專利名稱：：燃料添加劑的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及改善石油燃料例如汽油、輕質油等的熱效率和其他性能的燃料添加劑，更具體地說，本發(fā)明涉及使用在海水中含的堿劑和元素的燃料添加劑。在如汽車發(fā)動機這樣的火花點火發(fā)動機中，一般地，較高的壓縮比產(chǎn)生較高的熱效率、較大的馬力及增加燃料的效率。但是，在普通的汽油發(fā)動機中，過高的壓縮比反而導致不合乎要求的熱效率的降低，因為燃燒異?；虮?。因此，如果既要達到高壓縮比又要高熱效率，就必須使用具有很好的抗爆性的高辛烷值汽油。但是，高辛烷值汽油一般較貴，因為要在汽油中調合相當大量的各種汽油添加劑才能生產(chǎn)出高辛烷值汽油。另外，汽油的氧化導致產(chǎn)生高分子量的膠狀物質，這就使得辛烷值降低，且燃料效率明顯變壞。因此，在汽油銷售之前必須在汽油中加抗氧化劑。在輕質油的情況下，對于柴油機(壓縮點火發(fā)動機)燃料，除了燃料的穩(wěn)定性和流動性之外，燃料的點火性是很重要的，因此，需要有高點火性的高十六烷值輕油。但是，與普通輕油相比，高十六烷值輕油很貴。此外，如在汽油的情況下，輕油的氧化降級導致形成高分子量的膠狀物質，如果大量的形成膠狀物質，可能阻礙燃料的供應，并且可能堵塞燃燒噴咀。為了防止由于輕油的降級而產(chǎn)生的這些問題，必須對輕油進行加氫精制或類似的處理。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)海水中所含的某些元素和堿對燃燒性的改善具有協(xié)同作用，并研制出用從海水中分離出來的鹽的汽油改良劑(日本特許公開No.47，492/1989)。這種改良劑是固體，使用時直接加到裝在容器中的燃料中。但是，當溶解到燃料中時，有部分改良劑以固體顆粒的形式分散在燃料中，其可能引起發(fā)動機的堵塞問題。從海水中分離出來的這種固體很容易溶解在水中，但是很難把這種固體本身調合到像汽油和輕質油這樣的燃料中，因為其不溶于這樣的燃料中。把這種固體溶于醇中是可以做到的。但是，在把這種固體溶于醇中并把所形成的醇溶液加到燃料中的情況下，幾乎很難達到所要求的結果，因為這種醇溶液與燃料的比重不同，幾乎不可能均勻地混合。因此，本發(fā)明的一個目的是提供能夠直接加到像汽油和輕質油這樣的燃料中的燃料添加劑，以改善燃燒的效率、凈化燃燒系統(tǒng)的廢氣并增加輸出功率。本發(fā)明所提供的燃料添加劑是把通過下述方法得到的固體溶解到與要用所說的添加劑的燃料可溶混的介質中制備的，所述固體的制備方法包括(ⅰ)酸化海水，(ⅱ)把強堿加到該酸化的海水中直到很高的PH值;(ⅲ)除去其中形成的沉淀，得到一種溶液;然后，(ⅳ)從該溶液中除去水。按照下述方法，如U.S.P.4，956，157(相當于日本特許公開No.279，994/1989)題為“從海水中分離鹽的方法”所公開的方法可以從海水中得到本發(fā)明要用的固體。第一步，用含硫酸根離子的強酸把海水調到低PH值，然后，把強堿加入其中直至高PH值，并從該溶液中分離出形成的沉淀?？捎糜诒景l(fā)明的方法的含硫酸根離子的強酸的例子是百分之幾濃度的稀硫酸，也可以用通過把濃度3-5%的硫酸加到其中溶解有活性磷酸鈣的水溶液中然后從形成的混合物中除去沉淀所制備的水溶液(這樣得到的含硫酸根離子的水溶液下文稱為“P-S酸”)。雖然P-S酸表現(xiàn)出PH約0.2的強酸性，但是，它不像普通的強酸如硫酸，即使當接觸到皮膚時也可以是很安全并沒有危害的。在海水中加入百分之幾(以海水為基準)的稀硫酸或P-S酸，然后讓生成的混合物靜置2-3小時，可把海水的PH調到2.0或更低的PH值。在這一步中，可能形成微量沉淀，其可通過例如，過濾的方法，與在原始海水中懸浮的物質一起除去。然后，用強堿處理該混合物到高PH值，并沉淀鹽類，如堿土金屬和其他金屬的硫酸鹽，這些鹽類在高PH值時溶解度降低?？梢允褂玫膹妷A的例子包括氫氧化鈉(固體)和通過把氫氧化鈉溶解到氫氧化鈣水溶液中制得的水溶液(后者下文稱之為“Ca-Na溶液”)。所用強堿的量要足以達到上述目的。