[发明专利]一种汽油抗爆添加剂及制备方法

说明书

(一)所属技术领域：

本发明属于石油化工领域，特别涉及一种汽油抗爆添加剂及制备方法。

(二)背景技术

汽油的抗爆性能是由汽油的辛烷值来决定的。直链烷烃的辛烷值最低；高度分支的异构烷烃和芳烃的辛烷值最高；环烷烃和烯烃的辛烷值介于它们之间。炼油厂提高汽油辛烷值的方法有两种：一种是通过催化重整或烷基化等工艺的方法；另一种是添加辛烷值改进剂。在我国炼油装置技术构成的现状下，添加抗爆剂是提高汽油辛烷值较为经济有效的方法。

汽油抗爆剂总体可划分为两大类：一类是金属抗爆剂，如烷基铅、锰系抗爆剂(甲基环戊二烯三羰基锰MMT)、铁基抗爆剂(二茂铁)、稀土金属的化合物；另一类是非金属抗爆剂，如醇、酚、醚、芳香胺、羧酸酯及各种聚合物。

早在1921年人们就开始用四乙基铅作汽油抗爆剂，四乙基铅能使烃类的氧化反应缓和进行，它在200℃即可分解，并和烃类燃烧时生成的过氧化物作用，生成氧化铅沉淀，终止激烈的氧化反应，减少爆震现象。但四乙基铅对环境污染严重，且会使尾气排气管中的三元催化剂中毒，八十年代末已在世界很大范围内禁用。随后又使用二茂铁、甲基环戊二烯三羰基锰，但二茂铁会增加发动机的磨损；甲基环戊二烯三羰基锰会使喷油嘴堵塞，尾气排气管三元催化中毒。

最近些年来，研制非金属无灰抗爆剂已成为热点，甲基叔丁基醚已被大量使用。但甲基叔丁基醚并非抗爆剂，只是依靠自身的高辛烷值(RON：116)来提高基础汽油的辛烷值。因此，其加入量大，一般在10％一15％，影响了基础油的一些理化指标。同时，由于甲基叔丁基醚具有较强的水溶性，在生产和使用过程中不可避免地会有部分甲基叔丁基醚会溶入雨水，或渗入到地下水中，造成污染。因此，人们现已开始考虑放弃和禁用甲基叔丁基醚作为汽油添加剂。

中国专利CN1138846C，用均苯四甲酸酐，异丁胺等多种物质制备了一种汽油抗爆添加剂，虽能较显著地改变一些汽油的抗爆性，但添加剂成分复杂，成本高，不同类型组份的汽油差别较大。中国专利CN1389546A和CN1394940A，都用了N-甲基苯胺作为汽油抗爆添加剂的主要成分，但存在着下列问题：①在烯烃、芳烃含量少的汽油组份中，易结晶析出；②N-甲基苯胺对一些塑料、橡胶件有浸润作用；③调和的汽油不稳定，易产生胶质；④N-甲基苯胺的毒性大，污染严重。

(三)发明内容：

本发明目的在于克服现有技术的不足，提供一种无灰汽油抗爆添加剂及廉价的制备方法，它既具有金属抗爆剂的特性，同时又克服了金属抗爆剂(四乙基铅、二茂铁、三羰基锰)会使排气管中的三元催化剂中毒、磨损汽油喷嘴的弊端。

本发明的技术方案如下：一种汽油抗爆添加剂的主要成分是：甲苯、单烃基取代二苯胺的衍生物(烃基为异辛基或1一苯乙基)、二烃基取代二苯胺的衍生物(烃基为异辛基或1一苯乙基)。其质量百分比为

单烃基取代二苯胺的衍生物  60-90％

二烃基取代二苯胺的衍生物  5-20％

甲苯                      0-15％

满足上述配比的一种汽油抗爆添加剂无需通过用纯净的单取代和二取代二苯胺的衍生物按一定配比混合实现，采用二苯胺与烃基化试剂(二异丁烯、苯乙烯)反应，通过控制取代反应条件来实现，具体步骤是：

①称取一定量的二苯胺加入到反应器中，在60℃下加热熔化；

②启动搅拌器搅拌，加入催化剂，升温到130℃～150℃；

③缓慢加入烃基化试剂，加入量与二苯胺的摩尔比为1.3～1.5∶1；

④在130℃～150℃下恒温反应，用气相色谱仪监测反应进程；

⑤分析二苯胺的含量小于0.5％时，过滤出催化剂，降温到室温；

⑥视产物的粘稠度加入甲苯，定量灌装。

本发明的有益效果：①满足添加剂所需物质质量的百分比，无需用纯净的单取代和二取代二苯胺的衍生物混合，而是通过控制二苯胺的烃基化反应条件实现，这极大地降低了添加剂的成本；②效率高，添加量在0.5～1％，可使汽油的辛烷值提高3～5个单位，大大优于MTBE；③燃烧无灰，不产生沉淀或残渣；④对基础油的馏程、饱和蒸汽压等指标无不良影响；⑤易溶于汽油，不溶于水，故不易污染水源；⑥性质稳定，易于储存、使用。