乙酸仲丁酯對(duì)93號(hào)汽油質(zhì)量及對(duì)橡膠溶脹性影響評(píng)價(jià)

成海英

（中海油氣（泰州）石化有限公司，江蘇 泰州 225321）

乙酸仲丁酯對(duì)93號(hào)汽油質(zhì)量及對(duì)橡膠溶脹性影響評(píng)價(jià)

Effect evaluation of sec-butyl acetate on the quality of no.93 gasoline and rubberswellability

成海英

（中海油氣（泰州）石化有限公司，江蘇 泰州 225321）

乙酸仲丁酯為無(wú)色易燃液體，具有辛烷值高、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性等特點(diǎn)，經(jīng)分析和初步實(shí)驗(yàn)認(rèn)為乙酸仲丁酯可用作辛烷值添加劑，是目前發(fā)現(xiàn)的可以替代甲基叔丁基醚（MTBE）作為汽油添加組分的新型化學(xué)品。以不同含量乙酸仲丁酯作為添加劑，加入93號(hào)汽油為研究對(duì)象，對(duì)其熱值、餾程、實(shí)際膠質(zhì)以及對(duì)幾種橡膠材料進(jìn)行溶脹性測(cè)定進(jìn)行了研究。

乙酸仲丁酯；橡膠溶脹性；實(shí)際膠質(zhì)；熱值；餾程

1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與結(jié)果分析

1.1 乙酸仲丁酯對(duì)93號(hào)汽油熱值的影響

實(shí)驗(yàn)步驟：

先插上電源開(kāi)機(jī)，然后在燃燒皿中稱(chēng)取一定重量的分析試樣（1 g左右，精確到0.0002 g），隨后取鎳絡(luò)絲吧兩端分別摟在氧彈內(nèi)的兩個(gè)電極上，與試樣近似接觸，中間有條縫隙），絲不要碰到燃燒皿，以免短路導(dǎo)致點(diǎn)火失敗，接著打開(kāi)氧氣瓶閥門(mén)，在氧彈內(nèi)加入10 ml蒸餾水，擰緊氧彈蓋，并沖入氧氣，壓力達(dá)到3 MPa，即可放入儀器內(nèi)使用，而后將氧彈放內(nèi)筒固定支架上，注意環(huán)不要碰到電極棒上，再把裝好油樣的氧彈放在內(nèi)筒支架上，蓋好，接著按任一鍵把光標(biāo)移到測(cè)熱按確定，輸入油樣的質(zhì)量，按確定鍵，當(dāng)聽(tīng)到連續(xù)的滴滴響聲，記錄數(shù)據(jù)，按復(fù)位鍵，取出氧彈，放氣，清洗，擦干，關(guān)掉氧氣瓶閥門(mén)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。（注意：在測(cè)試中發(fā)現(xiàn)有異常情況按復(fù)位鍵，自動(dòng)停止工作）。

由儀器直接測(cè)出的數(shù)據(jù)結(jié)果作出散點(diǎn)圖，我們可以很清楚地知道隨著乙酸仲丁酯含量的增加，熱值呈下降的趨勢(shì)，變化不大，趨近于線性關(guān)系。因此我們可以得出這樣的結(jié)論：乙酸仲丁酯的加入量在不高于20%時(shí)，93號(hào)汽油的熱值不會(huì)受到很大的影響，發(fā)動(dòng)機(jī)可以正常工作。

實(shí)驗(yàn)小結(jié)：燃料油熱值測(cè)定的基本原理是將一定量的燃料油試樣裝在量熱儀氧彈內(nèi)的燃燒皿里，充入氧氣，在密閉條件下完全燃燒。完全燃燒后產(chǎn)生的熱量使量熱體系溫度升高，由溫度計(jì)測(cè)出內(nèi)筒介質(zhì)溫度的變化量，從而測(cè)出燃料油的彈熱值。