在通常的情況下，氫氧化鈉(固體)的用量為約3(重)%(以海水的重量為基準)，Ca-Na溶液的用量為約5(重)%，并且海水的PH升到13或更高。加入強堿之后，讓形成的混合物靜置10小時或更長的時間，在這期間沉淀出沉淀物。然后，除去沉淀，得到溶液(A)，其是含堿金屬離子和堿土金屬離子如Ca和Mg的堿性溶液，其堿金屬的量與海水中的含量相同，堿土金屬離子的量低于海水中的量。在溶液(A)中所含的陰離子大多由氫氧根離子和氯離子組成。把溶液(A)蒸煮到它原始體積的約10-15%，然后冷卻以沉淀沉淀物(B)，然后除去其中的沉淀物得到溶液(D)，接著，完全除去溶液(D)中所含的水，得到所需要的固體(C)，固體(C)的元素分析結果列于表1。由表1可以明顯看出，固體(C)主要由Na和Ca的鹽、氧化物和氫氧化物組成，因而其顯示出強堿性。人們知道，過堿或堿土金屬氧化物與金屬鈉混合是強堿性，并且表現(xiàn)出很好的催化活性。固體(C)估計含過堿和基本上類似于過堿的物質，它作為燃料改良劑的作用估計是基于其過堿的獨特性能。表1</tables>按照本發(fā)明，這些添加劑可以通過把固體(C)溶解到與要用所述添加劑的燃燒可溶混的介質中而制得。最好用由煤油和一種或多種醇的混合物組成的介質，因為固體(C)雖然很容易溶于水和醇，但是其通常很難溶于石油燃料如汽油和輕質油中。當用該由溶劑的混合物組成的介質時，這些添加劑可很容易與燃料混合成均相狀態(tài)。所用的煤油與醇的比例及醇的類型可以根據(jù)施用這類添加劑的燃料的類型變化，用含甲醇和丁醇與適量煤油的介質可能是最好的。通過把固體(C)與醇(如甲醇)一起捏和，然后把捏和的產(chǎn)物溶于煤油和醇的混合物或醇中來制備固體(C)的濃縮物可能是有利的，當使用時，根據(jù)要用該濃縮物的燃料的種類可以用煤油或其他適當?shù)娜軇┫♂対饪s物。固體(C)的最終濃度雖然可以根據(jù)要用該固體的燃料的類型改變，但最好為0.05%至百分之幾。按照本發(fā)明，這樣得到的添加劑可以直接加到燃料如汽油、重油、輕質油等中。當加到燃料中時，這些添加劑不僅可以改善燃燒效率和燃料效率，而且也可以減少廢氣中所含的有害氣體如烴和CO的含量。因為固體(C)的強堿性，當這些添加劑加到燃料中之后，這些添加劑就與燃料反應，形成反應產(chǎn)物。當這些添加劑直接用于燃燒的燃料或與這些添加劑混合的燃料用于鍋爐、爐子或類似設備時是沒有問題的。但是，當從燃料與添加劑發(fā)生反應的燃料罐供給燃料時，反應產(chǎn)物可能堵塞點火發(fā)動機的燃料供給系統(tǒng)。為了避免這種堵塞情況，最好調整添加劑的PH值。本發(fā)明人研制的一種酸混合物可用來調整該添加劑的PH。該酸混合物是通過捏和一種燒結產(chǎn)物與硫酸而制得的。該燒結產(chǎn)物是通過在高溫，例如大于1000℃下，烘烤在分離海水中的鹽過程中得到的沉淀物(B)和主要由磷酸鈣組成的鈣化合物的混合物得到的。該混合物是弱酸，可很容易溶于這些添加劑中，并可容易地調節(jié)該添加劑的PH。如表1所示，沉淀物(A)主要含有Na、Mg、K和Ca，其是堿性物質。作為與沉淀物(B)一起燒結的鈣化合物，可以用主要由磷酸鈣組成的烘烤的動物骨頭。在高溫下烘烤骨頭除去有機物質，并進一步在高于700℃烘烤。鈣化合物和沉淀物(B)以2∶1-1∶2(重量比)的比例混合，并在高溫，例如900-1200℃燒結。這樣得到的燒結產(chǎn)物以適當?shù)谋壤c硫酸一起捏和得到酸混合物。把百分之幾，約1-2%的該捏和的酸混合物加到燃料中調節(jié)其PH值。實施例下面的實施例將進一步說明本發(fā)明。1.P-S酸的制備在1升純水中溶解50克主要由磷酸鈣組成的烘烤的動物骨粉，得到一種PH為13或更高的水溶液，在該溶液中加入5%(以該水溶液的重量為基準)濃硫酸，制得PH為0.2的P-S酸。2.海水的分離在500升海水中加入10升上述制備的P-S酸，讓形成的混合物靜置3小時，然后過濾除去其中所含的不溶物。過濾后，該海水的PH值是1.6。在500毫升所形成的海水中加入15公斤氫氧化鈉，讓得到的混合物靜置10小時，然后過濾掉形成的沉淀物，得到PH13.4的溶液(A)。3.固體的制備把10升溶液(A)加熱，蒸發(fā)掉其中所含的水，得到1.5升濃縮液。