CN100460487C - 燃油添加剂及含有该燃油添加剂的燃油产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃油添加剂，该添加剂的使用可有效改善燃油的品质，其中含有通式为MR的油溶性有机酸金属盐，式中R为有机酸根，其相应的有机酸为含有1-40个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸、环烷酸、芳香酸或烷基酚；式中的M为金属阳离子，相应的金属为碱金属、碱土金属、稀土金属、过渡金属等。同时提供了添加有这种添加剂的燃油产品，包括汽油、柴油、煤油、重油、渣油等油料。尤其提供汽油抗爆添加剂及具有优异抗爆性能的汽油，此类抗爆剂具有高效、经济、安全、无环境污染和无人体危害、对汽车发动机部件无不良作用，使用方便等特点。

Description

燃油添加剂及含有该燃油添加剂的燃油产品
发明领域
本发明涉及燃油性能的改进，尤其涉及一种燃油添加剂，该添加剂的使用可有效改善燃油在机动车燃烧室内及燃油锅炉内的燃烧性能，并且具有节能、降污、减磨等功效，本发明同时涉及添加有这种添加剂的燃油产品。本发明特别涉及一种汽油抗爆添加剂以及含有该抗爆剂的汽油产品。
发明背景
在机动车燃烧室内及燃油锅炉内的燃烧性能是燃油的重要性能指标之一，它决定了一种燃油是否具有节能、环保等性质。对于汽油产品来说，重要的性能指标就是抗爆性，其抗爆指数一般是取研究法测定的辛烷值(RON)和马达法测定的辛烷值(MON)的平均值表示。为生产高辛烷值汽油，一方面是改进石油炼制工艺，通过如催化裂化、烷基化、铂重整等方法，但工艺的改进受多方面因素制约，包括设备的改造更新、资金、配套技术等，另一有效而简便的方法是在汽油中加入适当的抗爆添加剂。
节省能源和减少汽车尾气排放对环境的污染已成为世界性的课题，可通过三个方面的操作来实现：改进石油的炼制工艺、改进发动机或燃烧设备(如燃油锅炉)、向燃油中加入适当的添加剂。柴油、煤油、重油及渣油的节能、降污添加剂的成分大体上分为两大类：一类是过氧化物，另一类是含重金属的油溶性物质。在使用中会发现，前者不利于油料的储存，后者会导致发动机的磨损及造成新的环境污染。
美国专利4,871,375中公开了用三羧酸酰胺或四羧酸酰胺与碱金属或碱土金属无机盐的混合物(而非合成物)添加在燃油中，在工作中可起到对发动机的减磨和防腐蚀的作用。但是，胺类化合物的使用，由于氮原子的加入会增加机动车排放尾气中氮化物的含量。并且，该文献对于这种添加剂在提高汽油的抗爆性及提供汽油、柴油、煤油、重油、渣油等的油料的节能功效和降低排气污染的作用方面均没有记载。
美国专利5,593,464中公开了一种柴油添加剂，是一种用蒸馏后的残油与碱金属、碱土金属或稀土金属的合成产物，它可以抑制柴油在燃烧过程中的积碳和烟尘，是否有节能作用和对发动机具有减磨作用则没有记载，且对于柴油以外的其它燃料油是否也适用，其并没有描述。
汽油抗爆添加剂大体上也可分为两大类，一类是纯有机化合物，如：醇、醚、醛、酮、酯及含氮化合物。目前广泛应用的是甲基叔丁基醚(MTBE)，而在中国专利95111841、96102483、97108562和94112533中公开记载的还有乙醇、甲醇、苯、叔丁基甲苯、乙酸甲酯、丙酮、异戊烷等。在美国专利4264336和5118325中有卤代或氨基富瓦烯作为汽油抗爆剂的公开；在美国专利4444567中也提出用烷氧基苯甲醛和烷氧基苯甲酸酯作汽油抗爆剂；在美国专利4280458和4417904中则提出以迭氮酚和稀胺类含氮有机物作为汽油抗爆添加剂。这类抗爆剂的共同问题是效率低、添加量大、不经济及使用不方便。另一类汽油抗爆剂为金属有机化合物，这类抗爆剂效率高，用量少。如已广泛使用多年的四乙基铅，但由于铅的毒性现已被禁用。在美国专利4139349中提出以二茂铁和环戊二烯三羰基锰为抗爆剂；美国专利4437436提出的甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)作为汽油抗爆剂，美国乙基公司现在生产；美国专利4211535中提出的铈与α、β二酮络合物为抗爆剂。其中二茂铁由于对发动机的损害作用已被停止使用；锰基抗爆剂因对人体神经和环境有毒害作用现已被限用和禁用；铈与α、β二酮络合物成本太高，难以推广。
发明概述
本发明的目的在于提供一种新型的燃油添加剂，它具有提高油品质量、降低油耗、减少积碳及降低机动车尾气和燃油锅炉烟尘中的有害物，减少发动机部件磨损及腐蚀的功效。
本发明还提供了添加有上述添加剂的新型燃油。
本发明另一个目的是提供一种汽油抗爆添加剂及添加有该添加剂的汽油。
