第41卷第21期2013年11月广州化工
Guangzhou Chemical Industry Vol.41No.21November.2013
吴王圣
（中集安瑞科南京扬子石油化工设计工程有限责任公司，江苏
南京210048）
摘伺服缸
要：随着人们环保意识的不断增强和日益严格的环保要求，世界各国都十分重视汽油质量的提高。本文简要介绍了国
内外汽油添加剂的发展历程和应用情况，对主要添加剂的性质特征、作用机理及性能做了较全面的分析，并介绍了新型多效添加剂、生物添加剂的发展情况，展望其发展趋势。由此推断出我们在推广应用新型汽油添加剂的同时，应加强产品更新换代工作，使我国的汽油添加剂向环保型、多样化方向发展。
关键词：汽油添加剂；现状；发展趋势中图分类号：O6－1
文献标识码：A
文章编号：1001－9677（2013）21－0021－03
作者简介：吴王圣（1983－），男，助理工程师，主要从事石油化工工艺及配管设计。
Current Situation and Development Trend of Gasoline Additives
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WU Wang －sheng
（Nanjing Yangzi Petrochemical Design Engineering Co.，Ltd.，CIMC ，Jiangsu Nanjing 210048，China ）
Abstract ：With the continuous enhancement and increasingly stringent environmental requirements of people ＇s awareness of environmental protection ，all countries in the world attached great importance to improving the quality ofgasoline.The development and application of domestic and overseas gasoline additives were briefly introduced ，properties and mechanism of action and performance of the main additives were analyzed comprehensively ，and the
development situation of the new multi effect additive ，
biological additive ，the trend of its development were introduced.It presented that in the popularization and application of new additive for gasoline ，the product renewal work should be strengthened at the same time ，to make gasoline additives in China to the development of environment －friendly and the direction of diversification.
Key words ：gasoline additive ；current situation ；trend in development
随着人们环保意识的不断增强和日益严格的环保要求，世界各国都十分重视汽油质量的提高。西方发达国家从20世纪80年代就开始实施了汽油无铅化方案，目前大多数国家都禁止使用加铅汽油。随着汽车保有量的日益增加和石油资源的减少［1］
以及环保法规的日益严格，降低燃油消耗和改善排放成为汽油机研究的重中之重，除改进发动机本身外，采用添加剂改善燃油品质也是切实可行的措施，它不需要改造内燃机结构，具有使用灵活、简便及成本低等优点，研究结果表明，燃油添 加剂能有效提高燃油性能、改善发动机的燃烧和排放特性［2］ 。
20世纪初期，汽车工程师发现，发动机没有爆燃时运转更
