油品添加劑應(yīng)用5

第五章燃料油添加劑1助燃劑一、貯運(yùn)管理用添加劑（1）抑制沉渣生成的,一旦生成也可使之分散于油中的沉渣分散劑。（2）促進(jìn)油水分離、抑制乳化的（如船用燃料油）油水分離劑。（3）降低凝點(diǎn)或冷濾點(diǎn)、改善低溫流動(dòng)性能的低溫流動(dòng)性改進(jìn)劑。（4）殺菌滅藻劑（如船用燃料油）。2助燃劑二燃燒促進(jìn)用添加劑（5）促進(jìn)燃燒的助燃劑。促進(jìn)燃燒，降低燃點(diǎn)。從而抑制、減少煙灰的生成以及噴嘴頂端粘附物的生成；提高熱效率。（6）防止生成含水沉渣的乳化防止劑，破壞油水乳化，改善燃燒狀態(tài)。3助燃劑三燃燒后處理用添加劑（7）減少爐管結(jié)垢，一旦結(jié)垢也容易剝離的添加劑。（8）防止釩等金屬高溫腐蝕的防腐蝕劑。（9）防止硫腐蝕的低溫防腐蝕劑（10）減少SOx和NOx排放的環(huán)保添加劑。4助燃劑加助燃劑的目的是為了使燃料油的燃燒效果好，熱效率提高，消耗量降低，防止腐蝕設(shè)備和防止污染環(huán)境。隨著助燃劑的進(jìn)一步發(fā)展，助燃劑包含了炭煙防止劑、油泥防止劑及油渣分散劑、水分離劑及灰分改質(zhì)劑等各種性能的添加劑。5助燃劑燃料油未完全燃燒產(chǎn)生的炭煙為直徑約0．01～1．0μm(平均0．07μm)的炭粒子，懸浮在空氣中造成大氣污染。直徑在10μm以上的炭粒子落下速度快，并且下落時(shí)間短。大氣中的S02在較短時(shí)間內(nèi)(12～24h)，特別是在太陽光波290～400nm照射下，迅速發(fā)生光氧化反應(yīng)，變?yōu)镾03。這個(gè)反應(yīng)速度約以每小時(shí)0.1％～0．2％的比率發(fā)生，但隨即發(fā)生SO3+H2O一→H2SO4的反應(yīng)，而成為硫酸霧形成酸雨。6助燃劑助燃劑通常是Cr，Co，Cu，Na的環(huán)烷酸鹽和磺酸鹽以及高級(jí)醇的硫酸酯等。陰離子OH-,COO-,N02-等也有一定的效果。日本的赤松秀雄等人曾對(duì)66種金屬鹽類作為助燃劑進(jìn)行比較試驗(yàn)，結(jié)果表明不同金屬的影響很大，酸根的影響小。當(dāng)向著火溫度508℃的炭質(zhì)燃料中加入5％的KOH時(shí)，著火溫度降低278℃，加入5％的K2CO3時(shí)降低286℃，加入5％的KCI時(shí)降低303℃。但最經(jīng)濟(jì)有效的還是使用NaCl(80％～90％)+Zn粉(20％～10％)的混合物。而液體燃料則常用NaCl和ZnS04等的溶液。作為炭煙防止劑還是鋇系有機(jī)化合物最為有效。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)燃料防煙劑常用磺酸鋇。7助燃劑有灰型燃料添加劑可分為含金屬的有機(jī)化合物和含金屬的無機(jī)化合物。根據(jù)其金屬特性，又可分為以下幾類：1）堿金屬化合物（無機(jī)鹽，有機(jī)鹽）；2）堿土金屬鹽（無機(jī)鹽，有機(jī)鹽），氧化物；3）過渡金屬鹽，氧化物；4）稀土金屬鹽，氧化物；5）貴金屬及其有機(jī)配合物。這些化合物以可溶性的羧酸鹽、環(huán)烷酸鹽、碳酸鹽、磺酸和磷酸有機(jī)鹽、酚鹽、有機(jī)配合物、金屬及其氧化物等形式引入燃料，作為燃料燃燒的催化劑，具有提高燃料燃燒效率等功能。8助燃劑在改善燃油燃燒性能方面，金屬化合物具有很好的效果，加入少量的這些化合物就可使燃油的燃點(diǎn)溫度降低，燃燒速度加快并促使其安全燃燒。其中尤以鋇鹽效果頗佳。