赵 扬,崔永胜,郑 斌,钟 亮
(天津悦泰石化科技有限公司,天津 300384)
汽油清净剂清洗性能测定的探讨
赵 扬,崔永胜,郑 斌,钟 亮
(天津悦泰石化科技有限公司,天津 300384)
以GB 19592—2004《车用汽油清净剂》标准中附录B《汽油机进气阀沉积物模拟试验方法》为基础,对汽油清净剂清洗性能测定进行了探讨。在比较清净剂清洗性能时不宜使用汽油作为基础油,提出了一种以异辛烷-二甲苯混合溶剂代替汽油作为基础油评定汽油清净剂清洗性能的模拟试验方法。对多种市售汽油清净剂进行试验的结果表明,该试验方法的重复性和再现性均较好,有可能作为一种检测汽油清净剂清洗性能的辅助方法。
汽油 清净剂 模拟试验
近年来,我国汽车行业发展迅速,汽车的销售量和保有量迅速增加,我国已经成为世界第三大汽车生产国和第二大汽车消费国。同时,汽车保有量的迅速增加带来的负面效应也显现出来,其排放的污染物已成为城市空气污染的第一大污染源。研究表明,在车用汽油中加入有效的清净剂,是控制机动车污染物排放的有效方法[1-3]。目前我国颁布的《车用汽油清净剂》(GB19592—2004)[4]和《评价汽油清净剂使用效果的试验方法》(GB19230—2004)[5]两个标准中只规定了加入清净剂后产生的沉积物不大于某一规定值,而对已形成的沉积物进行清洗的性能没有试验指标。本课题以GB 19592—2004《车用汽油清净剂》标准中附录B《汽油机进气阀沉积物模拟试验方法》为基础,提出了一种以异辛烷-二甲苯混合溶剂代替汽油作为基础油评定汽油清净剂清洗性能的模拟试验方法,通过对多种市售汽油清净剂进行试验,验证该模拟方法的重复性和再现性。
从燕山石油化工有限公司、天津石油化工公司以及中国石化销售华北分公司天津储备库采集符合GB 17930—2006《车用汽油》规定技术要求的汽油,代号分别为YS90,TJ90,TJ93,TG97,基础汽油的性质见表1。另外选取了符合GB 19592—2004标准的国内外7个厂家生产的汽油清净剂,编号为A~G,其中A~C为聚醚胺型汽油清净剂,D~G为聚异丁烯胺型汽油清净剂,A,B,G为国外品牌,C,D,E,F为国内品牌。
表1 基础汽油的分析数据
在GB 19592—2004附录B《汽油机进气阀沉积物模拟试验方法》规定的试验条件下,将定量的含有环戊二烯助剂的试验用油经过喷嘴与空气混合并喷射到一个已经称重并加热到试验温度条件下的沉积物收集器上,模拟汽油机进气阀沉积物生成,然后将生成的沉积物称量,得到基础沉积物质量M1;含有清净剂的试验用油经过喷嘴与空气混合并喷射到上述已经生成沉积物的收集器上,模拟汽油机进气阀沉积物清洗过程,然后将生成的沉积物称量。重复清洗三次,得到经过清洗的沉积物质量M2。清净剂的清洗率按以下公式计算:
式中,δ为沉积物的清洗率,%;M1为基础沉积物质量,mg;M2为清洗后沉积物总质量,mg。
虽然采集的基础油均符合GB 17930—2006《车用汽油》标准中规定的技术要求,但对于同一种清净剂,基础油的影响很大。清净剂G在不同基础油中的清洗率见表2。由表2可见,清净剂G在不同基础油中沉积物的清洗率相差较大。这是由于不同基础油对同一种清净剂的感受性不同造成的。因此在比较不同清净剂的清洗性能时,用汽油作为基础油不能给出统一的基准,即使是同一种清净剂,在使用不同批次的汽油作基础油时表现也不一样。鉴于此,试验设计用分析纯的试剂(这些试剂的沸点应在汽油的馏程之内)混合物作为基础油,这样可以避免由于基础油的不同给评定结果造成影响;另外,要求这种基础油替代物在收集器上形成的积炭必须与基础汽油形成的积炭相似。经过多次试验,选定65%(体积分数)的异辛烷(沸点99.2 ℃)与35%(体积分数)的二甲苯(沸程137~140 ℃)混合物作为替代基础油,对这一混合物形成的积炭与汽油形成的积炭进行经傅立叶红外分析检测,两个谱图非常相似(见图1)。这主要是由于汽油中的烯烃和二烯烃对形成积炭有重要影响,而二烯烃的影响更加显著[6];试验中在基础油中加入的环戊二烯助剂是形成积炭的主要物质,所以汽油基础油形成的积炭和混合溶剂形成的积炭类似。因此,清净剂评价试验中以异辛烷-二甲苯混合溶剂代替汽油作为基础油。
表2 清净剂G在不同基础油中的试验结果
图1 异辛烷-二甲苯混合物积炭与汽油积炭的红外分析光谱
