乙酸仲丁酯對93號汽油質量及對橡膠溶脹性影響評價

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93號汽油質量及對橡膠溶脹性影響評價

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）

乙酸仲丁酯為無色易燃液體，具有辛烷值高、無毒、無腐蝕性等特點，經分析和初步實驗認為乙酸仲丁酯可用作辛烷值添加劑，是目前發現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品。以不同含量乙酸仲丁酯作為添加劑，加入93號汽油為研究對象，對其熱值、餾程、實際膠質以及對幾種橡膠材料進行溶脹性測定進行了研究。

乙酸仲丁酯；橡膠溶脹性；實際膠質；熱值；餾程

1 實驗數據處理與結果分析

1.1 乙酸仲丁酯對93號汽油熱值的影響

實驗步驟：

先插上電源開機，然后在燃燒皿中稱取一定重量的分析試樣（1 g左右，精確到0.0002 g），隨后取鎳絡絲吧兩端分別摟在氧彈內的兩個電極上，與試樣近似接觸，中間有條縫隙），絲不要碰到燃燒皿，以免短路導致點火失敗，接著打開氧氣瓶閥門，在氧彈內加入10 ml蒸餾水，擰緊氧彈蓋，并沖入氧氣，壓力達到3 MPa，即可放入儀器內使用，而后將氧彈放內筒固定支架上，注意環不要碰到電極棒上，再把裝好油樣的氧彈放在內筒支架上，蓋好，接著按任一鍵把光標移到測熱按確定，輸入油樣的質量，按確定鍵，當聽到連續的滴滴響聲，記錄數據，按復位鍵，取出氧彈，放氣，清洗，擦干，關掉氧氣瓶閥門，實驗結束。（注意：在測試中發現有異常情況按復位鍵，自動停止工作）。

由儀器直接測出的數據結果作出散點圖，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，變化不大，趨近于線性關系。因此我們可以得出這樣的結論：乙酸仲丁酯的加入量在不高于20%時，93號汽油的熱值不會受到很大的影響，發動機可以正常工作。

實驗小結：燃料油熱值測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。完全燃燒后產生的熱量使量熱體系溫度升高，由溫度計測出內筒介質溫度的變化量，從而測出燃料油的彈熱值。

1.2 乙酸仲丁酯對93號汽油餾程的影響

實驗步驟：

首先用清潔、干燥的量筒量取100 ml乙酸仲丁酯與93號汽油混合液注入洗凈、吹干的蒸餾燒瓶中，按規定條件安裝好儀器，接著用插好溫度計的軟木塞，緊密地塞在盛有混合液的蒸餾燒瓶口內，使溫度計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，對蒸餾燒瓶均勻加熱，記錄初餾點、10%、30%、50%、70%、80%、90%、終餾點，實驗結束時，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，記錄殘留物的體積，讀出量筒中總餾物體積，準確到0.1 ml。可參照餾程測定法（GB/ T 255—88）。

表1 含9%乙酸仲丁酯的93號汽油餾程

表2 含12%乙酸仲丁酯的93號汽油餾程

表3 乙酸仲丁酯含量不同的93號汽油實際膠質含量

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

由表1和表2得知，含量9%乙酸仲丁酯的93號汽油符合標準，而含量12%乙酸仲丁酯的93號汽油略高于標準，同時殘余量也不符合標準。

可以得出初步結論，乙酸仲丁酯作為93號汽油添加劑不能高于12%，與MTBE的添入量有區別。

1.3 乙酸仲丁酯對93號汽油膠質的影響

實驗步驟：

首先清洗試驗用燒杯（無明顯膠質殘留），接著風干燒杯中的水跡，移至調好150 ℃的烘箱烘干1 h，1 h后迅速取出并移至冷卻瓶，冷卻時間應最少2 h，2 h后取出燒杯并稱量（第一次），記錄數據，開始裝入50 ml待測油液（期間開泵，預熱連接器）把裝好待測油液的燒杯放入蒸發孔中，緩慢調節轉子流量計，使其恒定在108的轉速，蒸0.5 h，然后慢慢關小轉子流量計在0刻度以上，關泵，迅速用鑷子取出燒杯并移至冷卻瓶中，冷卻時間至少2 h，取出燒杯并測量（第二次），而后用25 ml正庚烷進行抽提，靜置10 min倒出洗液，重復一次進行抽離，再蒸發5 min，然后迅速轉移杯子到冷卻瓶冷卻2 h，之后取出來稱量（第三次），記錄數據。

根據GBT 8019—2008得知；車用汽油或其他非航空燃料的溶劑洗膠質含量按下式計算：

式中：

S——溶劑洗膠質含量，mg/100 mL；

Y——第二次記下的配衡燒杯質量，g；

Z——第三次記下的配衡燒杯質量，g；

得出的結果如表3乙酸仲丁酯含量不同的93號汽油實際膠質含量。

通過表3作出乙酸仲丁酯含量不同的93號汽油實際膠質含量折線圖。

通過實驗結果，有些油品的膠質超過了正常范圍（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程中并沒有把很好的把膠質洗滌掉；可能是杯子在洗的時候沒有洗干凈，存在一些機械雜質；可能是在量取油樣的時候讀數的誤差等。

1.4 乙酸仲丁酯對“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、價格上均不同程度的遜于丁腈橡膠。因此有必要對丁腈橡膠作進一步研究。本次實驗研究了三種丁腈橡膠。

通過對丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠溶脹性實驗的研究，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，在成本來說，丁腈橡膠比氟橡膠更有優勢。因此，在選擇橡膠來說，丁腈橡膠是首選。

2 結論

添加了乙酸仲丁酯會使93號汽油的熱值下降，隨著含量的增加，熱值呈現下降的趨勢，因此要適量添加乙酸仲丁酯才能保證汽油發揮正常的熱值。

在餾程中，乙酸仲丁酯含量為9%時，其10%蒸發溫度不高于70 ℃，50%蒸發溫度不高于120 ℃；而12%不符合國五標準，因此得出初步結論：在餾程方面，添加量不能高于12%。

在實際膠質方面，符合國五標準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號汽油浸泡的橡膠變化趨勢相近；而乙酸仲丁酯含量相同對不同材質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。

乙酸仲丁酯本身無毒、且易降解、不含金屬。如果通過研究和評價，證實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，適應辛烷值添加劑發展趨勢，市場前景廣闊。

［1］ 邊耀章，劉生全. 張春化等汽車新能源應用理論［M］. 長安大學汽車學院研究生教材.

［2］ 黃欽炎，田書紅. 油品分析與工藝實驗.茂名學院［M］. 2009. 12：5～6.

［3］ 中華人民共和國國家標準. 車用汽油，GB17930～2011.

TE626

1009-797X （2015） 16-0092-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.16.030

成海英（1981-），女，本科學歷，研究方向：煉油廠化驗分析技術管理。

2015-07-12