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摘要：本文针对终端用户期待的多功能型汽油清净剂产品，进行了汽油辛烷值改进组分的作用效果考察，并将一些组分与汽油清净剂进行复配研究，最终确定了一种具有辛烷值改进效果的汽油清净剂。产品在襄樊国家汽车质量监督检验中心进行了实车试验，结果表明：该清净剂能够降低汽车油耗和尾气总污染物排放。
关键词：汽油清净剂；辛烷值改进剂；提高辛烷值
前言
目前国内市场中汽油添加剂品种众多，竞争十分激烈。这些汽油添加剂产品，除了早期为仅具备清净性能的单一功能产品外，目前销售的产品，特别是针对终端用户的小包装产品，往往向多功能化方向发展，以期同时具备多重功效。随着国家环保、节能相关法规的的出台，人们对汽油添加剂产品提出了新的要求，如同时具备节能清净、清净与改善排放共举的产品等等。这些发展方向主要是针对市场上客户的需求而出现的，其主要的目的在于在一种产品中提供多种功能，简化用户使用过程，避免用户在选择、添加过程中的面对市场中繁杂的产品难以下手的问题。
本文在实验室中，在汽油清净剂配方的基础上，将辛烷值改进剂与其进行了复配，设计得到了辛烷值改进型汽油清净剂。这种产品在满足汽油清净剂标准的前提下，突出了其自身的特点，能够提高汽油的辛烷值，在实车试验中可降低车辆的总体尾气污染物排放。
一、考察常见辛烷值改进剂作用效果
目前市场中常见的辛烷值改进剂有金属型和无灰型两类，金属型产品以含锰剂为主[1]，非金属型实际应用的有以MTBE（甲基叔丁基醚）为代表的醚类、碳酸二甲酯[2]等酯类以及乙醇等醇类。醚类化合物如MTBE、ETBE（乙基叔丁基醚）等提高辛烷值效果一般，需要加入汽油体积的5%～10%，目前国内的高标号汽油中已经大量使用[3]，且具报道此类产品对地下水等有影响，对生物学有不良影响，美国在2000年3月华盛顿政府就要求在汽油中禁止添加此类产品[4]，故不能用于复合剂的调制。而醇类化合物作为乙醇汽油、甲醇汽油等研究时，添加量也需要加入5%以上，不适于复合剂的调制。为此，首先对市场中一些已经有所生产与应用的典型的产品进行了考察。将这些产品以一定的剂量加入到空白汽油中，测试添加后汽油的辛烷值，试验结果见表1。
表1常见辛烷值改进剂作用效果
从表1中可以看出，两种含锰的添加剂有一定的作用效果，而常用的无灰类抗爆剂在加量很大的情况下作用效果也不明显。
又选取了市场中标称具有提高汽油抗爆性能的市售添加剂，加入含汽油清净剂的市售93#汽油中进行测试，试验结果见表2。
表2 市售产品辛烷值作用效果表
从表2中可以看到，仅C节油剂具有少量的辛烷值改进性能。但该产品在室温下干燥静置，1h后溶剂发生挥发，生成红褐色晶体，硬度很大，表明该产品含有灰分。可以看出部分市售产品并不一定能够提高辛烷值。
二、其它抗爆组分的考察
辛烷值改进型汽油清净剂设计的思路为在原有汽油清净剂的基础上复配具有辛烷值改进功能的组分。在前面的研究当中，锰剂具有一定的辛烷值改进效果，但容易造成添加后汽油锰含量超标；其它常用的无灰类汽油抗爆剂在较大加量下作用效果又不明显，因此需要继续寻找其它合适的抗爆组分。
在国内外文献中，可用于提高汽油抗爆性能的无灰类化合物有碳酸二甲酯、丙二酸二甲酯、哌嗪、烷基酚、苯酚等。前面已经对碳酸二甲酯、丙二酸二甲酯和哌嗪进行了考察，下面将一些具有改善汽油辛烷值的酚类化合物和胺类化合物调入含汽油清净剂的市售93#汽油中进行考察，结果见表3。
表3不同类型化合物与汽油清净剂共存时对汽油辛烷值的作用效果
从表3中可以看出，酚型化合物与A胺均具有一定的提高汽油辛烷值的功能。但固体酚与汽油清净剂复配的产品凝固点较高，常温下为固体，无法满足汽油清净剂的指标要求。而使用液体酚或A胺与汽油清净剂复配时常温下为液体，有利于产品的添加。
因此考虑将效果较好的E液体酚和A胺与汽油清净剂进行复配，复配后的化合物在两种市售93#汽油中应用后，产品对汽油抗爆性的影响见表4。
表4 E液体酚和A胺与汽油清净剂复配后对不同来源汽油辛烷值的作用效果
从表4中可以看出，A胺和E液体酚在1号市售93#汽油中效果均不好，可能与汽油中已经含有MMT抗爆剂（Mn=8.9mg/100mL）有关。
