第十一章 石油用化学品

精细化学品化学第十一章

石油用化学品

基本要求：1、掌握石油用化学品的定义、分类及作用原理2、了解各类化学品的作用，主要品种的性质、优缺点以及

使用注意事项3、了解石油用化学品的发展趋势第一节

概述一、石油用化学品及其分类石油用化学品是在石油及其制品的生产中用于提高采油率、改进生产工艺、改善燃料油和润滑油的质量等的化学添加剂。石油用化学品一般可按用途分为油田化学品和石油加工助剂两大类。油田化学品是指用于油田勘探、采集、钻井和集输等过程中所使用的化学品；石油加工助剂是指在石油加工过程和石油产品中加入的起物理作用或化学作用的少量物质，又称为石油添加剂。图11.1石油用化学品的种类二、石油用化学品的发展及前景1、油田化学品随着世界经济的迅猛发展，石油供不应求，原油价格飙升，极大地刺激了原油的措施性开采，油田化学品市场速度增加。我国石油资源紧缺，随着我国西部和南方海相地层石油的开发，以及东部老油田稳产的需要，油田化学品的需求大幅度地增加。总之，加强油田开发，提高油田采收率，同时加强环境保护，需要更多的新型、高效、降低污染的油田化学品。钻井化学品的发展方向主要是：为加强环境可接受、生物毒性低和保护储层的添加剂的研制，采用天然材料的分子修饰、深度改性，加强木质素、褐煤、栲胶、纤维素、淀粉类材料的应用采油化学品的发展方向主要是在提高化学驱效果、降低成本、提高适应性等方面进行研究，开发抗温抗盐聚合物和活性剂、粘度稳定剂，复合驱、泡沫驱、微生物驱、超声波、微波等新技术及其驱油剂的研究与应用。集输化学品的发展方向主要是在研究开发长距离输油管道防蜡剂、防腐剂、稠油降粘剂；适于高含水期原油的反向破乳剂（水包油型原油乳状液破乳剂）；适于不同类型稠油的高效降凝、减阻和降粘剂。目前，我国油田化学品的发展虽然在过去的十年取得了很大的进步，但是与石油产品发展的需求相比，还有很多的不足，主要表现在质量水平不高、制作的成本太高、种类也不是很齐全，没有系统化和配套的产品，具有特殊性能的原创专用产品、高效环保型产品少。2、石油加工助剂

燃料油添加剂的品种已也较齐全，性能也达到了较高的水平，但新品种的研究开发工作仍十分活跃。燃料油添加剂的发展方向是：机理研究与产品开发相互促进；添加剂的组成结构由简单到复杂，由高分子化合物到高分子聚合物；由单一组分转向二元或二元以上的多元组分，利用各组分间的协同作用，进行复合技术的开发与应用；要求性能高、无副作用、原料易得、合成工艺技术含量高，大幅度提高效益。润滑油添加剂的发展尤为迅速。随着添加剂性能的提高，以减少添加剂的用量，但有些情况下需增加添加剂的用量第二节

