N-甲基苯胺作汽油抗爆剂应用进展
中国石油石油化工研究院大庆化工研究中心  曹胜先
    N-甲基苯胺为无色或浅黄色液体，溶于乙醇、乙醚，不溶于水，能被皮肤吸收引起中毒，是合成染料、颜料、
医药、农药等的重要有机中间体，并能提高汽油的辛烷值，用途十分广泛。
　　汽油抗爆剂是能够提高汽油辛烷值，阻止或降低爆震的一类油品添加剂。目前常用的抗爆剂主要有金属抗爆剂
和非金属有机物抗爆剂或其混和剂。N-甲基苯胺为非金属抗爆剂。
　　一、国内N-甲基苯胺作抗爆剂的应用研究
    ●车用增标抗爆环保型汽油添加剂及制备产品的方法
    西安键能科技有限责任公司开发了一种车用增标抗爆环保型汽油添加剂，其特征在于包括或含有：甲醇
30%~53%，乙醇4%~5%，丁醇5%~8%，异丁醇20%~33%，N,N－二甲基苯胺3%~4%，N－甲基苯胺15%~20%。
    制备方法为按配比通过计量阀门分别将甲醇、乙醇、丁醇、异丁醇、N,N-二甲基苯胺、N-甲基苯胺等放入密封
的贮料槽，静置10～20分钟，待其自然混合均匀即可。添加本发明1%的“JN-1”添加剂，则可提高1.0～1.18个
辛烷值。本添加剂不但提高辛烷值效果明显，而且是无灰型添加剂，抗爆性能强，环保性较好，使燃气排放更清洁，
且价格较低。
　　●含N-甲基苯胺的汽油辛烷值有机添加剂
    孟凡松申请了一项关于一种汽油辛烷值有机添加剂的专利CN200410035665.2。该产品是由甲醇、N-甲基苯胺、
邻甲苯胺按体积比为20%∶40%∶40%在常温常压下混合搅拌一起配制而成。该添加剂能将辛烷值不合格的93号、90
号汽油调和成符合国家标准的93号和90号汽油。
    此外，抚顺百年醇基添加剂公贸公司研制开发了两种车用汽油有机抗爆剂，用于提高车用汽油抗爆性能、提高
辛烷值改善汽油品质，并申请了专利。其中TMR-2抗爆剂包括辛烷值高的抗爆主剂（一甲基苯胺），抗爆助剂，辛烷
值增效剂及少量的清净分散剂。根据权利要求1所述抗爆主剂（一甲基苯胺），其抗爆性能优于MTBE，处于国内领
先水平。
    据报道，N-甲基苯胺作汽油抗爆剂在我国南方部分城市曾有试用，但是由于使用成本较高和对环境影响的不确
定性没有进行大量推广。目前一些科研院所对N-甲基苯胺作汽油抗爆剂使用过程中出现的问题进行针对性研究，不
过由于对其环境评价涉及到的部门很多，影响因素也是多方面的，因此研究工作的进一步开展还需时日。
    二、N-甲基苯胺作汽油抗爆剂在国外的应用
　　各种金属有机化合物抗爆剂虽然效率高，但是有一个共同的特点，即金属氧化物系固体，不易排出气缸。即使
利用引出剂，长期使用中仍不断有金属积累，引起火花塞失灵，排气阀寿命缩短，燃烧室壁积碳增加。长期以来很
多学者一直在研究使用纯有机化合物作为抗爆剂，以避免上述缺点。
　　在各种有机化合物抗爆剂中以苯胺类的效果较好，其次是某些酯类。在各种氮化合物中以二甲基苯胺和一甲基
苯胺的效率最高。
　　上世纪70年代，国外已开始N-甲基苯胺作为汽油抗爆剂的研究，商品名为MMA。MMA作为抗爆剂已在欧洲大量
生产并使用，效果较好。表1中列出了在含有四乙铅的汽油中加入MMA后对汽油辛烷值影响的试验数据。
表1 汽油中加入3%MMA后辛烷值提高情况
汽油的组成/%（体积）    汽油的辛烷值（研究法）
汽油       异辛烷        未加MMA        加3%MMA
64.0        36.0        80.8        92.4
41.0        59.0        90.0        99.5
29.0        71.0        95.0        ＞100
14.5        85.5        100.0        ＞100
