專利名稱：低比例甲醇汽油復(fù)合添加劑的制作方法
低比例甲醇汽油復(fù)合添加劑技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于車用甲醇燃料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種車用甲醇汽油用添加劑。
背景技術(shù)：
我國是一個(gè)富煤少油的國家，合理利用煤資源、發(fā)展煤化工是解決我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中能源問題的必要手段。甲醇資源豐富，可以再生，屬于生物質(zhì)能源。甲醇燃料是現(xiàn)今唯一可以用煤及天然氣等作原料大規(guī)模生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)液體燃料，生產(chǎn)工藝成熟，儲(chǔ)存使用方便。
將甲醇以摻混的方式添加在汽油里制備成甲醇汽油進(jìn)行摻燒，是最為簡(jiǎn)單的甲醇燃料使用方法，世界各國對(duì)此均進(jìn)行了廣泛的研究。以甲醇燃料與助溶劑復(fù)配的M系列清潔甲醇汽油，尤其是M5 M30的低比例甲醇汽油，如M15(在汽油里添加15%甲醇)甲醇汽油作為車用混合燃料，分別應(yīng)用于各種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，可以在不改變現(xiàn)行發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的條件下替代成品汽油使用(替代比I :1. 05)，并可與成品油混用。
然而，在甲醇汽油的生產(chǎn)和使用中，發(fā)現(xiàn)其存在以下幾個(gè)問題。
I.耐水性差低比例甲醇汽油的耐水性問題一直是困擾甲醇汽油研究的一個(gè)問題，在運(yùn)輸、儲(chǔ)存過程中，低比例甲醇汽油中混入微量的水，例如M15中超過1%。，即可破壞體系平衡，使得甲醇汽油出現(xiàn)渾濁、分層等現(xiàn)象，嚴(yán)重影響使用。
2.熱值降低甲醇的熱值為1916MJ/kg，僅為汽油熱值(43150MJ/kg)的45%。因此，使用甲醇汽油后，發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗隨甲醇摻入量的增加而增加。文獻(xiàn)報(bào)道，使用MlO甲醇汽油時(shí),油耗增加約5% ο
經(jīng)過數(shù)十年的研究，低比例甲醇汽油使用中遇到的技術(shù)問題基本上得到了解決， 如200510012700. 3采用二甲氧基甲烷和丁醇以4 6的比例構(gòu)成互溶添加劑，加入量約3% 即可基本解決甲醇汽油的分層問題。然而其加入量大，且根據(jù)核算成本較高。
人們對(duì)于低比例甲醇汽油的動(dòng)力性進(jìn)行了大量研究，發(fā)現(xiàn)一些高碳?xì)浔鹊母弑筋愑袡C(jī)化合物、硝基化合物等對(duì)燃燒有促進(jìn)作用。如200510012700. 3公開的動(dòng)力增進(jìn)劑按如下方法制得航空煤油與無水聯(lián)胺(H2NNH2)以8 2的重量配比混合，80°C蒸汽加熱下恒溫反應(yīng)4小時(shí)，然后在120 140°C、0. 09MPa真空度下精餾，餾出物調(diào)節(jié)pH值至8. 5，即得到動(dòng)力增進(jìn)劑；200810233186. X,200810000485. 9,200610056902. 2,200610018445. 8、 200610008261. 3,01104115. 3等采用二茂鐵和高碳?xì)浔鹊姆紵N、異構(gòu)烷醚等來提高甲醇汽油的燃燒熱值。將過氧化物如特二丁基過氧化物以7 25%的比例與甲醇混合制成混合物， 再將此混合物與汽油以I :1的比例混合制得甲醇汽油，具有良好的動(dòng)力性、穩(wěn)定性，冷啟動(dòng)動(dòng)力不低于單一汽油。添加一定比例的醚類化合物和少量防腐蝕劑、清潔劑調(diào)和而成的甲醇汽油，使用時(shí)不需要改造發(fā)動(dòng)機(jī)部件，也具有很好的動(dòng)力性、相溶性和冷啟動(dòng)性。