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第八章成品油添加剂

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第八 成品油 添加剂
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油气储运应用化学授课人:马桂霞联系方式: 89732205(O)13691114451第一章 绪论 第二章 油气储运化学基础知识 第三章 原油化学组分的分离及分析方法 第四章 原油处理 第五章 油田污水处理 第六章 清、防蜡技术 第七章 原油输送用化学剂 第八章 成品油添加剂§ 料油添加剂抗爆剂汽油抗爆剂:四乙基铅,无色油状液体,剧毒,通过呼吸道及皮肤进入人体。加有四乙基铅的汽油一般染成红或蓝色。抗爆剂在 200℃ 以上,能分解产生元素铅,铅与空气中的氧作用生成二氧化铅,二氧化铅再与未燃混合气中产生的过氧化物作用,生成化学性质不活泼的有机含氧化合物和氧化铅。氧化铅再与空气中的氧化合生成二氧化铅,反复循环。 由于铅的作用减少了未燃混合气中的过氧化物,使它达不到自燃所改需的浓度,从而消除爆震。抗爆剂的抗爆机理使用四乙基铅时,在气缸中会产生铅沉积物,因此需要加入一定数量导出剂以消除沉积物。常用的导出剂:溴乙烷、二氯乙烷和二溴乙烷。它们可使铅沉积物变成易挥发的卤化铅而排出。由于四乙基铅有剧毒,目前各国都严格限制汽油的加铅量,并向无铅化方向发展。我国质量标准中规定:90#车用汽油中四乙基铅的含量不大于 ;93#和 97#车用汽油中四乙基铅的含量不大于 。无铅汽油基环戊二烯三羰基锰没有毒性、抗爆效率很高,但价格较贵。抗爆剂十六烷值改进剂柴油的十六烷值改进剂主要是硝酸酯类化合物,它们较易分解成自由基或氧化物,从而降低柴油的自燃点。硝酸正丙酯、硝酸异丙酯、硝酸正丁酯、硝酸异丁酯、硝酸异戊酯、 硝酸异辛酯( 。十六烷值改进剂抗氧剂和金属钝化剂抑制燃料氧化变质而生成胶质,常用的是 2,6起自由基链反应终止剂的作用。金属钝化剂是用来抑制金属对氧化反应的催化作用,我国目前使用最多的是 N,能与铜反应生成稳定的螯合物 ,从而抑制铜对生成胶质的催化作用 降低其凝点,主要品种是乙烯 其分子量一般在 1500~ 2000,其中醋酸乙烯酯含量为 35~ 45%。抗烧蚀剂当喷气发动机使用某此低硫喷气燃料时会发生烧蚀现象,此此需要一般加入抗烧蚀剂,一般为 静电剂提高油品的电导率,可以迅速地消除喷气燃料在流动或运输中产生的静电荷,使静电荷不能因大量聚集导致放电而引起火灾。我国目前常用的抗静电剂由三个组分复合组成:烷基水杨酸铬、丁二酸双异辛酯磺酸钙及含氧的甲基丙烯酸酯共聚物。防冰剂喷气燃料在高空低温下,为防止其中的溶解水形成冰晶,需加入防冰剂。防冰剂一般为醇类及醇醚化合物,它们可以增加燃料对水的溶解能力,同时在燃料中与水形成低结晶点的溶液,防止冰晶析出,并能溶解已形成的冰晶。乙二醇甲醚 、乙二醇乙醚、二乙二醇甲醚等等。抗磨防锈剂喷气燃料本身对燃料泵要起到润滑作用,所以需加入抗磨防锈剂。此类添加剂含有极性基团,可以吸附在摩擦部件的表面,避免金属之间的干摩擦,从而改善燃料的润滑性能。同时它又可以保护金属表面不致生锈、腐蚀。燃料的抗磨防锈剂主要是由二聚亚油酸、酸性磷酸酯及酚型抗氧剂三者组成。