在试验过程中发现A胺与汽油清净剂在复配之初，A胺可完全溶解于含汽油清净剂的汽油中，但当A胺与汽油清净剂混合时，随着放置时间的延长，会出现溶解性问题，按照一定比例调合的汽油清净剂与A胺的混合物经一定时间后会出现分层，无法作为复合剂使用。
同样条件下E液体酚与汽油清净剂可在一定比例均匀混合，经100h放置后仍不分层，且具有一定的辛烷值改进效果。在实际使用过程中，E液体酚与汽油清净剂复配时能够提高普通调合汽油的辛烷值，但在已含有金属型辛烷值改进剂（如MMT等）的汽油中效果不明显，是其存在的一个缺点。考虑到目前国家正在逐步对金属型汽油清净剂进行限制，今后市场中汽油将会以无灰类抗爆剂为其主要添加组分，使用E液体酚与汽油清净剂复配的配方能够满足此类要求。
三、研制产品的实车测试
将产品以1000μg/g的比例添加到93#无铅汽油中，送至襄樊国家汽车质量监督检验中心进行轻型汽车污染物排放试验和油耗试验。试验中选用了东风汽车公司生产的M1型轿车，使用的是1.075L直列四缸电喷发动机。为进行有效对比，同时还对试验车采用空白汽油的汽车尾气污染物排放及油耗进行了检测，试验结果见表5。
表5辛烷值改进型汽油清净剂实车试验尾气排放及油耗结果表
从表5中可以看出，与空白汽油相比，在汽油中添加辛烷值改进型汽油清净剂后，产品能够很好地降低尾气中碳氧、氮氧化合物的生成，但NOx略有增加。这与汽油清净剂能够改善燃烧，造成燃烧室温度上升，因此可能会提高尾气NOx的含量有关。但加入具有辛烷值改进效果的汽油清净剂总体改善了汽车尾气排放，也在一定程度上降低了油品消耗。
四、结论
研制的具有辛烷值改进效果的汽油清净剂，可以有效改善汽油中的抗爆性能，加入市售93号汽油进行实车试验，可以总体改善汽车尾气排放，并降低油品消耗。
参考文献：
[1]（日）樱井俊男.石油产品添加剂[M].北京：石油工业出版社，1980.
[2]陆婉珍，龙义成，黎洁.碳酸二甲酯作为汽油添加剂的评价[J].石油学报（石油加工），1997，13（2）：40-45.
[3]谷涛，于海明，田松柏.汽油高辛烷值添加组分的应用与发展[J].石化技术与应用，2005，23（1）：5-10.
[4]戴长华.MTBE与高辛烷值汽油添加剂的市场前景[J].精细石油化工进展，2000，1（5）：37-43.
关键词：汽油清净剂；辛烷值改进剂；提高辛烷值
前言
目前国内市场中汽油添加剂品种众多，竞争十分激烈。这些汽油添加剂产品，除了早期为仅具备清净性能的单一功能产品外，目前销售的产品，特别是针对终端用户的小包装产品，往往向多功能化方向发展，以期同时具备多重功效。随着国家环保、节能相关法规的的出台，人们对汽油添加剂产品提出了新的要求，如同时具备节能清净、清净与改善排放共举的产品等等。这些发展方向主要是针对市场上客户的需求而出现的，其主要的目的在于在一种产品中提供多种功能，简化用户使用过程，避免用户在选择、添加过程中的面对市场中繁杂的产品难以下手的问题。
本文在实验室中，在汽油清净剂配方的基础上，将辛烷值改进剂与其进行了复配，设计得到了辛烷值改进型汽油清净剂。这种产品在满足汽油清净剂标准的前提下，突出了其自身的特点，能够提高汽油的辛烷值，在实车试验中可降低车辆的总体尾气污染物排放。
一、考察常见辛烷值改进剂作用效果
目前市场中常见的辛烷值改进剂有金属型和无灰型两类，金属型产品以含锰剂为主[1]，非金属型实际应用的有以MTBE（甲基叔丁基醚）为代表的醚类、碳酸二甲酯[2]等酯类以及乙醇等醇类。醚类化合物如MTBE、ETBE（乙基叔丁基醚）等提高辛烷值效果一般，需要加入汽油体积的5%～10%，目前国内的高标号汽油中已经大量使用[3]，且具报道此类产品对地下水等有影响，对生物学有不良影响，美国在2000年3月华盛顿政府就要求在汽油中禁止添加此类产品[4]，故不能用于复合剂的调制。而醇类化合物作为乙醇汽油、甲醇汽油等研究时，添加量也需要加入5%以上，不适于复合剂的调制。为此，首先对市场中一些已经有所生产与应用的典型的产品进行了考察。将这些产品以一定的剂量加入到空白汽油中，测试添加后汽油的辛烷值，试验结果见表1。
表1常见辛烷值改进剂作用效果