其它添加劑如二甲氧基甲烷則可以提高甲醇汽油的貯存穩(wěn)定性(甲醇在汽油中的含量)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā) 明的目的是提供一種低比例甲醇汽油復(fù)合添加劑，以達(dá)到少量添加量即可顯著改進(jìn)甲醇汽油動(dòng)力性并增強(qiáng)甲醇汽油穩(wěn)定性的目的。本發(fā)明的低比例甲醇汽油復(fù)合添加劑是由40 60wt%的動(dòng)力增進(jìn)劑和40 60wt%的抗相分離劑混合組成的。其中，所述的動(dòng)力增進(jìn)劑是以航空煤油與偏二甲肼為原料，在硝酸鈰作用下回流反應(yīng)得到，發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，其動(dòng)力性增加35%。所述動(dòng)力增進(jìn)劑的具體制備方法是將80 90wt%航空煤油與5 8wt%偏二甲肼混合均勻，加入O. 5 2wt%硝酸鈰，于回流溫度下恒溫反應(yīng)4 6小時(shí)，常壓下蒸餾出190°C以前的餾分，調(diào)節(jié)餾出物的pH值至6. 5 8. 5，即得到動(dòng)力增進(jìn)劑。所述的抗相分離劑是由15 25wt%甲氧基乙氧基甲烷混合物、30 40wt%甲縮醒、20 30wt%異辛醇、15 25wt% 二甲苯及O. I O. 5wt%的聚氧乙烯醚類表面活性劑經(jīng)加熱回流4 5h后使用。極性的甲醇與非極性的汽油體系是具有上臨界溫度的部分互溶雙液相體系。當(dāng)甲醇含量小于5%和大于70%時(shí)，甲醇與汽油的相溶性很好，甲醇含量在5 70%之間時(shí),二者會(huì)發(fā)生分層現(xiàn)象。用作汽車燃料的甲醇汽油必須均勻而穩(wěn)定，要防止分層，制成均勻穩(wěn)定的甲醇汽油，一般需要采取添加助溶劑的辦法。芳烴有顯著的極性和氫鍵親和力，汽油中芳烴的存在可以降低甲醇一汽油之間的極性差，使其穩(wěn)定性增強(qiáng)。芳烴含量高的油品相分離溫度較低。烷烴的異構(gòu)化程度越高，相分離溫度越低，穩(wěn)定性也越好。因此，本發(fā)明采用甲氧基乙氧基甲烷、甲縮醛、異辛醇、二甲苯的混合物作為抗相分離劑。本發(fā)明提供的低比例甲醇汽油添加劑可以顯著改進(jìn)甲醇汽油的動(dòng)力性并能增強(qiáng)甲醇汽油的穩(wěn)定性，其使用添加量?jī)H為O. 5 5%，添加量少。本發(fā)明的低比例甲醇汽油添加劑制備方法簡(jiǎn)單，成本低，有效解決了低比例甲醇汽油的動(dòng)力性以及抗相分離性能。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
在帶有攪拌、溫度計(jì)、加料漏斗和冷凝管的四口瓶中加入90g航空煤油、Sg無水偏二甲肼，攪拌下升溫至25°C，加入2g硝酸鈰，升溫至回流溫度，恒溫反應(yīng)2h。反應(yīng)完畢后過濾掉反應(yīng)液中的固體顆粒，常壓蒸餾出190°C以前的餾分，以冰醋酸調(diào)節(jié)溶液的pH值為8. 5，得到動(dòng)力增進(jìn)劑95g。在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的四口瓶中加入15mL甲醇(O. 375mol) U9mL甲醛水溶液(含甲醛O. 25mol)、21· 5mL乙醇(O. 375mol)、10g分子篩，混合升溫至80°C，一次性加入2g陽離子交換樹脂催化劑，反應(yīng)2h后，蒸餾得到甲氧基乙氧基甲烷混合液的澄清液體40. 5g。GC分析甲醛剩余10%，乙氧基甲氧基甲烷產(chǎn)率45%。在帶有攪拌、溫度計(jì)、冷凝管的四口瓶中加入20g上述甲氧基乙氧基甲烷混合液、35g甲縮醛、25g異辛醇、20g 二甲苯及O. 2g吐溫_80，40°C下加熱回流4h，反應(yīng)結(jié)束后降溫得到淺黃色澄清液體即為抗相分離劑。將300g動(dòng)力增進(jìn)劑與200g抗相分離劑混合，調(diào)配得到低比例甲醇汽油復(fù)合添加劑。