加顺畅和高效
［3－4］
，1916年，美国俄亥州科学家Thomas Midgely 发现，把碘酒加入汽油能减少发动机的爆燃现象，他把发动机敲缸现象和低质量的燃油燃烧（辛烷值）联系在一起，碘酒提高了汽油辛烷值降低了敲缸现象，但碘酒有两个缺陷：腐蚀性和价格昂贵。1917年，Thomas Midgely 和Charles Kettering 把乙醇和汽油混合在一起实验研究后发现，醇类和汽油混合能形成一种更适合的燃料，醇类存放容易、燃烧清洁、能在更高的压缩比条件下工作，由于增加了燃油的辛烷值而能产生更大的功率。
抓瓜随着人们对铅给催化转化器带来的毒害作用及对环境污染
的认识加深，科研人员也努力寻求措施去减轻燃料含铅所带来
的危害。1974年，由于EDB 对人体具有致癌作用［5］
，美国公共卫生署规定禁止使用EDB ，并于20世纪80年代开始实施汽油无铅化。由于无铅汽油的辛烷值较含铅汽油辛烷值低，随着汽车工业的发展和对燃油品质要求的提高，通过添加剂来改善油品水平越来越受到重视。
1汽油添加剂的应用现状
从添加剂的生产工艺来区分，燃油添加剂可分为化学添加剂、生及物理添加剂。化学添加剂是最早出现并应用最广泛的添加剂，即把化学药品添加到燃油中，通过化学反应来达到某种作用的添加剂，如抗爆剂、清洁剂、抗氧化剂、防冻剂、抗静电剂、助燃剂及染剂等。提高汽油的品质主要从提高辛烷
值入手［6］
，应用比较普遍的汽油添加剂组分主要有有机金属化合物、醚类、酸脂类及醇类等。
1.1锰基化合物
对于锰基有机化合物的抗爆机理［7］
，研究认为其与四乙基铅作用机理类似，在汽油燃烧过程中，锰基化合物高温下分解生成活性金属MnO 2的颗粒，由于其表面作用，破坏燃烧的链
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分支反应，使之变为活性很小的氧化中间产物，焰前反应中过氧化物浓度减少，链的长度和分支减少，有选择性地淬灭一部分有机过氧化物的游离自由基，延长着火的诱导期，并扩大冷焰区域，阻碍着火，降低了释放能量的速度，因而燃料的抗爆性能得到提高。
甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）是一种能提高汽油辛烷值的有机金属化合物，属金属化合物类抗爆剂，抗爆性能及与汽油感应性良好，抗爆效率约为四乙基铅的2倍。各国对MMT的使用情况不一样。美国由于担心MMT对人体健康和车辆排放控制系统的影响，一直没大面积使用。我国未明确禁止使用Mn类抗爆剂，据统计MMT目前仍然是我国车用汽油重要的抗爆剂。
1.2醚类化合物
含氧有机化合物（醚、醇、酯等）添加到汽油中，能提供更完全的燃烧，减少CO等排放。含氧有机化合物的抗爆机理［8］：在燃烧过程中，与汽油中的不饱和烃发生化学反应，生成环氧化合物，使整个燃烧过程中生成的过氧化物浓度减少，避免多火焰中心生成，使向未燃区传播活性燃烧核心的作用减弱。
甲基叔丁基醚（MTBE）为甲醇和异丁烯反应的产物，具有醚类所特有的气味，与汽油互溶性好，由于化学结构中叔碳原子和甲基的影响，使其具有良好的化学稳定性。从1979年意大利首先工业化合成MTBE以来，由于其可提高无铅汽油的氧含量，使汽油燃烧更充分，能大大减少汽车尾气中CO和臭氧
排放，辛烷值高，是理想的高辛烷值汽油添加剂，在随后的20年间，在世界范围内得到广泛的应用。然而，20世纪90年代后期，首先在美国加州的地下水中发现含有
MTBE，被污染的地下水可以在10年间渗透几百米而基本不降解［9］。为消除水中MTBE对人类健康的危害和对环境的污染，近年来国内外开发了包括高级氧化分解和微生物降解在内的多种MTBE水质污染治理方法，已取得了较好的效果，这些技术进步对MTBE的继续使用起到积极作用。总之，MTBE能否继续使用没有定论，对我国来说，并没有限制MTBE。
电暖水袋
乙基叔丁基醚（ETBE）［10］与MTBE相比，除含氧量稍低外，具有调和辛烷值高、易与汽油混合、沸点高、能减低汽油的挥发性、对环境污染小、原料乙醇无毒等优点。但ETBE应用推广的最大阻碍是原料乙醇价格相对昂贵，生产成本高。ETBE 目前尚未发现类似MTBE的环保和对人体伤害等问题，且由于MTBE转产ETBE的可能性，ETBE的市场应用潜力较大。
1.3醇类添加剂