原油开采及处理添加剂一、钻井化学品钻钻浆是指油气钻井过程中以其多种功能满足钻井工作需要的各种循环流体的总称，又称钻井液。钻浆的作用是：净化井眼；将钻屑带出地面；冷却和润滑钻头；钻浆中的粘土颗粒附着在井壁上形成薄而韧的泥饼而稳定井壁；防止井喷、漏、塌、卡等。钻浆有两大类，一种是泥浆，载体主要是水；另一种则是油浆，载体主要是柴油或原油。表11.1钻浆添加剂类别和处理剂序号类别处理剂12345678910111213141516171819煤碱剂消泡剂降滤失剂降粘剂土粉加重剂增粘剂页岩抑制剂润滑剂堵漏剂絮凝剂解卡剂起泡剂乳化剂缓蚀剂杀菌剂pH值控制剂除钙剂温度稳定剂腐殖酸钠、铬腐殖酸聚醚类、硬脂酸类、有机硅类羧甲基纤维素、聚丙烯酸盐、腐殖酸、改性淀粉单宁、栲胶、木质素磺酸盐、聚合物、有机硅膨润土、钙膨润土、钠膨润土、有机膨润土重晶石、钛钡铁矿、赤铁矿、石灰石、氯化钠、氯化钾、溴化钙、溴化锌羧甲基纤维素、香叶粉、田菁粉、瓜尔胶磷酸钾、硅酸钾、磺化沥青、腐殖酸钾、硝基磺化腐殖酸钾、聚丙烯酸钙、聚丙烯酸钾热聚油、磺化植物油、乳化渣油、极压润滑剂RH3、CT3-6果壳（棉子壳、花生壳等）、锯木屑、麦秆、改性纤维素、丙烯腈、丙烯酰胺共聚物、速凝水泥聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺磺化酚醛树脂、无荧光润滑剂、表面活性剂和聚合物烷基磺酸钠、烷基苯磺酸钠、脂肪醇醚硫酸钠OP系列、斯本80、平平加、环烷酸、环烷基苯磺酸三乙醇胺咪唑啉类、碱式碳酸锌（除硫剂）、亚硫酸钠（除氧剂）甲醛、多聚甲醛氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、石灰碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠重铬酸钾、重铬酸钠1、煤碱剂煤碱剂是由褐煤粉加适量的烧碱和水配制而成的，主要成分是腐植酸钠。现场常用的配方（质量比）：褐煤:烧碱:水=15:(1～3):(50～200)。用重铬酸钾处理过的褐煤用于深井作业，具有很高的热稳定性、井壁稳定性和防塌效果。2、消泡剂消泡剂主要用于消除钻井液中的泡沫，以保证液柱具有一定的压力，防止井喷和井塌事故。我国常用的消泡剂聚醚类（如甘油聚醚、丙二醇聚醚、丙三醇聚氧丙烯聚乙烯醚）、硬脂酸类（如硬脂酸、硬脂酸铝、硬脂酸铅）、有机硅基类（如消泡剂DSMA-6、QDA8211）、有醇类（如消泡剂7501、杂醇）等。3、降滤失剂降滤失剂又称滤失控制剂、降失水剂。降滤失剂的分子都是含有多个官能团的大分子或高分子。它在泥浆中电离成长链的多价负离子，能吸附在粘土颗粒表面上形成吸附水化膜，同时提高粘土颗粒的电动电位，增大粘土颗粒聚结的机械阻力，微细粘土颗粒还能与长链的大分子部分粘结，避免粘土颗粒的直接接触，这样就大大提高了粘土颗粒聚结稳定性，致使泥浆中细小粘土颗粒的含量增多，有利于形成致密的泥饼。

按化学结构可将降滤失剂分为羧甲基纤维素、聚丙烯酸盐、腐殖酸、改性淀粉等五类（1）羧甲基纤维素钠盐羧甲基纤维素钠（CMC）是将棉花纤维经烧碱处理成碱纤维，再在一定温度下与氯乙酸钠进行醚化反应，产物经老化、干燥制得，已大量用于泥浆降滤失剂，是纤维素类降滤失剂的主要种类，但价格较高。（2）淀粉类

淀粉类与纤维素类的降滤失剂结构相似。淀粉主要从谷物和玉米中分离出来，是最早使用的钻井液降滤失剂。由于淀粉为碳水化合物，易发酵，对温度的耐受力较差，所以在使用时需加入防腐剂，深井和超深井不能使用。（3）腐殖酸类

腐殖酸主要来源于褐煤，其基本组成元素为C、H、O、N和少量S和P，相对分子量在几百到几十万之间，主要的官能团为羧基、酚羟基、醇羟基、醌基、甲氧基和羰基等。由于其中有较多可与粘土颗粒吸附的基团，所以腐殖酸钠具有良好的降滤失作用，还有降粘的作用。（4）丙烯酸聚合物类