1.2 乙酸仲丁酯對(duì)93號(hào)汽油餾程的影響

實(shí)驗(yàn)步驟：

首先用清潔、干燥的量筒量取100 ml乙酸仲丁酯與93號(hào)汽油混合液注入洗凈、吹干的蒸餾燒瓶中，按規(guī)定條件安裝好儀器，接著用插好溫度計(jì)的軟木塞，緊密地塞在盛有混合液的蒸餾燒瓶口內(nèi)，使溫度計(jì)和蒸餾燒瓶的軸心線互相重合，并且使水銀球的上邊緣與支管的下邊緣在同一平面，選擇合適的石棉墊，然后在各連接處涂上火棉膠之后，將瓶罩放在石棉墊上，罩住蒸餾燒瓶，而后將量筒放在冷凝管下端，對(duì)蒸餾燒瓶均勻加熱，記錄初餾點(diǎn)、10%、30%、50%、70%、80%、90%、終餾點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，取出瓶罩，讓蒸餾燒瓶冷卻5 min后，將殘留物倒入5 ml的量筒中，待冷卻到常溫時(shí)，記錄殘留物的體積，讀出量筒中總餾物體積，準(zhǔn)確到0.1 ml?？蓞⒄震s程測(cè)定法（GB/ T 255—88）。

表1 含9%乙酸仲丁酯的93號(hào)汽油餾程

表2 含12%乙酸仲丁酯的93號(hào)汽油餾程

表3 乙酸仲丁酯含量不同的93號(hào)汽油實(shí)際膠質(zhì)含量

市場(chǎng)上的商品汽油添加劑MTBE的含量為12%左右，因此這次10%蒸發(fā)溫度不高于70 ℃，50%蒸發(fā)溫度不高于120 ℃，90%蒸發(fā)溫度不高于190 ℃，終餾點(diǎn)不高于205 ℃，殘余量不高于2%（體積分?jǐn)?shù)）。

由表1和表2得知，含量9%乙酸仲丁酯的93號(hào)汽油符合標(biāo)準(zhǔn)，而含量12%乙酸仲丁酯的93號(hào)汽油略高于標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)殘余量也不符合標(biāo)準(zhǔn)。

可以得出初步結(jié)論，乙酸仲丁酯作為93號(hào)汽油添加劑不能高于12%，與MTBE的添入量有區(qū)別。

1.3 乙酸仲丁酯對(duì)93號(hào)汽油膠質(zhì)的影響

實(shí)驗(yàn)步驟：

首先清洗試驗(yàn)用燒杯（無(wú)明顯膠質(zhì)殘留），接著風(fēng)干燒杯中的水跡，移至調(diào)好150 ℃的烘箱烘干1 h，1 h后迅速取出并移至冷卻瓶，冷卻時(shí)間應(yīng)最少2 h，2 h后取出燒杯并稱(chēng)量（第一次），記錄數(shù)據(jù)，開(kāi)始裝入50 ml待測(cè)油液（期間開(kāi)泵，預(yù)熱連接器）把裝好待測(cè)油液的燒杯放入蒸發(fā)孔中，緩慢調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子流量計(jì)，使其恒定在108的轉(zhuǎn)速，蒸0.5 h，然后慢慢關(guān)小轉(zhuǎn)子流量計(jì)在0刻度以上，關(guān)泵，迅速用鑷子取出燒杯并移至冷卻瓶中，冷卻時(shí)間至少2 h，取出燒杯并測(cè)量（第二次），而后用25 ml正庚烷進(jìn)行抽提，靜置10 min倒出洗液，重復(fù)一次進(jìn)行抽離，再蒸發(fā)5 min，然后迅速轉(zhuǎn)移杯子到冷卻瓶冷卻2 h，之后取出來(lái)稱(chēng)量（第三次），記錄數(shù)據(jù)。