§ 滑油添加剂清净与分散添加剂清净与分散添加剂是内燃机润滑油的主要添加剂,其产量约占整个润滑油添加剂的 60%。清净分散剂属于油溶性表面活性剂,其非极性基团一般是烃基,极性基团可以是离子型的磺基、羧基或酚基的盐,也可以是非离子型的多胺。磺酸盐(磺酸钙、磺酸镁)是一类应用最广泛,具有很好的清净性和一定的分散性及防锈性。在内燃机润滑油中,磺酸盐一般为必加的清净剂,加量约为 2~ 5m%。磺酸盐 (有较好的清净性和抗氧化能力,但其分散性较差。硫化烷基酚盐 (基水杨酸盐极性比烷基酚盐强,其清净性较好,具有一定的抗氧化能力,但其分散能力较差。烷基水杨酸盐 (有较好的分散能力和一定的清净性,但高温稳定性较差。硫化膦酸盐 (述四种清净分散剂都含有金属,因而燃烧后均残留一定的灰分,所以称为金属(或有灰)清净分散剂。无灰分散剂,不含金属,燃烧后没有灰分的无灰分散剂。无灰分散剂具有十分优良的分散性能,但其他性能均不佳。常用的是丁二酰亚胺型的无灰分散剂。无灰分散剂( 净分散剂的主要作用是将润滑油氧化产生的中间产物以及酸性物质进行中和并增溶,以阻止它们的进一步缩合而生成漆膜和积炭,同时可以将已生成的漆膜和积炭分散在润油油中,以阻止它们粘附在活塞上,或将已粘附在活塞上的漆膜和积炭洗涤下来。清净分散剂的作用机理清净分散剂具有碱性,可以持续地中和润滑油氧化和燃料过程中生成的酸性化合物,阻止它们进一步氧化和缩聚,从而减少漆膜和积炭的生成。清净分散剂的中和作用清净分散剂是油溶性表面活性物质,它们在润滑油中的浓度超过临界胶束浓度时,大多会形成胶束,这些胶束能将润滑油中形成的难溶性物质包住,使其增溶于润滑油中,从而阻止这些物质进一步氧化聚集成沉积物。清净分散剂的增溶作用清净分散剂是油极性物质,它们可以吸附在润滑油氧化后生成的聚合物和炭粒的表面,使其保持分散悬浮状态,避免聚集、沉降、粘附于金属表面,进而形成沉积物。清净分散剂的分散作用清净分散剂是极性化合物,可以定向排列于金属表面形成吸附膜,从而有效防止油中氧化产物在金属表面的沉积,也阻碍了金属对油品氧化的催化作用。清净分散剂的吸附作用抗氧添加剂2,4它是白色结晶,广泛用于润滑油中,适合于温度在 100℃ 以下的油品。受阻双酚型抗氧剂的使用温度较高,可用于内燃机油和压缩机油。受阻酚型抗氧剂工作温度比受阻酚型的高,抗氧耐久性好,但毒性较大,且易使油品变色,其应用受到一定限制。主要产品有:对 要用于内燃机油; α萘胺主要用于汽轮机油、工业齿轮油等工业润滑油中。芳胺型抗氧剂二烷基二硫代磷酸锌、二芳基二硫代磷酸锌。此类硫磷型添加剂妆有抗氧化、抗腐蚀、抗磨损作用,是一种多效添加剂。广泛用于内燃机油、抗磨液压油及齿轮油中。硫磷型抗氧抗腐剂抗氧剂在高温作用下发生复杂的分解反应,分解的产物能捕捉自由基而终止链反应,同时又能使过氧化物分解。抗氧剂的作用机理载荷添加剂当负荷较大和相对运动较低时,润滑油的膜会变薄,出现边界润油现象。此时,除非油膜具有相当的强度,否则会出现干磨擦的情况,为此需增加油膜的厚度,使它在高负荷下也能存在于金属摩擦表面,而不被挤掉。在边界润滑状态下,能在金属表面形成吸附膜或反应膜,从而减少摩擦及降低磨损的添加剂。油性添加剂适用于较缓和的条件,它们在摩擦表面上形成定向排列,防止金属直接接触,并可使摩擦系数减小。但当温度高于 150℃ 时,这种保护膜就无法保持,油性剂会失效。