丙烯酸类聚合物是低固相聚合物钻井液的主要处理剂类型之一，制备的原料主要有丙烯腈、丙烯酰胺、丙烯酸和丙烯磺酸等，根据引入的基团、分子量、水解度以及生成盐不同，可以合成一系列处理剂。常见的有AM-SAS共聚物、乙酸乙烯酯丙烯腈共聚物及降滤失剂JST501等等。（5）树脂类主要以酚醛树脂为主体，经磺化或引入其他基团制。国内常用SPNH降滤失剂是一种磺化褐煤树脂，是一种复合型药剂。其主要成分是磺化腐殖酸铬盐（SMC）、磺化酚醛树脂（SMP）、水解聚丙烯酰胺（NPAN）等，按一定比例配制而成，有较好的降滤失效果，抗温、抗盐、抗钙性能优良，同时具有一定的降粘作用。4、降粘剂

钻井液降粘剂主要用来降低钻井液的粘度，控制钻井液的流动性。通常在钻井液的使用过程中，由于高温、泥浆中粘土颗粒用量大、盐侵活钙侵等原因，使钻井过程中粘土颗粒形成网状结构而使粘度增大，故需添加一些高分子处理剂作为降粘剂。（1）天然材料改性物降粘剂a单宁单宁又称鞣质，广泛存在于植物的根、茎、皮、叶或果实中，是多元酚的衍生物，为无定形粉末，具有吸湿性。不同来源和不同提取条件所得到的丹宁，其化学结构虽然不同，但都是没食子酸的衍生物，含有可水解鞣质和缩合鞣质两类物质。单宁用作泥浆处理剂时，一般配成碱液，其中包括丹宁酸水解的酸性产物的钠盐，统称为丹宁酸钠（NaT），其水溶性增大。一般认为其降粘机理为，丹宁酸钠苯环上相邻的双酚羟基可以配位吸附在粘土颗粒断键边缘的Al3+处，剩余的-ONa和-COONa均为水化基团，给粘土颗粒带较多负电荷和水化层，使粘土颗粒端面处于双电层斥力和水化层中，从而拆散和削弱粘土颗粒间的网状结构。b栲胶栲胶是由落叶松树皮、橡椀、红柳皮等富含单宁的植物原料经水浸提和浓缩等步骤加工制得的。配成栲胶碱液起降粘作用的成分是丹宁酸钠，但栲胶中含糖类较多，温度高时易发酵，使钻井液性能变坏，一般仅用于浅井和中深井。C木质素木质素类一种高度复杂的材料具有大量的各种官能团，其包括：经基，芳族和甲基，能很好的用于制备成钻井液处理剂。。木质素磺酸盐是木质素的代表产物，木材制浆造纸时，亚硫酸盐法处理木材后的废液，经过滤、浓缩、改性、干燥等得到木质素磺酸盐，属阴离子表面活性剂，有良好的水溶性、化学稳定性、螯合性、分散力、粘结性，经改性可作为钻井液降粘剂。。（2）合成聚合物降粘剂