　　从表1中可以看出在加入四乙铅的汽油中使用MMA可以进一步提高其抗爆性。
    一甲基苯胺对汽油混合气的品质也有提高的效用。此外，与其他抗爆剂相比，MMA不增加燃料抗爆剂作用的敏
感度。例如，在含四乙铅0.6mL/L汽油中加入MMA后，其马达法及研究法辛烷值的增加大致相等，见表2。
表2  汽油中加入MMA后辛烷值提高的比较
辛烷值              添加MMA%（体积百分比）
               0     0.5     1.0     1.5
马达法        79.5    80.5    81.5    82.4
研究法        85.0    86.4    87.7    88.6

    胺类化合物对爆震的抑制作用主要是胺基分解出的游离氢与燃烧中的活性自由基作用生成不活泼的分子所致。
各类胺化合物能分离出游离氢的能力不一，胺自由基的稳定性也不同，因而它们的抗爆效率各不相同。在各种胺类
化合物中，仲胺类的效率最高，伯胺类次之，叔胺类最低，芳基胺的效率高于脂肪胺。
    胺类化合物虽然具有某些良好性能，但是它们提高汽油辛烷值的能力比四乙铅要低得多。以提高单位辛烷值的
成本计也比四乙铅昂贵。目前，俄罗斯是使用N-甲基苯胺作为汽油抗爆剂最多的国家，而且有产品供应国内市场。
N-甲基苯胺作为抗爆剂也在欧洲一些国家生产使用，德国曾用凯落莫尔（Keromell）MMA的商品名出售过该类抗爆
剂。N-甲基苯胺具有较好的抗爆性，但造价较高，在使用中受到限制。
　　N-甲基苯胺作为抗爆剂没有推广的另一个原因主要是由于胺基中N含量问题，国外有研究表明，要控制汽车尾
气排放中NOX含量，就要控制汽油中胺类化合物不大于17g/L，而在此范围内，胺类化合物一般所能提高辛烷值的
范围为1.2～2个单位。所以减少抗爆剂中胺类化合物的含量，使其在环保范围内发挥最大的效能，是该类抗爆剂能
否推广使用的一个难点。
　　此外，据悉在新加坡和越南还有规定：在未弄清N-甲基苯胺对环境的影响之前，禁止汽油中添加N-甲基苯胺作
为辛烷值增进剂。
　　国内N-甲基苯胺供应充足，主要的生产厂家和供应商有江阴市利爱达贸易有限公司、武汉嘉凯隆科技发展有限
公司和天津以恒国际贸易有限公司等。作为汽油抗爆剂，添加量很大，成本较高。由于N-甲基苯胺对环境的影响因
素还没有确定，因此将其作为汽油抗爆剂还需谨慎使用。
延伸阅读
汽油非金属抗爆剂作用机理及应用简介
　　常见的非金属抗爆剂有苯胺及其衍生物(N-烷基苯胺、二甲基苯胺)、烯烃聚合物及各种含氧有机化合物如甲醇、
乙醇、异丙酮、叔丁酮、甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚、醋酸异丁酯等，多数是混合物。高辛烷值的有机添加剂其
作用机理主要是减少过氧化物。汽油机在压缩过程中，即速燃期之前的发火延迟期内油品是单级自燃反应，也产生
了部分过氧化物。该过程提供的能量降低了不饱和烃开链的活化能，使之与过氧化物反应。在速燃期以前使不饱和
烃转变成环氧化合物，减少了过氧化物，避免了多个火焰中心的生成，使向未燃区传播活性核心的作用减弱，这样
增强了油品的抗爆性能。
　　甲醇、乙醇加入汽油调制的醇化汽油虽然辛烷值有所提高，但存在油品的馏程改变、饱和蒸汽压增幅较大、油
耗增加、夏季出现气阻和成本较高等问题。一些有机抗爆剂与油品的互溶性较差，放置较长时间会产生沉淀。有的
非金属抗爆剂本身的辛烷值较高，加入后使调合汽油的辛烷值也得以提高。
　　环氧化合物辛烷值较高，同时也使烯烃分子自身在燃烧过程中添加了氧原子，使燃烧更彻底，有一定的节油效
果。一般非金属抗爆剂添加量较大，成本也较高，通常是与金属抗爆剂混合使用。