醇类主要是指甲醇、乙醇等，属含氧燃料，乙醇和甲醇的含氧量分别是34.7%和50%，其辛烷值高，可用压缩比高，着火界限宽，火焰传播速度快，有利于提高热效率，具有良好的抗爆性和低污染排放性能，醇类与汽油混燃的抗爆机理与醚类氧化物类似。
1909年，美国人Henry Ford设计制造了第一辆燃用乙醇的汽车，20世纪20 30年代美国、巴西等先后将乙醇与汽油混合燃烧［11］，20世纪70年代两次能源危机之后，醇类开始得到较大规模的应用。乙醇与汽油有较好的互溶性，能由再生物质制取，辛烷值、燃烧速度高于汽油，乙醇汽油含氧增加，燃烧更加充分，由于燃烧持续期较短，过后燃烧程度小，热效率得到提高。乙醇的饱和蒸汽压、闪点、燃烧热值、水溶性等与汽油之间存在一定的差距，将乙醇加入汽油会对发动机、油品存储等产生负面影响。总之，添加乙醇虽然会提高汽油的整体质量，减少汽车尾气对环境的污染，但从长远考虑乙醇与汽油较大的价格差会影响乙醇汽油的推广。
甲醇是最简单的饱和脂肪醇，可进行氧化、酯化、脱水等化学反应，与汽油的理化性质很接近，这使得甲醇部分替代汽油是可行的。甲醇与一些特定的物质混合作为汽油添加剂具有与MTBE相似的功能。且原料价格较低，具有明显的价格优势，作为汽油添加剂具有较大的市场潜力和竞争力。
2汽油添加剂的发展动向
2.1其他新型添加剂
除了上述高辛烷值汽油添加剂外，目前开发的一些新型汽油添加剂，由于具有抗爆性、清洁性、经济性等多重功效，而逐步得到推广应用。新型多效添加剂是一种由多种有机化合物组成的复合化学添加剂，成分复杂，不同厂家的燃油添加剂成分完全没有可比性，有些成分已在基础油中存在，有些成分
对不同燃油生产厂家、不同加油站的油品起的作用不同。复合化学添加剂的作用效果是对油品有选择性的，因此，面对种类繁多的新型添加剂，需要慎重选择适合的添加剂，另一方面应结合我国的实际情况，尽快研究并建立自己特的燃油添加剂评定方法体系［12］。
2.2生物添加剂
生物添加剂是近几年发展起来的通过生物合成的一种添加剂，生物添加剂具有以下优点：（1）以植物为原料，满足可持续发展的要求；（2）植物生长过程中吸收的CO和生物基添加剂使用过程中释放的CO量相当，可以缓解温室效应；（3）天然物质便于微生物降解，可以减少环境污染；（4）植物中的脂基是带极性的，植物制剂对烃类、醇类的缓和作用，对燃料有助燃效果。如国外利用棕榈油为原料制备的一种生物基汽油添加剂［13］，对发动机的燃油经济性具有较明显的改进作用，改性后的该生物添加剂可以提高汽油辛烷值1.5个单位左右，但生物基添加剂能改善汽油燃烧以及生物基添加剂对燃油具有选择性的原因都有待进一步研究。由于生物合成过程中质量控制困难，且作用衰减快，短期内产品可能失去功效，因此此类产品稳定性有待提高。但由于生物的可再生性，决定了其具有良好的发展前景。
3结论及建议
尽管MTBE在一定时期内仍成为我国主要的汽油添加剂，但从长远看，在决定继续扩建和新建MTBE
装置时应慎重考虑。乙醇汽油在我国还处于试验和发展阶段。但从发展趋势来看，这些环保型燃料添加剂具有良好的市场前景和竞争力。
新型复合添加剂有了很大的发展，品种繁多，且抗爆、节能、排放效果不错，但由于我国燃油性能指标方面的空白，组分指标也没有严格执行，添加剂的选择使用比较混乱。生物添加剂的应用为添加剂的发展提供了更多的方向，由于其对燃油经济性的影响和可再生性，将会有广泛的应用前景，但一些技术上的问题有待解决。
目前，我国已开发出了一系列汽油添加剂，但与国外相比仍有差距。因此我们在推广应用新型汽油添加剂的同时，应加强产品更新换代工作，使我国的汽油添加剂向环保型、多样化方向发展。
（下转第33页）
淡化，产水水质会留有一定的含量的人体所需的矿物质，此水质对人体来说更有益。因此，纳滤技术在苦咸水淡化领域的应用逐渐活跃起来［25］。
4结论
在我国农村，很多地区居民深受地质的盐碱、苦咸、高氟的困扰。苦咸水、高氟水在农村分布广泛。据统计，我国仍有7700万人饮用氟超标的苦咸水、高氟水，并且主要集中在农村。由于农村居民主要是以地下水为生活饮用水水源，所以需要对高氟水、苦咸水进行脱盐与脱氟处理以达到生活饮用水的卫生标准，从根本上来解决农村居民饮用水的问题。
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