用于钻井液降粘剂的合成聚合物有两类，一类是以磺化苯乙烯为主的共聚物，如磺化苯乙烯与马来酸酐、衣康酸的共聚物；另一类是乙烯基或烯丙基单体的均聚或共聚物。这类单体有丙烯酰胺、丙烯酸、乙烯磺酸、磺化苯乙烯、甲基丙烯酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、乙烯基乙酰胺、对烯丙基氧苯磺酸钠等。此种降粘剂具有较好的抗温、抗盐和钙能力，可以与其他类型的处理剂相互兼容，配合使用。（3）有机硅类降粘剂20世纪80年代中期开始采用有机硅作为钻井液降粘剂。该类处理剂的泥浆粘土容量很高，高温下性能稳定。近年来研究性能较好的有Gx、HJN301以及有机硅与腐殖酸钾接枝产品。二、采油化学品采油化学品是在石油开采过程中进行压裂、酸化、堵水、防砂、清防蜡等作业时所采用的化学品。采油化学品可分为酸化用化学品、压裂用化学品、提高采收率用化学品三类。采用强化采油添加剂可以去除粘土颗粒，沉积物对地层的堵塞，达到扩大原油渗透率的目的，也可改变原油的物性如粘度、凝固点等，使油气稳产、增产。1、酸化用添加剂酸化是油井激产重要措施之一，挤入油层的酸液通过对岩层的化学溶蚀作用，可扩大油流孔道和提高岩层渗透率。酸液还可溶解井壁附近的堵塞物如泥浆、泥饼等，有助于提高油井的生产能力。油田酸化时常用的酸：盐酸（6%～37%HCl）、氢氟酸（3%～15%HF）、土酸（3%～12%HF）、甲酸（10%～11%HCOOH）、乙酸（19%～23%CH3COOH）、氨基磺酸（NH2SO3H）等。此外还有添加各种助剂配成的缓速酸、稠化酸、乳化酸、微乳酸、泡沫酸、潜在酸等。（1）乳化酸乳化酸一般以油为连续外相、酸为分散相所组成的油包酸型体系。其特点是粘度较高，滤失少。乳化酸的配方为（质量份）：原油2、柴油2、土酸（盐酸与氢氟酸的混合物）6、乳化剂适量。按配方将各组分混合，充分搅拌成乳化液即为成品。乳化剂用量视具体情况而定，即将油/酸混合液完全乳化，静置不分层为限。（2）胶凝酸胶凝酸又称稠化酸，能改善酸化液的降滤失性和泵送时的摩擦阻力，能提高残酸粘度从而改善对固体残渣的悬浮与携带性能。胶凝酸的配方如下：醋酸50%、PAM1.5%、Na2Cr2O7·2H2O125mg/kg、硫代乙酰胺1500mg/kg等。（3）铁螯合剂油井酸化作业时，由于酸液对井下管道及金属设备的腐蚀及地层中含铁矿物的溶解而形成Fe2+和Fe3+。随着残酸液的排出，地层液pH值升高会形成氢氧化铁沉淀，造成地层渗流孔隙的阻塞，形成沥青质淤垢，降低产油率或注水量。防止这种危害的有效方法是向酸化液中加入适量的铁离子螯合剂。可以作为油井酸化用的铁螯合剂为柠檬酸、醋酸、EDTA、氮基三醋酸酯等有机物或聚合物。（4）酸化缓蚀剂随着粘井深度增加，井深超过四、五千米后，井底温度高达180℃以上，此时在浓酸酸化作业中必须加入有效的缓蚀剂以避免高温下浓酸对油井设备的腐蚀。常用的酸化缓蚀剂一般为有机缓蚀剂，它是由电负性较大的O、N、S和P等原子为中心的极性基和C、H原子组成的非极性基（如烷基R-）所构成，这些缓蚀剂通过物理吸附或化学吸附形成吸附膜对金属起到保护作用。2、压裂用化学品压裂就是用压力将地层压开，形成裂缝，并用支撑剂将其支撑起来，以减少液体流动阻力的增产方法。压裂液主要有三种类型，即水基、油基和醇基压裂液。在配制压裂液时，常加入各种化学品，这些化学品称压裂用添加剂，包括破胶剂、缓蚀剂、助排剂、交联剂、粘土稳定剂、减阻剂、防乳化剂、起泡剂、降滤失剂、pH值控制剂、暂堵剂、增粘剂、杀菌剂、支撑剂等14类。3、提高采收率用化学品提高采收率用添加剂包括提高水驱采收率用化学剂和强化采油添加剂。提高水驱采收率用化学剂是在使用水做驱替液驱替原油时添加，主要包括：聚合物驱油剂和深部液流改向用剂。强化采油添加剂主要为了提高原油采收率，其主要作用为改变油层中油、水、气、蜡晶、岩石和沥青等的相形态及它们之间界面性质的问题。（1）提高水驱采收率用化学品①聚合物驱油剂聚合物驱油是以聚合物水溶液作为驱替液的采油技术，主要作用为提高水相粘度，降低水相在孔隙中的相对渗透率，降低水油流度比，减少驱替中指进的发生。常见的种类有合成聚合物以及生化聚合物。催化剂的有部分水解聚丙烯酰胺。黄原胶、田菁胶等等。A部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）分子式为：HPAM热稳定性较好；剪切稳定性较差；化学稳定性较差；生物稳定性较好。B生化聚合物黄原胶（XC）分子式：