油性添加剂1)脂肪酸及二聚酸,如油酸、硬脂酸、二聚亚油酸等;2)脂肪醇,如石蜡氧化脂肪醇等;3)脂肪酸皂,如油酸铝、硬脂酸铝等;4)酯类,如油酯丁酯、油酸单油酯等;5)硫化动、植物油,如硫化棉籽油等6)苯并三氮唑脂肪胺盐。油性添加剂当金属表面承受的负荷极高,由于摩擦产生的热量很多而使温度很高时,吸附膜已不可能保持,而在此重载荷、高温条件下,极压添加剂会分散,分莫散在产物又可与金属表面反应生成一层化学反应膜,这层膜比较稳定,摩擦系数较低,这样便能减少磨损并防止金属表面的烧结。极性添加剂1)含硫极压添加剂硫化异丁烯,特别适用于配制齿轮油。在高温下会与铁反应生成硫化铁膜。耐热性好,但抗磨性差。2)含氯极压添加剂氯化石蜡,在极压条件下,它能与金属反应生成氯化铁膜。摩擦系数小,但遇水会分解。极压添加剂3)含磷极压添加剂磷酸酯和亚磷酸酯。极压性最好,但具有腐蚀性。4)含有多种活性元素的极压添加剂含有磷、氮两种活性元素的极压添加剂有氨基磷酸酯。具有较好的极压性,腐蚀性较小。5)硼酸盐极压添加剂新型添加剂,由三硼酸钾或三硼酸钠在油中分散制成。极压性很好,但不耐水。极压添加剂粘度指数改进剂粘度指数改进剂都属于油溶性高分子聚合物,这些高聚物的共性: 1)单体多半只有一个双键; 2)线型分子; 3)主链长度有 500~ 1000个碳原子。是我国粘度指数改进剂的主要种类。它的抗剪切稳定性和热安定性都较好,但增粘能力和低温性能较差。聚异丁烯增粘能力和粘度指数改进效果都不错,尤其是低温性能较好,但抗剪切性和热安定性较差。聚甲基丙烯酸酯用的较多的是乙烯 /丙烯共聚物。增粘能力强,剪切稳定性好,但低温性能较差。烯烃共聚物用作粘度指数改进剂的高分子聚合物都有很长的分子。它们在溶剂中是以无规则的线团形态存在的,而线团所占的流体力学体积的大小与溶剂的溶解能力及温度有关。高聚物在难溶溶剂中卷缩成占体积很小的球 ,而在易溶溶剂中会伸展开来占有更大的体积,从而达到改善粘度指数的目的。作用机理降凝剂防锈添加剂防锈添加剂是一类油溶性表面活性剂,它的主要作用在于防锈剂中的极性分子一端可以吸附在金属表面,烃基一端伸向油层,形成分子定向排列的致密分子膜,以阻止水分与氧渗入金属表面而产生锈蚀。使用中要求防锈剂分子吸附膜具有较高的机械强度和抗水性,并有从金属表面除去有害物质的能力。石油磺酸钡,防锈性能好,抗盐水性能突出。磺酸盐类长链脂肪酸具有一定的防锈性,其盐类比其脂肪酸具有更强的防锈性。烯基丁二酸、环烷酸锌等。羧酸、羧酸盐类山梨糖醇单油酸酯及羊毛酯也是常用的防锈剂。酯类碳数在 12~ 14的脂肪胺及脂肪胺油酸具有较好的防锈性能。含氮杂环化合物作为防锈剂的重要类型是烷基取代咪唑啉及其有机酸盐以及苯并三氮唑。含氮化合物抗泡添加剂润滑油中含有强极性添加剂,受到振荡、搅拌等作用后,不可避免地会有空气潜入油中,同时油品本身氧化分解也会产生气体,从而在界面上形泡沫。会使润滑油的润滑效果下降。这是目前最常用的抗泡剂,主要是二甲基硅油。具有用量少、抗泡性、抗氧化性、抗高温性能好等优点。它是一种难溶于润滑油而表面活性很强的物质,它并不能阻止润滑油生泡,但它可以吸附在泡膜上,使泡膜的局部表面张力显著降低,这样泡膜便会因受力不均匀而破裂,从而缩短泡沫的存在时间。硅油型抗泡剂在酸性介质中,仍保持高效,并可长期储存,稳定性好,但用量较大。非硅型抗泡剂
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