由于鋇鹽的催化作用，可抑制因熱分解而導(dǎo)致的游離碳的生成；另外電子密度高的鋇氧化物可與脫氫后的碳結(jié)合，阻礙其進(jìn)一步環(huán)化。有利于游離碳的燃燒。對(duì)已經(jīng)環(huán)化的碳也有促進(jìn)燃燒的催化作用。9助燃劑無灰型助燃添加劑這些化合物可提供自由基強(qiáng)化燃燒，有的還可在燃燒反應(yīng)區(qū)引入補(bǔ)充氧；有的還具有表面活性，降低燃料-空氣邊界上的表面張力，使燃料霧化得更好，燃燒得更完全；有的還具有清凈作用，能在金屬表面形成保護(hù)膜，防止在燃燒室和噴油嘴上結(jié)焦。根據(jù)結(jié)構(gòu)和組成，無灰型助燃劑可主要分為以下幾類：羧基類；氨基類；復(fù)合有機(jī)物；聚合物類；多效復(fù)合。10重質(zhì)燃料油防腐蝕劑在重質(zhì)燃料油中加入的防腐蝕劑可分為高溫腐蝕抑制劑和低溫腐蝕抑制劑兩種。所謂高溫腐蝕，是指燃料油中存在的較多金屬V和Na在高溫條件下產(chǎn)生的腐蝕。11重質(zhì)燃料油防腐蝕劑首先是金屬V的腐蝕。燃料油中的金屬V在燃燒過程中生成的如V2O5之類的低熔點(diǎn)化合物（熔點(diǎn)675℃），粘附在金屬表面。當(dāng)環(huán)境溫度超過它的熔點(diǎn)時(shí)，熔融的V2O5便會(huì)溶解掉金屬表面的一層保護(hù)性氧化膜，并作為一種強(qiáng)氧化劑促進(jìn)金屬急劇腐蝕。在有Na和S共存的情況下，還會(huì)生成熔點(diǎn)約600℃的Na2SO4，粘附在金屬材質(zhì)表面，并造成腐蝕。其次是金屬Na的腐蝕。燃燒過程中原本存在于燃料中的金屬Na，會(huì)與燃燒氣體中的水蒸汽反應(yīng)生成NaOH，進(jìn)而NaOH又與燃燒氣中的SO2和空氣中的氧反應(yīng)生成Na2SO4，熔點(diǎn)為880℃。當(dāng)環(huán)境溫度超過它的熔點(diǎn)時(shí)，便會(huì)形成粘稠的微粒并將燃燒氣中的灰分粘附在一起，沉積于金屬壁表面變成沉積垢，造成垢下腐蝕。若是用于柴油機(jī)，沉積垢粘附在增壓機(jī)的葉片上，即會(huì)造成壓力波動(dòng)。當(dāng)Na含量超過100mg/kg時(shí)回造成污損故障。對(duì)于小型鍋爐來講，傳熱面溫度一般低于550℃，不會(huì)發(fā)生高溫腐蝕。大中型鍋爐的蒸發(fā)管、過熱管表面溫度在600℃左右，有可能產(chǎn)生高溫腐蝕。特別是過熱器的吊鉤，支撐柱和隔板等不傳熱部位，溫度易超過600℃，常因腐蝕而出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。對(duì)于柴油機(jī)而言，如此高的溫度下，排氣門常會(huì)因腐蝕（或積炭）而出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象。12重質(zhì)燃料油防腐蝕劑燃燒中加入一些高熔點(diǎn)物質(zhì)提高其熔點(diǎn)，便可達(dá)到不熔不腐蝕的效果，這就是高溫腐蝕抑制劑，多以Mg系物質(zhì)為主要成分（如MgO，CaO和Al2O3等）。當(dāng)沉渣中（MgO＋CaO）/V2O5之比為1時(shí)，便可達(dá)到完全不熔化。13重質(zhì)燃料油防腐蝕劑所謂低溫腐蝕，是指低溫下發(fā)生的腐蝕。燃料油在燃燒時(shí)，所存在的S幾乎全部被氧化成SO2，而SO2是比較不活潑的。在1700℃才會(huì)轉(zhuǎn)化為活潑的SO3，但油中存在的V和堿金屬以及腐蝕生成的氧化鐵起到了催化劑的作用。在600℃左右便可促進(jìn)這種轉(zhuǎn)化。迅速生成的SO3顯