与HPAM相比，其增粘性、抗盐性能较好，溶液粘度随温度的变化小，但是热稳定性差，生物稳定性差（需加醛类杀菌剂），剪切稳定性好（支链）。XC的生产过程中发酵时间长，发酵液浓度低，产品化成本高，故国内常用的还是HPAM。C天然聚合物田菁胶（又称瓜儿胶）是从田菁种子胚芽提炼出的豆胶。分子式为：

田菁胶驱油剂成本低，但是溶解速率小且容易生物降解，故出现田菁胶改性产品。②深部液流改向用剂油层为非均质的，水驱时驱替水易沿着高渗透的孔道前进，高渗透孔道中的原油被驱出，后续的驱替水更易沿水通道推进，使大部分渗透率相对较小的孔隙中原油不能被驱出。为提高驱替液的波及效率，必须要使用深部液流改向技术。深部液流改向技术主要原理是将一定浓度的聚合物溶液与交联剂溶液混合，可以形成一定强度的冻胶，封堵高渗透率的地层。常用的交联剂种类有：螯合型交联剂和共价键型交联剂。螯合型交联剂常见的主要是采用Cr(Ⅱ)、Al(Ⅲ)、Ti(Ⅵ)、Zr(Ⅳ)等金属与适当的螯合剂形成水溶性金属螯合物；共价键型交联剂为能与HPAM等聚合物中官能团发生反应形成新的共价键的有机化合物，常见的为：低分子醛（甲醛、乙二醛），低聚酚醛树脂，酚-胺树脂等。（2）强化采油添加剂①化学驱用剂石油磺酸盐石油磺酸盐是一种重要的磺酸盐型表面活性剂，主要由SO3磺化芳烃含量较高的石油或石油馏分，再由碱中和制得。因为原料组成不同，故石油磺酸盐分子结构复杂。大致架构如下：石油磺酸盐用作驱油剂具有表面活性强、配伍性好、生产工艺简单、来源广、成本低等优点，石油磺酸盐使用上存在一定的局限性：抗盐能力差；由于组成不同，不同当量组分在岩石上的吸附能力差异大，导致用量不能统一；抗温性能差；与聚丙烯酰胺等配伍差；由于组成不同，故分相流动现象明显，表面活性剂损失大。b.合成磺酸盐合成磺酸盐主要包括：烷基磺酸盐、烷基芳基磺酸盐、α-烯烃磺酸盐和氧乙烯基磺酸盐等。α-烯烃磺酸盐（AOS）具有良好的耐盐、耐高价金属离子性能。AOS是以C14~C18的重α-烯烃为原料，通过SO3磺化，中和及磺内酯水解制得，包含烯烃磺酸盐、羟基磺酸盐以及多磺酸盐。具有较强的耐盐性，增溶效果好，但低温易形成液晶。c.石油羧酸盐石油羧酸盐是由原油适当馏分（C22~C24）的烷烃为原料，采用催化氧化法生产，是一种具有石蜡基烷烃的亲油基和羧基的亲水基的阴离子表面活性剂。该产品成本低，耐盐范围宽，抗盐和抗钙、镁离子能力强，与重烷苯型磺酸盐复配效果较好。d.碱碱作为化学驱油剂的主要作用为可以与石油中的某些组分发生化学反应，产生表面活性剂，可以代替部分外加的驱油用表面活性剂。常用的碱有氢氧化钠、碳酸钠、原硅酸钠、硅酸钠、碳酸氢钠、氨等。②热力采油用化学剂稠油开采的困难在于流动性差，主要指在油层中不易流入生产井，以及在生产井底不易流至地面。为改善流动性，采用向油层中注入水蒸气，以加热原油和地面。为了提高驱油波及率和驱替率，主要技术是注入高温泡沫或调剖剂完成。常见的高温调剖剂为：烷基苯磺酸盐、α-烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、聚氧乙烯烷基醇醚烷基磺酸盐以及某些含氟的表面活性剂。三、集输化学品在原油收集、处理、输送过程中为保证原油质量、保证生产过程安全可靠和降低能耗所用的化学品称作集输化学品。主要有缓蚀剂、破乳剂、减阻剂、乳化剂、流动性改进剂、天然气净化剂、水合物抑制剂、海面浮油清净剂、防蜡剂、清蜡剂、管道清洗剂、降凝剂、降粘剂、抑泡剂、粘土稳定剂等14类。1、破乳剂原油中通常含有沥青质，特别是高粘原油中含有很多的沥青。沥青相对分子质量大，而且分子中含有较多的羧基、羟基、巯基等活性基团，很容易和水形成稳定的乳化液。因此，原油采出后必须通过加入破乳剂及其他物理方法将采出液中的油和水分开。（1）聚环氧乙烷环氧丙烷醚

