无铅汽油的问题
从上期我们知道,虽然铅是一种既经济又高效的抗爆震添加剂,但由于它对人体具有较大的毒害及对环境所造成的严重污染,其最终要被淘汰是必然的。无铅汽油的使用无疑使铅对人类的危害性得到控制,但同时为使汽油保持较高的抗爆震性,就必须采用一些其他的解决方法和手段,用以代替铅的作用。
一般来说,工厂提高汽油辛烷值的途径有三个:
一是选择良好的原料和改进加工工艺,例如采用催化裂化、重整等二次加工工艺。
二是向产品中调入抗爆性优良的高辛烷值成分,例如异辛烷、异丙苯、烷基苯等。
三是加入抗爆剂。
在实际工作中,可根据具体情况采用其中一种或同时采用几种方法,以获得高辛烷值的汽油。
人们在实践中认识到在汽油中加入少量高效率的抗爆剂可以大大提高低辛烷值汽油的抗爆性,也是取得高辛烷汽油的最经济的方法,尤其是当单纯采用加工和调和方法难于取得理想效果时,加抗爆剂也就成为调整汽油辛烷值的有效办法。
现代汽车发动机的技术及制造材料都与以往有很大的不同。电喷取代了化油器,轻合金大量地用于气缸盖、气缸壁、活塞、活塞环、连杆和进排气门等部件的制造,以减小运动部件的惯性及发动机质量。但无论是电喷还是合金材料,都有一个很大的缺陷:对腐蚀的抵抗力很弱。原先使用含铅汽油时,在气门、活塞顶部、气缸壁和喷嘴等部件的表面会被覆上一层铅膜,很自然地起到一种保护作用,减少汽油成分中氧化物、硫化物对机件的腐蚀。而采用无铅汽油,会失去这种作用,使合金部件直接与汽油中的腐蚀成分相接触,易于被腐蚀,影响发动机的使用寿命。
无铅汽油中的抗爆剂
由于添加剂的化学成分与石油同类产品,而且在提高油品品质方面确实起到了不可替代的作用,所以目前国际上采用添加剂来获取高品质油品已成为最主要的方法之一,尤其是在汽油中添加抗爆剂已成为提高辛烷值的最有效、最常见的一种方法。现在世界各国在生产的汽油中,都普遍加入一定量的抗爆剂。
多年来,在人们实验过的许多金属和非金属抗爆剂中,锰基有机化合物是品质最好的抗爆剂之一,简称MMT。MMT可以在无铅汽油中有效地提高辛烷值,并且还有减轻发动机磨损的作用。但其最大的缺点是成本高,大约是铅抗爆剂的四倍,而且它还有破坏汽车尾气净化的作用,使得它在使用中存在争议。
金属有机物抗爆剂虽然效果好,但金属氧化物系固体,不易排出气缸。即使利用导出剂,长期使用也势必造成金属积累引起的火花塞失灵、排气门寿命缩短和燃烧室积碳增加的问题。所以人们又在研究使用纯有机化合物作为抗爆剂。比如已在欧洲一些国家生产使用的一种简称MMA的抗爆剂,有相当好的抗爆性,但它的造价较高,在使用中也受到限制。我国使用较多的是一种简称MTBE的有机抗爆剂。这种抗爆剂在世界上应用得比较广泛。MTBE加入汽油中对汽油的理化性质及密度都影响不大,而且具有良好的抗爆怀,它的缺点是使汽油比较容易吸收水份,在使用、储运中应中以控制。MTBE在汽油中的加入量各国规定不一,美国规定11%,欧共体允许15%。目前要找到一种完全满足全部条件和要求的添加剂还是不现实的,这就需要加入类型的添加剂以平衡达到不同的目的。