在1号试验仪上,对不同的清净剂进行清洗性能的评价试验,结果见表3。由表3可见,部分市售汽油清净剂的平均清洗率为正值,说明其对已形成的积炭无清洗作用,其中国外聚醚胺型清净剂的整体表现好于聚异丁烯胺型清净剂。另外,从表3可见,试验的重复性较好。
在2号试验仪上,进行相同的试验,试验结果见表4。从表4可见,试验结果进一步验证了各个样品的清净性能;同时,与1号试验仪上得到的数据相比较,试验的再现性较好,不同仪器上同一种清净剂的平均清洗率偏差不超过3%。
(1)部分市售清净剂产品的清洗率大于零,只有延缓积炭形成的作用,对已经形成的积炭几乎无清洗作用。
(2)基础油对试验结果的影响较大,通过采用分析纯的试剂混合物作为基础油,可避免由于基础油的不同给评定结果造成的影响。
(3)该试验方法的重复性和再现性均较好,有可能作为一种检测汽油清净剂清洗性能的辅助方法。
表3 1号试验仪上不同清净剂的试验结果
表4 2号试验仪上不同清净剂的试验结果
[1] 张鹏新.汽车清净剂的发展与展望[J].石油化工动态,2000,8(3): 21-23
[2] 王志新,申海平.汽油清净剂的研究与应用[J].世界汽车,1998,(10): 13-14
[3] 徐燕声,王幼慧,王锡础.汽油清净剂的研究、应用及进展[J].石油商技,1995,(3): 2-9
[4] 中华人民共和国国家质量监督检查检疫总局,中国国家标准化管理委员会.GB19592—2004 车用汽油清净剂[S].北京:中国标准出版社,2005
[5] 中华人民共和国国家质量监督检查检疫总局.GB19230—2003 评价汽油清净剂使用效果的试验方法[S].北京: 中国标准出版社,2004
[6] 聂刚,刘文俊,牛成继,等.烯烃对汽油及清净剂性能的影响考察[J].汽车工艺与材料,2000,(10): 17-18
A DISCUSSION ON THE EVALUATION OF THE CLEANING PERFORMANCE OF GASOLINE DETERGENT
Zhao Yang,Cui Yongsheng,Zheng Bin,Zhong Liang
(Tianjin Yuetai Petroleum Technology Company, Tianjin 300384)
The cleaning performance evaluation of gasoline detergent was discussed based on Appendix B “Gasoline engine intake valve deposits simulation method”of GB 19592—2004“Detergent additive for vehicular gasoline”. The cleaning performances of various detergents in several gasoline samples were studied. It was found that when comparing the cleaning performance of various detergents using gasoline as base oil was not appropriate since the sensitivities of gasoline to various detergents were varied. Thus using the mixture of iso-octane and xylene as base oil was proposed. Test results of various gasoline detergents showed that the repeatability and reproducibility of this modified method were good; furthermore, it could also compare the detergent performance of cleaning existing coke.
gasoline; detergent; simulation test
book=2010,ebook=1
2009-08-18;修改稿收到日期:2009-11-27。
赵扬(1979—),男,硕士,工程师,2005年毕业于天津大学化工学院,现主要从事油品添加剂研究和油品质量管理工作。