聚环氧乙烷环氧丙烷醚是由环氧乙烷、环氧丙烷及高碳醇在碱性条件下共聚而成。反应式如下：（2）RI-01原油破乳剂RI-01原油破乳剂由70%的TA-1031和30%的PR-7525两种破乳剂复配而成。与单一破乳剂相比，脱水率大大提高，达到油净水清的效果。此外，对于难破乳的沥青质原油乳液和高粘稠原油乳液，采用复配破乳剂效果更为显著。2、防蜡剂石蜡是C18～C60的碳氢化合物。在地下油层条件下，蜡是溶解在原油中的，当原油从井底上升到井口以及在集输过程中，由于压力、温度降低，就会出现结蜡。能清除蜡沉积的化学剂称为清蜡剂。防蜡剂是能抑制原油中蜡晶析出、长大、聚集或在固体表面沉积的化学剂。防蜡剂主要分稠杂环芳烃及其衍生物（萘、菲、蒽、苊、芘、苯并芘等）、高分子油溶性物质和表面活性剂型等三大类。稠杂环芳烃及其衍生物（萘、菲、蒽、苊、芘、苯并芘等）可以参与蜡晶的形成，使蜡晶形状不规则，不易长大。表面活性剂型防蜡剂有油溶性表面活性剂（如石油磺酸盐、胺型表面活性剂）和水溶性表面活性剂油溶性表面活性剂是通过改变蜡晶表面性质，使蜡不易进一步沉积。而水溶性表面活性剂吸附在蜡表面，使蜡表面或管壁表面形成一层水膜，防止蜡在其上沉积。3、清蜡剂能清除蜡沉积物的化学品称清蜡剂，主要分油基清蜡剂和水基清蜡剂。油基清蜡剂是溶解石蜡能力较强的化学溶剂。国内外常采用的有CS2、CCl4、苯、甲苯、二甲苯、混合芳烃、轻质石油如汽油、煤油等。在此基础上，又发展了含有机溶剂和表面活性剂的复配型清蜡剂，如配方：苯甲醚25%（质量）、OP-7或OP-10为0.1%～1.0%、烷基芳烃混合物49%～49.9%。水基清蜡剂是以表面活性剂为主要成分，以水为载体，其中溶有互溶剂（如醇、醇醚，用以增加油和水的相互溶解）或碱性物质。这种类型的清蜡剂既有清蜡作用，又有防蜡作用。将含丁基酚聚氧乙醚25%、二乙二醇丁醚25%、甲醇25%的水溶液15L用193L水稀释后配成的水基清蜡剂，可使采油量大大增加。4.降凝剂降低原油凝固点的化学处理剂叫原油降凝剂。原油降凝剂的作用在于影响蜡晶的网状目构造的发育过程，从而使油品的凝固点（倾点）降低。降凝剂可以归纳为两大类，一类是缩合物型，典型产品有氯化石蜡与萘或酚的缩合物，如帕拉弗洛（Paraflow）和山驼普尔（Santopow）；另一类是不饱和单体的均聚物或共聚物，典型产品有乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚甲基丙烯酸高碳醇酯、乙烯-马来酸酐酯（或富马酸酯）、聚丙烯酸高碳醇酯等。近年来逐渐瞩目于降凝剂的复配使用以及各种三元共聚物的开发。5.有机粘土稳定剂产油地层里都含有粘土矿物，在酸化、压裂和注水作业时，这些粘土颗粒与外来引入水接触，就会发生膨胀、剥落和运移，使地层受到伤害，直接影响采油量和注水量。受损害的地层要恢复是十分困难的，因此，要投入化学剂预先稳定粘土。由于粘土颗粒表面带负电荷，阳离子表面活性剂或聚合物都能吸附在粘土表面中和其电荷，改变粘土表面状态，减少水分子的渗入，达到稳定粘土的作用。常用的阳离子表面活性剂有：第三节

