成品油添加剂PPT课件

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1、油 气 储 运 应 用 化 学授 课 人 ： 马 桂 霞联 系 方 式 ： 89732205(O) 13691114451 授 课 内 容n 第 一 章 绪 论n 第 二 章 油 气 储 运 化 学 基 础 知 识n 第 三 章 原 油 化 学 组 分 的 分 离 及 分 析 方 法n 第 四 章 原 油 处 理n 第 五 章 油 田 污 水 处 理n 第 六 章 清 、 防 蜡 技 术n 第 七 章 原 油 输 送 用 化 学 剂 n 第 八 章 成 品 油 添 加 剂 8.1 燃 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

2、 ， 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

3、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

4、 量 标 准 中 规 定 ： 90#车 用 汽 油 中 四 乙 基 铅 的 含 量 不 大 于 0.35g/L； 93#和 97#车 用 汽 油 中 四 乙 基 铅 的 含 量 不 大 于 0.45g/L。无 铅 汽 油 MMT： 甲 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

5、异 丙 酯 、 硝 酸 正 丁 酯 、 硝 酸 异 丁 酯 、硝 酸 异 戊 酯 、 硝 酸 异 辛 酯 （ 0.1 0.3v%)。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 2,6-二 叔丁 基 对 甲 酚 ， 它 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,N-二 亚 水 杨 丙 二 胺 ， 它 能 与 铜反 应 生 成 稳 定 的 螯 合 物 ,从 而

6、抑 制 铜 对 生 成 胶 质 的 催 化 作用 . 流 动 性 改 进 剂 改 善 柴 油 的 低 温 流 动 性 ,降 低 其 凝 点 ， 主 要 品 种 是 乙烯 -醋 酸 乙 烯 酯 （ EVA） ， 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 CS2等 含 硫 化合 物 。 抗 静 电 剂 提 高 油 品 的 电 导 率 ， 可 以 迅 速 地 消

7、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

8、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

9、 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 。 8.2 润 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

10、 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 (T101 T106） 具 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 (T115） 烷 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

11、力 ， 但 其 分 散 能 力 较 差 。烷 基 水 杨 酸 盐 (T109） 具 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 (T108） 前 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

12、用 的 是 丁 二 酰 亚 胺 型 的 无 灰 分 散 剂 。无 灰 分 散 剂 （ T151 T155） 清 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

13、 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

14、 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

15、， 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 2,4-二 叔 丁 基 对 甲 酚 （ T501） ， 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

16、 限 制 。 主 要 产 品 有 ： 对 -二 异 辛 基 二 苯 胺 ， 主 要 用 于 内 燃 机油 ； N-苯 基 -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

17、 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

18、 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

19、 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

20、 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

21、 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

22、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

23、 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

24、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

25、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

26、 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