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油溶性染料作为抗氧剂在汽油及油品中的应用
1997年50期 发行日期:2006-04-17
油溶性染料作为抗氧剂在汽油及油品中的应用    一、汽油中添加抗氧剂的目的    汽油保护性添加剂的作用是保证它在储存中不变质,主要有抗氧剂、缓蚀剂、清净剂、抗菌剂、抗静电剂、减阻剂、抗混浊剂及防水剂等,对汽油油质而言,最主要的是抗氧剂。    由于目前炼油厂大量采用二次加工法,使得汽油中的不饱和烯烃含量增加,其氧化聚合速度比汽油更快,氧化聚合的产物为高分子化合物,在刚生成时是溶于汽油的,随着含量的增加,开始沉淀为一种胶质物,使汽油混浊,造成管路和滤网的堵塞。如生成的胶质吸附在燃烧时产生的颗粒上,成为一种沉积物,其硬度很强,从而引起发动机部件的损伤,而发生故障,直接影响到发动机的使用年限。    汽油中添加抗氧剂的主要目的是防止汽油氧化衰变,阻止烯烃和二烯烃的氧化聚合,限制胶制聚合物的生成,不使胶质含量急剧上升,但是抗氧剂加入汽油中不能消除已经产生的胶状物质,必须在汽油氧化开始之前加入抗氧剂才能达到最佳效果。国外为提高汽油的抗氧剂性能和适应大石油公司连续化添加抗氧剂的要求,在裂化系统输出口至储罐进口管道上加入抗氧剂,这样首先要把抗氧剂先配成高浓度母液,逐步稀释到输油管中去,油溶性偶氮燃料作为抗氧剂是最佳的选样。    二、传统抗氧剂    抗氧剂类似于聚合反应中的阻聚剂,许多胺类、酚类和醌类化合物都能作为阻聚剂,它们的作用是指变成不与单体加成的游离基,从而相互磁化,使反应链终止。目前常用的传统汽油抗氧剂分为酚类和胺类。    ①烷基苯酚类    目前作为汽油抗氧剂常用的如4-甲基-2,6叔丁基苯酚,用于航空油,沸点达265℃,不易挥发,凝固点70℃。其次是2,6-二叔丁基苯酚, 凝固点52℃,两者都是苯酚衍生物,兼有灭菌作用,由于羟基二侧有体积很大的叔丁基的空间位阻,在溶液中溶解度很小,它的加入量很大,一般为5~100ppm。    ②对苯二胺衍生物    对烯烃含量高的汽油,对苯二胺类化合物有很显著的抗氧作用,最常用的是N,N-二异丁基对苯二胺,它的凝固点为14℃,所以在低温下使用要加稀释剂, 而且可能被储罐下碱性水吸收,从而降低抗氧剂的含量,影响抗氧剂的作用,它的加入量比烷基苯酚少,为5~20ppm。    ③新油溶性染料    油溶性染料作为抗氧剂,在国外已普遍应用,但在国内由于体制的关系尚在开发阶段,以油溶性染料作为汽油中的抗氧剂具有以下几个特征,能在任何温度下溶于汽油及其它油品,而且能达到所需的浓度,并绝对不溶于储罐下部的水层,尤其是经过碱洗的汽油其水层也是碱性的,油溶性染料作为抗氧剂不会与汽油中其它添加剂发生化学反应,能帮助汽油在汽缸中完全燃烧,减少结碳,不留残余物,汽油在汽缸内充分燃烧后,减少了尾气有害物质的排放,对环境保护又起到了促进作用。添加量为5~10ppm。    三、油溶性染料作为抗氧剂在汽油及其他油品的反应过程    油溶性染料作为汽油抗氧剂,是通过偶氮染料氮化反应生成氧化偶氮苯衍生物,生成的氧化偶氮苯衍生物链而发生一系列反应,最终生成肼及邻苯乙醌,此二化合物本身是一种阻聚剂,反应一开始就吸收了氧,有效地阻止了氧化聚合反应。    如果油溶性偶氮染料分子中引入给电子取代基,如甲基、甲氧基后,偶氮基的氮原子上电子云密度增大,将使氧化反应加速,因此国外用CI油溶红24号作为抗氧剂。    国外产品如巴斯夫公司的SudanRed380,SicostyrenRed38005、StenoplatRedGBNThermopiatRed380,卜内门(ICI)公司的WaxlineRed0及拜耳公司的CereoRedBB等,其在汽油中的溶解度为0.08%~1.0%,红色粉末,强度为标准的100%±5%,不溶物含量≤2.5%,水份≤5%, 耐热性150~170℃。    国产苏丹红为同一结构,但杂质太多,耐热性为120℃,更主要的是组成溶解度小,制成浓度较高的母液,极易产生重结晶体,难以适应连续添加抗氧剂的工艺要求。    上海染化一厂研制的新油溶红24(暂定苏丹红5B)已在英荷壳牌及德士古等著名跨国石油公司应用,批量出口,它的技术指标如下:(1)最高吸收波长518~520mm;(2)强度为标准品的100%±5%;(3)水份含量<5%;(4)溶解度:2%油溶性红甲苯溶液中,不溶物含量≤1%。组成溶解度(Tx1311),以二苯胺、糠醛和S/ZELLSOLA(轻石脑油混合物
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