燃料油添加剂燃料油包括汽油、柴油、煤油、轻油和重油等，它们是动力的主要能源。燃料油通用保护性添加剂有抗氧化剂、金属钝化剂、抗腐蚀剂或防锈剂、抗乳化剂等。汽油专用添加剂有抗震剂、抗表面引燃剂、汽化器清净剂、防冰剂等。喷气燃料油专用添加剂有抗静电剂、抗菌剂、抗冰剂、抗烧蚀剂等。柴油专用添加剂有分散剂、低温流动改进剂、十六烷值改进剂、消烟剂等。一、抗震剂汽油发动机燃烧室内，在点火火花塞的火焰到达之前，往往会发生未燃烧的燃料与空气的混合气体自燃的所谓爆震现象，因此需加入抗震剂（又称抗爆剂）来抑制这种现象的发生，同时提高汽油的辛烷值与热效率。目前主要使用叔丁醇（TBA）、甲基叔丁基醚（MTBE）、甲基叔戊基醚（TAME）、等醇类和醚类抗震剂以及酯类和胺类抗震剂叔丁醇（TBA）：甲基叔丁基醚（MTBE）：甲基叔戊基醚（TAME）：柴油发动机的抗震性能，以十六烷值表示。即以正十六烷的十六烷值为100，α-甲基萘的十六烷值为零，来标定柴油的十六烷值。改进十六烷值用的抗震剂主要为硝基酯类、二硝基化合物和过氧化物。以硝酸烷基酯应用最为广泛，如硝酸异丙酯、硝酸戊酯、硝酸丁酯和硝酸异辛酯等。正常添加量为1.5%（容积），十六烷值可提高12～20。二、清净分散剂清净分散剂是具有某种结构的高效表面活性物质，其极性基团对已经形成的积炭、沉积物有很强的吸附能力，可使积炭、沉积物逐渐疏松并成为小颗粒被洗涤下来，对发动机各部位和油路起到清净作用。同时，由于双电子层作用，清净分散剂又可以阻止小颗粒进一步聚集形成大颗粒，沉积在金属表面上，起到保洁作用。清净分散剂还可以改善油品的雾化状态，使油品燃烧更加完全，起到节能和环保的作用。清净分散剂的主要类型包括有灰型清净分散剂和无灰型清净分散剂。有灰型清净分散剂主要是磺酸、梭酸、磷酸、酚和水杨酸等的钙盐、镁盐以及钡盐。这类添加剂的清净性能比较好，同时也具有一定的高温分散性能。无灰型清净分散剂按其化学结构可分为低聚物胺类和小分子胺类。三、抗氧剂燃料油在贮存及使用中通常要与金属接触。由于空气和水的存在，它会对钢材发生锈蚀。燃烧后产生的氧化物又为腐蚀创造了条件。在许多情况下，氧化会引起燃料油粘度增高，并使其组分发生变化。在燃料油中加入抗氧剂可提高它们在贮存及使用时的稳定性.抗氧剂可分为阻碍酚和苯二胺两大类。阻碍酚类是塑料中应用十分广泛的抗氧剂，在燃料油中用得最多的是2,4-二甲基-6叔丁基苯酚和2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚。目前工业化生产2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚的方法有对甲酚与异丁烯烷化法等，合成反应如下：