把該濃縮液迅速冷卻，形成沉淀，從中除去沉淀得到溶液(B)。把1升溶液(B)進一步加熱至干，得到322克固體(C)。4.添加劑的制備在300毫升下述溶劑的混合物中甲醇60毫升丁醇100毫升煤油140毫升加入7.5克固體(C)，攪拌所形成的混合物，得到燃料添加劑濃縮物。然后，用煤油稀釋該濃溶液，以調整固體(C)的濃度到1%。按照本發(fā)明，把這樣得到的燃料添加劑以約1%(體積)的濃度加到煤油中，把含這種添加劑的煤油在燃油加熱器中燃燒，完全沒有產(chǎn)生令人不愉快的煤油的氣味特征，從熱值看，燃燒是很好的。當把所制備的添加劑濃縮物直接加到重油中，把加添加劑的重油燃燒時，此時所剩余的殘余物是不溶解的。在這種情況下，燃料的燃燒狀態(tài)也可以改善。實施例1和2把上文制得的添加劑加到汽油發(fā)動機汽車的燃料中(120毫升添加劑/60升汽油)，或加到柴油發(fā)動機汽車的燃料中(180毫升添加劑/60升輕質油)，這些汽車進行車試驗，分析汽油發(fā)動機汽車的廢氣。用同樣的汽車，用不加添加劑的同樣的燃料進行同樣的試驗。得到的結果列于表2。表2</tables>由表中所示的結果明顯地看出，汽油發(fā)動機汽車的廢氣中所含的CO和烴類的含量可明顯地降低，兩種情況的燃料消耗可明顯地改善。在柴油發(fā)動機汽車的情況下，黑煙的量可以明顯減少。5.酸混合物的制備把沉淀物(B)加熱至干，得到200克固體。固體(B)和主要由磷酸鈣組成的烘烤的動物骨粉，以1∶1比例的混合物在電爐中燒結，逐漸升高溫度，并在約1200℃保持約50分鐘。捏和1克該燒結物和1毫升硫酸得到酸混合物。把10克該酸混合物加到1升上述的濃縮液中，然后把該濃縮液用煤油稀釋，以便調整固體(C)的濃度到1%。實施例3把上文制備的0.5(體)%的添加劑加到汽油發(fā)動機汽車的燃料中，該汽車進行行車試驗，并分析廢氣。用同樣的汽車，用不加添加劑的同樣的燃料進行同樣的試驗(對照3)。所得的結果列于表3。表3添加劑的量COHC燃料消耗(體%)(%)(ppm)(Km/L)實施例30.50.025508.8對照300.52506.6實施例4和5把上文制得的添加劑加到柴油發(fā)動機汽車的燃料中(實施例4，0.5(體)%;實施例5，1.0(體)%)，該汽車進行行車試驗，并計算燃料消耗。用測定吸附廢氣中的黑煙的濾紙的亮度的方法測定廢氣中黑煙的量(深黑是100，白色是0)。用同樣的汽車，用不加添加劑的同樣燃料進行同樣的試驗(對照4)。得到的結果列于表4。表4添加劑的量黑煙的量燃料消耗(體%)(Km/L)實施例40.51820.8實施例51.01520.2對照403414.4除上述之外，本發(fā)明的燃料添加劑或燃燒輔助物有如下優(yōu)點，即其生產(chǎn)成本低，因為其用海水作原料。其可直接加到燃料中，并可用于所有類型的燃料發(fā)動機，因為其完全沒有堵塞問題。權利要求1.一種通過把按下述方法得到的固體溶于與要用添加劑的燃料可溶混的介質中制備的燃料添加劑，所述的固體制備方法包括(i)酸化海水；(ii)把強堿加到酸化的海水中，直到高PH值，(iii)除去其中的沉淀物，得到一種溶液；然后(iv)從溶液中除去水。2.根據(jù)權利要求1的燃料添加劑，其中所述的介質含有預定比例的醇和煤油。3.根據(jù)權利要求1的燃料添加劑，其中用酸混合物調節(jié)其PH值。4.根據(jù)權利要求3的燃料添加劑，其中所述的酸混合物是通過捏和用下述方法得到的燒結物與硫酸而制得的，燒結物的制備方法包括(ⅰ)酸化海水;(ⅱ)把強堿加到酸化的海水中，直至高PH值;(ⅲ)從中除去沉淀物得到一種溶液;(ⅳ)冷卻該溶液，分離出沉淀物;然后，(ⅴ)把沉淀物與主要由磷酸鈣組成的鈣化合物在高溫烘烤。全文摘要一種液體燃料添加劑或燃燒輔助劑，其可通過把由海水和強堿制得的固體溶解到與要用添加劑的燃料相溶混的介質中制得。這些燃料添加劑可直接加到石油燃料如汽油和輕質油中，其在所有類型的燃燒發(fā)動機都可使用，以改善燃燒性和燃料效率等。文檔編號C10L1/10GK1060306SQ90108990公開日1992年4月15日申請日期1990年9月29日優(yōu)先權日1989年4月4日發(fā)明者那須醇申請人:那須醇