从表1中可以看出，两种含锰的添加剂有一定的作用效果，而常用的无灰类抗爆剂在加量很大的情况下作用效果也不明显。
又选取了市场中标称具有提高汽油抗爆性能的市售添加剂，加入含汽油清净剂的市售93#汽油中进行测试，试验结果见表2。
表2 市售产品辛烷值作用效果表
从表2中可以看到，仅C节油剂具有少量的辛烷值改进性能。但该产品在室温下干燥静置，1h后溶剂发生挥发，生成红褐色晶体，硬度很大，表明该产品含有灰分。可以看出部分市售产品并不一定能够提高辛烷值。
二、其它抗爆组分的考察
辛烷值改进型汽油清净剂设计的思路为在原有汽油清净剂的基础上复配具有辛烷值改进功能的组分。在前面的研究当中，锰剂具有一定的辛烷值改进效果，但容易造成添加后汽油锰含量超标；其它常用的无灰类汽油抗爆剂在较大加量下作用效果又不明显，因此需要继续寻找其它合适的抗爆组分。
在国内外文献中，可用于提高汽油抗爆性能的无灰类化合物有碳酸二甲酯、丙二酸二甲酯、哌嗪、烷基酚、苯酚等。前面已经对碳酸二甲酯、丙二酸二甲酯和哌嗪进行了考察，下面将一些具有改善汽油辛烷值的酚类化合物和胺类化合物调入含汽油清净剂的市售93#汽油中进行考察，结果见表3。
表3不同类型化合物与汽油清净剂共存时对汽油辛烷值的作用效果
从表3中可以看出，酚型化合物与A胺均具有一定的提高汽油辛烷值的功能。但固体酚与汽油清净剂复配的产品凝固点较高，常温下为固体，无法满足汽油清净剂的指标要求。而使用液体酚或A胺与汽油清净剂复配时常温下为液体，有利于产品的添加。
因此考虑将效果较好的E液体酚和A胺与汽油清净剂进行复配，复配后的化合物在两种市售93#汽油中应用后，产品对汽油抗爆性的影响见表4。
表4 E液体酚和A胺与汽油清净剂复配后对不同来源汽油辛烷值的作用效果
从表4中可以看出，A胺和E液体酚在1号市售93#汽油中效果均不好，可能与汽油中已经含有MMT抗爆剂（Mn=8.9mg/100mL）有关。
在试验过程中发现A胺与汽油清净剂在复配之初，A胺可完全溶解于含汽油清净剂的汽油中，但当A胺与汽油清净剂混合时，随着放置时间的延长，会出现溶解性问题，按照一定比例调合的汽油清净剂与A胺的混合物经一定时间后会出现分层，无法作为复合剂使用。
同样条件下E液体酚与汽油清净剂可在一定比例均匀混合，经100h放置后仍不分层，且具有一定的辛烷值改进效果。在实际使用过程中，E液体酚与汽油清净剂复配时能够提高普通调合汽油的辛烷值，但在已含有金属型辛烷值改进剂（如MMT等）的汽油中效果不明显，是其存在的一个缺点。考虑到目前国家正在逐步对金属型汽油清净剂进行限制，今后市场中汽油将会以无灰类抗爆剂为其主要添加组分，使用E液体酚与汽油清净剂复配的配方能够满足此类要求。
三、研制产品的实车测试
将产品以1000μg/g的比例添加到93#无铅汽油中，送至襄樊国家汽车质量监督检验中心进行轻型汽车污染物排放试验和油耗试验。试验中选用了东风汽车公司生产的M1型轿车，使用的是1.075L直列四缸电喷发动机。为进行有效对比，同时还对试验车采用空白汽油的汽车尾气污染物排放及油耗进行了检测，试验结果见表5。
表5辛烷值改进型汽油清净剂实车试验尾气排放及油耗结果表
从表5中可以看出，与空白汽油相比，在汽油中添加辛烷值改进型汽油清净剂后，产品能够很好地降低尾气中碳氧、氮氧化合物的生成，但NOx略有增加。这与汽油清净剂能够改善燃烧，造成燃烧室温度上升，因此可能会提高尾气NOx的含量有关。但加入具有辛烷值改进效果的汽油清净剂总体改善了汽车尾气排放，也在一定程度上降低了油品消耗。
四、结论
研制的具有辛烷值改进效果的汽油清净剂，可以有效改善汽油中的抗爆性能，加入市售93号汽油进行实车试验，可以总体改善汽车尾气排放，并降低油品消耗。
参考文献：
[1]（日）樱井俊男.石油产品添加剂[M].北京：石油工业出版社，1980.
[2]陆婉珍，龙义成，黎洁.碳酸二甲酯作为汽油添加剂的评价[J].石油学报（石油加工），1997，13（2）：40-45.
[3]谷涛，于海明，田松柏.汽油高辛烷值添加组分的应用与发展[J].石化技术与应用，2005，23（1）：5-10.
[4]戴长华.MTBE与高辛烷值汽油添加剂的市场前景[J].精细石油化工进展，2000，1（5）：37-43.