较新的一类防锈剂同时具有清洗作用，主要为两种组分，一种是烷基酚聚氧乙烯醚非离子表面活性剂，另一种则是咪唑啉胺：四、金属钝化剂为了提高汽油和航空燃料的稳定性，在添加抗氧剂的同时，常常还要使用金属钝化剂。金属钝化剂是通过与燃料油中的金属离子反应生成螯合物，使金属离子不再具有氧化促进作用，常用的金属钝化剂为N,N’-二亚水杨基-1,2-丙二胺。它由1,2-丙二胺与水杨醛缩合而得，反应式如下：五、抗冰剂汽车发动机在潮湿寒冷气候下容易失控，其原因在于燃料管线和汽化器内汽油带入的少量水分容易结冰，这样会造成不易点火启动；高空飞行的飞机接触的空气常低于零度，燃料油也会出现结冰现象。解决这一问题较有效的方法是在燃料油中加入抗冰剂。冰剂可分为两类，一类是醇类，由于醇类具有水溶性，可与水以任何比例混合，加入后可降低冰点，使水不能结冰。除醇类外，也常用一些多元醇（如乙二醇），以及它们的醚。另一类为表面活性剂型，它们的疏水基团会聚集在金属的表面使之能阻止水分在金属表面结冰，属于这一类的有磷酸胺、脂肪胺、脂肪酰胺和烷基琥珀酸亚胺等。第四节

润滑油添加剂润滑油是用作降低摩擦力的材料，它必须满足三个基本要求：润滑作用；化学稳定性，即不降解、不氧化、不在使用过程中形成油泥；粘度以及其他在使用过程中必须达到的一些性能。因此，润滑油要用化学添加剂来改进它的使用性能。这些用用于改进润滑油性能的化学品称为润滑油添加剂。我国按添加剂主要改善的作用性能直接将它们分为粘度指数改进剂、清净剂和分散剂、抗氧剂、抗磨损剂等五大添加剂。除此之外，还有降凝剂、缓蚀剂、消泡剂等等。一、粘度指数改进剂润滑油的粘度指数要求高于原润滑油的粘度指数，这时就必须加入增粘剂，即粘度指数改进剂。它们是油溶性高分子共聚物，在单体上含有C12～C18的酯基以提供油溶性。例如：聚甲基丙烯酸酯和聚异丁烯等高分子化合物也可作为粘度指数改进剂。高分子化合物在高温下能使润滑油的粘度增高的原理为：在低温下高聚物的分子卷曲起来，绝大多数都属于胶体微粒，这样对粘度几乎没有影响；但在加热后，由于高分子化合物溶解度增加分子就伸展开来，这种伸长的链可以互相纠缠而变厚增粘。作为粘度指数改进剂的高分子化合物对粘度的影响是相对分子量的一种函数，在有油溶性的条件下，相对分子量越高则粘度改进作用就越大。此外，烷基还可使高分子保持呈卷曲状态所必需的无定形特征。但相对分子量过高会使它在发动机狭窄的机械间隙中，由于机械剪切力的作用，使高分子链发生断裂，从而降低了效能。因此，必须通过选择找到对剪切力的阻力和增加粘度的程度两者间的最佳点，一般相对分子量在5000～20000间的高分子化合物是最有效的。二、清净剂和分散剂在润滑油添加剂中，清净剂和分散剂是主要品种，以前统称为清净分散剂，现在已明确的将“金属清净分散剂”、“无灰清净分散剂”分别称为“清净剂”和“分散剂”两大类添加剂。清净剂主要功能是：1）中和作用，中和润滑油本身氧化或者燃料不完全燃烧所生成的酸性氧化物；2）洗涤作用，在润滑油中呈胶束的清净剂能将黏附在活塞上的漆膜、积炭和胶质等洗涤下来