道用于石油产品的添加剂就有抗氧化剂、金属钝化剂、抗爆剂、降凝剂、清净剂、抗泡剂、载荷剂、粘度改进剂等不下20个大类百余种产品。

世界杯2022买球

近年出现的复合添加剂发挥了添加剂的综合性能减少了总剂用量，并给使用和贮运带来了方便。我们在本章中主要讨论燃油添加剂、润滑油添加剂等两大类石油化学品。92018年1月19日星期五2 燃油添加剂随着汽车保有量的日益增加和石油资源的减少以及环保法规的日益严格，降低燃油消耗和改善排放成为汽油机研究的重中之重，除改进发动机本身外，采用添加剂改善燃油品质也是切实可行的措施，它不需要改造内燃机结构石油化学品，具有使用灵活、简便及成本低等优点，研究结果表明，燃油添加剂能有效提高燃油性能、改善发动机的燃烧和排放特性。102018年1月19日星期五2 燃油添加剂20世纪初期，汽车工程师发现，发动机没有爆燃时运转更加顺畅和高效，1916年，美国俄亥州科学家Thomas Midgely发现，把碘酒加入汽油能减少发动机的爆燃现象，他把发动机敲缸现象和低质量的燃油燃烧(辛烷值)联系在一起，碘酒提高了汽油辛烷值降低了敲缸现象，但碘酒有两个缺陷：腐蚀性和价格昂贵。1917年，Thomas Midgely和Charles Kettering把乙醇和汽油混合在一起实验研究后发现，醇类和汽油混合能形成一种更适合的燃料，醇类存放容易、燃烧清洁、能在更高的压缩比条件下工作，由于增加了燃油的辛烷值而能产生更大的功率。

世界杯2022买球1920年Thomas Midgely把自己的汽油和乙醇混合的研究成果作为汽油抗爆剂申请了专利。112018年1月19日星期五2 燃油添加剂Thomas Midgely一直致力于研究能加入汽油并减少爆燃的化学组分，1921年12月他发现了抗爆剂四乙基铅，并于1923年开始生产四乙基铅。Thomas Midgely一直没有停止过对乙醇汽油的研究，但当时各石油公司选用了四乙基铅而没有用乙醇作为汽油添加剂。四乙基铅能提高汽油辛烷值，有效防止爆燃。122018年1月19日星期五2 燃油添加剂1923年西方国家许多著名的公共卫生和医药专家表明他们对四乙基铅在汽车上应用的担心和忧虑，美国公共卫生署(USPHS)一直希望相关生产企业展开对四乙基铅的排放及后果的研究，由于缺乏对铅所带来危害的正确理解及没有足够的科学证据，所以在四乙基铅被发现的几十年时间里，一直作为最重要的汽油添加剂使用。132018年1月19日星期五2 燃油添加剂随着人们对铅给催化转化器带来的毒害作用及对环境污染的认识加深，科研人员也努力寻求措施去减轻燃料含铅所带来的危害，如1970年，乙烯二溴化物(EDB)被用来加人含铅汽油中来减少铅所带来的危害，后来人们发现EDB可以用来做杀虫剂。

1974年，由于EDB对人体具有致癌作用石油化学品，美国公共卫生署规定禁止使用EDB，并于20世纪80年代开始实施汽油无铅化。由于无铅汽油的辛烷值较含铅汽油辛烷值低，随着汽车工业的发展和对燃油品质要求的提高，通过添加剂来改善油品水平越来越受到重视。142018年1月19日星期五2 燃油添加剂2．1 锰基化合物对于锰基有机化合物的抗爆机理，研究认为其与四乙基铅作用机理类似，在汽油燃烧过程中，锰基化合物高温下分解生成活性金属MnO，的颗粒，由于其表面作用，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，焰前反应中过氧化物浓度减少，链的长度和分支减少，有选择性地淬灭一部分有机过氧化物的游离自由基，延长着火的诱导期，并扩大冷焰区域，阻碍着火，降低了释放能量的速度，因而燃料的抗爆性能得到提高。这类化合物有甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)、环戊二烯三羰基锰(NMT)。152018年1月19日星期五2 燃油添加剂2．2 醚类化合物含氧有机化合物(醚、醇、酯等)添)JHN汽油中，能提供更完全的燃烧，减少CO等排放。含氧有机化合物的抗爆机理：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。

世界杯2022买球

这类化合物有甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)等。162018年1月19日星期五2 燃油添加剂2．3 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。172018年1月19日星期五2 燃油添加剂2.3.1 乙醇汽油1909年，美国人Henry F0rd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El0、含乙醇85％ 的E85(85％变性乙醇，15％ 汽油)、巴西E20等乙醇一汽油混合燃料在汽车发动机上已获得了实际应用。无水乙醇体积分数为10％ 的车用乙醇汽油的应用比较受到重视，El0调和汽油的RON可提高3.4～4.2个单位。乙醇汽 由含氧增加，燃烧更加充分，由于燃烧持续期较短，过后燃烧程度小，热效率得到提高，汽油机台架实验表明：乙醇体积分数为10％和15％ ，发动机结构不变，燃油系统和点火系统不作任何调整，发动机功率基本保持不变，发动机油耗平均下降6％，HC和CO排放降低 。

世界杯2022买球182018年1月19日星期五2 燃油添加剂乙醇的饱和蒸汽压、闪点、燃烧热值、水溶性等与汽油之间存在一定的差距石油化学品，将乙醇加入汽油会对发动机、油品存储等产生负面影响，El0乙醇汽油在环境温度升高时，汽车油路会发生气阻现象，因此乙醇汽油的推广应用需要解决一些技术问题，乙醇的价格高于汽油，在中国价格问题更加突出。总之，添加乙醇虽然会提高汽油的整体质量，减少汽车尾气对环境的污染，但从长远考虑乙醇与汽油较大的价格差会影响乙醇汽油的推广。除此之外，还有甲醇汽油。192018年1月19日星期五2 燃油添加剂2．4 碳酸二甲酯(DMC)DMC是比较理想的汽油增氧剂，含氧量53％ ，其毒性很低，1992年欧洲把其列为无毒化学品。DMC的RON和MON分别为1 10和97，比MTBE稍低，可与汽油互溶、无腐蚀、价格较低。目前对DMC研究多是处于实验阶段，研究结果表明：DMC对低辛烷值直馏汽油的感受性远高于高辛烷值的FCC汽油，当DMC添加体积分数为3％ ～6％ 时，前者的RON可增加1.5～ 3.0个单位，后者仅增加0.6～1.2个单位。加入DMC会使汽油的辛烷值增加，雷德蒸汽压下降，汽油品质得到改善，但燃烧热值有所降低石油化学品，冰点及氧含量升高，对汽油的饱和蒸汽压、水溶性基本没有影响。在我国，DMC最大的潜在市场是作为汽油添加剂，总体说来，在MTBE倍受争议的情况下，DMC似乎更能满足RFG汽油质量指标的要求，随着合成DMC技术的发展，其生产成本逐渐减低，因此，DMC很有可能成为未来的汽油添加剂而得到应用。202018年1月19日星期五2 燃油添加剂疑问：(85％变性乙醇HC和CO排放载荷剂RON和MON分别