十六烷值改進劑

1、柴油十六烷值改進劑 研究背景 十六烷值(Cetane Number簡稱CN)是用來衡量柴油燃燒性 和抗爆性能的一項重要指標。在柴油發(fā)動機中，空氣首 先被壓縮，然后將柴油噴人燃燒室，此時柴油接觸到熱 空氣并被汽化，當溫度達到自燃點時開始燃燒。通常將 噴油開始到自然燃燒這段時間稱為“滯燃期”。柴油的 滯燃期長，則使得噴人汽缸中的燃料積累下來，一旦自 燃，噴人燃料便同時燃燒，結(jié)果產(chǎn)生“爆震”現(xiàn)象。所 以要求柴油的“滯燃期”不能太長。 現(xiàn)狀 目前，世界各國原油重質(zhì)化的趨勢越來越嚴重，導致石 油產(chǎn)品的性質(zhì)發(fā)生變化，直餾柴油的產(chǎn)量減少，十六烷 值（CN）不斷下降，并且世界各國的煉油廠普遍采用 催化裂化二次

2、加工工藝，以提高輕質(zhì)油的含量。重油催 化裂化技術(shù)的開發(fā)推廣，使得二次加工柴油餾分質(zhì)量有 所下降，表現(xiàn)為十六烷值低，穩(wěn)定性變差。 目前，我國柴油的十六烷值一般僅有2025，只能與直 餾柴油調(diào)配使用?，F(xiàn)行的柴油標準對柴油CN提出了更 高的要求，美國規(guī)定柴油的CN不小于50，日本規(guī)定不 小于50，歐洲規(guī)定不小于51，我國柴油標準規(guī)定不低于 45。因此提高柴油CN是迫切需要解決的問題。 為解決這個問題可采用以下為解決這個問題可采用以下3 3種方法種方法： (1)低CN的柴油與直餾柴油調(diào)配使用，但直餾柴油的產(chǎn) 量有限； (2)用溶劑抽提和加氫的方法可提高柴油的CN，但耗資 巨大，成本較高； (3)添加C

3、N改進劑，具有成本低，工藝簡單的優(yōu)點。 補充： 使用高的柴油，柴油機燃燒均勻，熱功率高，節(jié)省燃料。 一般說來，轉(zhuǎn)速達到每分鐘1000轉(zhuǎn)的高速柴油機使用的 十六烷值為4550的輕柴油為宜，低于1000轉(zhuǎn)的中低速 柴油機可使用十六烷值為3549的重柴油。 添加CN改進劑 改善柴油十六烷值的化學品很多,如硝基化合物、亞硝 基化合物、氧化生成物、過氧化物、雜環(huán)化合物等。但 作為有實用價值的十六烷值改進劑,以烷基硝酸酯為主, 如硝酸戊酯、硝酸辛酯及硝酸環(huán)己酯等。 十六烷值的種類 1.烷基硝酸酯 包括亞硝酸酯及硝酸酯，如硝酸戊酯、硝酸環(huán)己酯、硝 酸異辛酯等。這類化合物對柴油著火性有很好的促進作 用。 烷基

4、硝酸酯是最早開發(fā)出來的一類CN改進劑，國際上應 用較廣的改進劑有美國乙基公司的D-2（硝酸戊酯型） 和D-3（硝酸辛酯型）、HITEC4103等 其它類型的硝酸酯類 2.含氧化合物 （1）過氧化物 能夠提高柴油CN的過氧化物主要有過氧化氫、二叔 丁基過氧化物、1,1-二叔丁基過氧化物環(huán)烷烴、2,2- 二叔丁基過氧化物烷烴和過氧化苯甲酸叔丁酯等類型。 一般添加0.1%-0.2%時，可以使柴油CN提高18個單 位。過氧化物一般不單獨加入柴油作為CN改進劑使 用，而是與硝酸酯類改進劑混合加入柴油中，有協(xié)同 作用。 不同催化柴油對過氧化物的感受性 酯類 酯類在提高CN的同時還可以抑制相分離，保持低溫流

5、 動性。具有代表性的酯類有碳酸酯、油酸酯、草酸酯 以及部分飽和有機酸酯等。 草酸二異戊酯是一種新型的柴油十六烷值改進劑，與 柴油有良好的互溶性，改進柴油CN的效果好，添加量 1%-10%，可以使十六烷值提高220個單位，有很好的 應用前景。而且原料來源廣泛，合成工藝簡單，安全， 燃燒時不產(chǎn)生NOx，有望取代硝酸酯。 醚類 這類化合物以二甲氧基乙烷（DMET）、1,2,4-三氧雜 環(huán)己烷為代表，這兩種化合物都是性能優(yōu)良的柴油添 加劑。其中添加0.1%1.5% 1,2,4-三氧雜環(huán)己烷時柴油 的CN提高幅度較大，并且著火性能和燃燒效率也有 較大幅度改善。 其它種類的CN改進劑 CN改進機理 十六烷

6、值改進劑是一些熱穩(wěn)定性相對較差的化合物，在低溫時受熱 就可以分解產(chǎn)生活性自由基。由于自由基的參與使得在較低的溫度 下也可以發(fā)生氧化反應，并且反應速率加快，使得燃燒滯燃期縮短， 表觀上提高了燃料的十六烷值。以硝酸類化合物為例： 3 十六烷值改進劑的發(fā)展方向 十六烷值改進劑的研究不僅體現(xiàn)在現(xiàn)代煉油和石化行業(yè)，而且在很 大程度上影響了汽車工業(yè)的發(fā)展。為此，合理的預測柴油十六烷值 改進劑的下一步發(fā)展趨勢是十分必要的。其發(fā)展方向主要有以下幾 點： (1)加強理論研究，明確十六烷值改進劑作用機理。為十六烷值 改進劑的開發(fā)提供理論基礎。 (2)對已有產(chǎn)品進行生產(chǎn)工藝上的優(yōu)化，明確合成機理，選擇合 適的固體超