根據(jù)GBT 8019—2008得知；車(chē)用汽油或其他非航空燃料的溶劑洗膠質(zhì)含量按下式計(jì)算：

式中：

S——溶劑洗膠質(zhì)含量，mg/100 mL；

Y——第二次記下的配衡燒杯質(zhì)量，g；

Z——第三次記下的配衡燒杯質(zhì)量，g；

得出的結(jié)果如表3乙酸仲丁酯含量不同的93號(hào)汽油實(shí)際膠質(zhì)含量。

通過(guò)表3作出乙酸仲丁酯含量不同的93號(hào)汽油實(shí)際膠質(zhì)含量折線圖。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，有些油品的膠質(zhì)超過(guò)了正常范圍（即5 mg）。分析得出，存在這樣的原因可能是操作上的一些失誤；可能是在用正庚烷洗滌的過(guò)程中并沒(méi)有把很好的把膠質(zhì)洗滌掉；可能是杯子在洗的時(shí)候沒(méi)有洗干凈，存在一些機(jī)械雜質(zhì)；可能是在量取油樣的時(shí)候讀數(shù)的誤差等。

1.4 乙酸仲丁酯對(duì)“O”型橡膠密封圈溶脹性的影響

丁腈橡膠作為一種通用型的合成橡膠，具有良好的工藝和物理性能，雖然某些膠種的抗溶脹性能與丁腈橡膠接近但其在工藝、性能、價(jià)格上均不同程度的遜于丁腈橡膠。因此有必要對(duì)丁腈橡膠作進(jìn)一步研究。本次實(shí)驗(yàn)研究了三種丁腈橡膠。

通過(guò)對(duì)丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠溶脹性實(shí)驗(yàn)的研究，丁腈橡膠和氟橡膠在乙酸仲丁酯汽油抗溶脹性比硅橡膠好，在成本來(lái)說(shuō)，丁腈橡膠比氟橡膠更有優(yōu)勢(shì)。因此，在選擇橡膠來(lái)說(shuō)，丁腈橡膠是首選。

2 結(jié)論

添加了乙酸仲丁酯會(huì)使93號(hào)汽油的熱值下降，隨著含量的增加，熱值呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，因此要適量添加乙酸仲丁酯才能保證汽油發(fā)揮正常的熱值。

在餾程中，乙酸仲丁酯含量為9%時(shí)，其10%蒸發(fā)溫度不高于70 ℃，50%蒸發(fā)溫度不高于120 ℃；而12%不符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)，因此得出初步結(jié)論：在餾程方面，添加量不能高于12%。

在實(shí)際膠質(zhì)方面，符合國(guó)五標(biāo)準(zhǔn)的有乙酸仲丁酯含量為0%、1%、5%、9%、12%。

在乙酸仲丁酯含量不同的93號(hào)汽油浸泡的橡膠變化趨勢(shì)相近；而乙酸仲丁酯含量相同對(duì)不同材質(zhì)的橡膠溶脹性能有著比較明顯的影響，溶脹作用的順序從大到小依次為：硅橡膠＞丁腈橡膠＞氟橡膠。

乙酸仲丁酯本身無(wú)毒、且易降解、不含金屬。如果通過(guò)研究和評(píng)價(jià)，證實(shí)乙酸仲丁酯適合用作辛烷值添加劑。乙酸仲丁酯將是MTBE的很好替代品，更重要的是為禁止MMT作為汽油添加劑提高保障，適應(yīng)辛烷值添加劑發(fā)展趨勢(shì)，市場(chǎng)前景廣闊。

［1］ 邊耀章，劉生全. 張春化等汽車(chē)新能源應(yīng)用理論［M］. 長(zhǎng)安大學(xué)汽車(chē)學(xué)院研究生教材.

［2］ 黃欽炎，田書(shū)紅. 油品分析與工藝實(shí)驗(yàn).茂名學(xué)院［M］. 2009. 12：5～6.

［3］ 中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn). 車(chē)用汽油，GB17930～2011.

TE626

1009-797X （2015） 16-0092-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.16.030

成海英（1981-），女，本科學(xué)歷，研究方向：煉油廠化驗(yàn)分析技術(shù)管理。

2015-07-12