在IOOkg的M15甲醇汽油中加入500g復(fù)合添加劑，試驗(yàn)證明，25°C下溶水性從原來的O. 25%增加到O. 55%。臺(tái)架試驗(yàn)表明，在M15甲醇汽油中加入復(fù)合添加劑后，全負(fù)荷不同試驗(yàn)轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)矩的最大增幅為5. 39%，最小增幅O. 61%。
實(shí)施例2將實(shí)施例I配制的添加劑700g加入100kgM30甲醇汽油中，試驗(yàn)證明，25°C下溶水性從原來的O. 50%增加到O. 65%。臺(tái)架試驗(yàn)表明，在M15甲醇汽油中加入復(fù)合添加劑后，全負(fù)荷不同試驗(yàn)轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)矩的最大增幅為8. 25%，最小增幅為I. 30%。
實(shí)施例3將實(shí)施例I配制的添加劑IOOg加入100kgM5甲醇汽油中，試驗(yàn)證明，25°C下溶水性從原來的O. 10%增加到O. 15%。臺(tái)架試驗(yàn)表明，在M15甲醇汽油中加入復(fù)合添加劑后，全負(fù)荷不同試驗(yàn)轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)矩的最大增幅為6. 30%，最小增幅為4. 25%。
實(shí)施例4抗相分離劑原料以正辛醇代替異辛醇，用量仍為25g，其他同實(shí)施例I。制備得到的復(fù)合添加劑25°C下溶水性為O. 58%。
實(shí)施例5抗相分離劑原料表面活性劑以司盤80代替吐溫-80，用量不變，其他條件同實(shí)施例1， 25°C下溶水性為O. 50%ο
實(shí)施例6在IOOkg的M15甲醇汽油中加入Ikg實(shí)施例5的復(fù)合添加劑,試驗(yàn)證明，25°C下溶水性為O. 75%。臺(tái)架試驗(yàn)表明，在M15甲醇汽油中加入復(fù)合添加劑后，全負(fù)荷不同試驗(yàn)轉(zhuǎn)速時(shí)轉(zhuǎn)矩的最大增幅為6. 39%，最小增幅I. 10%。
權(quán)利要求
1.一種低比例甲醇汽油復(fù)合添加劑，由40 60wt%的動(dòng)力增進(jìn)劑和40 60wt%的抗相分離劑混合組成，其中，所述的動(dòng)力增進(jìn)劑是以航空煤油與偏二甲肼為原料，在硝酸鈰作用下回流反應(yīng)并減壓分離后得到；所述的抗相分離劑是由15 25wt%甲氧基乙氧基甲烷混合物、30 40wt%甲縮醛、20 30界七％異辛醇、15 25wt% 二甲苯及0. I 0. 5wt%的聚氧乙烯醚類表面活性劑混合加熱回流4 5h后得到。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低比例甲醇汽油復(fù)合添加劑，所述的動(dòng)力增進(jìn)劑是將80 90wt%航空煤油與5 8wt%偏二甲肼混合均勻，加入0. 5 2wt%硝酸鋪,于回流溫度下恒溫反應(yīng)4 6小時(shí)，常壓下蒸餾出190°C以前的餾分，調(diào)節(jié)餾出物的pH值至6. 5 8. 5得到。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低比例甲醇汽油復(fù)合添加劑，由40～60wt%動(dòng)力增進(jìn)劑和40～60wt%抗相分離劑混合組成，其中動(dòng)力增進(jìn)劑是以航空煤油與偏二甲肼為原料，在硝酸鈰作用下回流反應(yīng)并減壓分離后得到，抗相分離劑是由15～25wt%甲氧基乙氧基甲烷混合物、30～40wt%甲縮醛、20～30wt%異辛醇、15～25wt%二甲苯及0.1～0.5wt%的聚氧乙烯醚類表面活性劑混合加熱回流4～5h后得到。本發(fā)明添加劑可以顯著改進(jìn)甲醇汽油的動(dòng)力性并能增強(qiáng)甲醇汽油的穩(wěn)定性，且添加量少。
文檔編號(hào)C10L1/185GK102977949SQ20121054787
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者申志明, 常永龍, 龐爾國, 吳躍曲, 郭芬 申請(qǐng)人:山西華頓實(shí)業(yè)有限公司