本发明提供的燃油添加剂，其中含有通式为MR的油溶性有机酸金属盐，式中R为有机酸根，相应的有机酸为含有1-40个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸，4-40个碳原子的环烷酸、芳香酸或烷基酚；式中的M为金属阳离子或金属络合物离子及包合物离子，相应的金属为碱金属、碱土金属、稀土金属、过渡金属或选自金属铝、镓、锗、铟、锡、锑的主族金属。
本发明提供的燃油添加剂包括汽油添加剂、柴油添加剂、煤油添加剂、重油添加剂及渣油添加剂。与现有技术中所用到的同类添加剂产品不同，本发明选择了适当的有机酸金属盐作为添加剂或作为添加剂的有效成分，集良好的清洁性、节能性、减磨性于一体，其油溶性好、添加量少、效率高。
本发明尤其提供了该添加剂作为汽油抗爆添加剂的用途。在使用中集良好的抗爆性、清洁性、节能性和减磨性于一体，可大幅度提高汽油的辛烷值。使用效果证明，由于其优良的抗爆性能，可以作为四乙基铅的更新换代产品。
本发明所使用的有机酸金属盐可以商购或按照公知方法合成得到。
本发明同时提供了添加有该添加剂的燃油，包括汽油、柴油、煤油、重油(含渣油)，添加量为每升燃油中加入0.1-15克所述有机酸金属盐，与普通燃油相比，本发明的燃油具有较好的燃烧性能，并且油质明显提高，有利于维护发动机燃烧系统的正常工作状态，降低油耗及污染物的排放。
发明详述
如前面所述，本发明提供了一种燃油添加剂，其中含有通式为MR的油溶性有机酸金属盐，式中R为有机酸根，其相应的有机酸为含有1-40个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸，4-40个碳原子的环烷酸、6-40个碳原子的芳香酸或烷基酚；式中的M为金属阳离子，或金属络合物离子及包合物离子，相应的金属为碱金属、碱土金属、稀土金属、过渡金属或选自金属铝、镓、锗、铟、锡、锑的主族金属。
本发明所述的燃油包括了汽油、柴油、煤油、重油、渣油等油料。
本发明特别提供了该添加剂作为汽油抗爆添加剂的用途。
根据本发明的优选方案，所述的有机酸金属盐中，有机酸根来自为含有1-25个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸，4-25个碳的环烷酸、芳香酸或烷基酚，尤其是10个碳以下的所述化合物。优选使用一元羧酸的金属盐。对于汽油添加剂，当所述有机酸根的碳原子在1-25、优选1-20、更优选1-10，可赋予汽油优良的抗爆性能。
本发明所述的饱和脂肪酸(分子式以CnH2n+1COOH表示的有机羧酸)及多元羧酸，例如：甲酸、乙酸、三甲基乙酸、丙酸、异丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸、异戊酸、特戊酸、2-乙基丁酸、己酸、2-乙基己酸、庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、月桂酸、豆蔻酸、十六烷酸、十八烷酸、二十烷酸、二十二烷酸、二十五烷酸、三十五烷酸、羟基乙酸、羟基丙酸、羟基丁酸、羟基丁二酸、酒石酸(2，3-二羟基丁二酸)、柠檬酸、草酸、丙二酸、丁二酸(琥珀酸)、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸等，及带有取代基的上述羧酸；不饱和脂肪酸(分子式以CnH2n-1COOH表示的有机羧酸)或多元羧酸例如：丙烯酸、甲基丙烯酸、顺式/反式丁烯酸(巴豆酸)、丙炔酸、丁炔酸、十一烯酸、十八烯酸、油酸(顺-十八碳烯酸-9)、反油酸(反式十八碳烯酸-9)、9-十二烯酸、9-十四烯酸、反式-9-十六碳烯酸、顺式-6-十八碳烯酸、二十烯酸、2，4-己二烯酸、亚油酸、亚麻酸、桐酸、蓖麻酸等。
本发明所述的环烷酸包括了分子结构中具有环烷基、且碳原子数在上述范围内的有机酸，例如C3-C10的环烷基的一羧酸或二羧酸，示例如：环己烷羧酸、环戊烷羧酸、环戊烷二羧酸、环丙烷羧酸、环丁烷羧酸、环戊烷羧酸、环庚烷羧酸、环辛烷羧酸，这些羧酸可以是甲酸、乙酸、丙酸等，例如环己烷甲酸、环己烷乙酸、环戊烷二甲酸、环戊烷甲乙酸等，所述环烷基本身还可带有取代基，例如甲基环己烷甲酸、乙基环戊烷乙酸等。
芳香酸或烷基酚包括：苯甲酸、苯乙酸、间/对/邻-苯二甲酸、羟基苯甲酸、烃基取代的苯甲酸、苯乙酸等、氨基苯甲酸、对-羟苯基丙烯酸、松香酸(C19H29COOH)香豆酸、苯酚、邻甲基苯酚、2，4，6-三甲基苯酚、2，3-二甲基对苯二酚、3-乙基邻苯二酚等。
本发明所述的有机酸还包括了它们的各种同分异构体。
本发明燃油添加剂提高汽油的辛烷值，改善燃油燃烧状态，减少发动机相关部件磨损的作用在于使用了上面所述的油溶性有机酸金属盐，其具有催化、裂化、稀释、激发和杂化的特点，因此能有效提高汽油的辛烷值，并能改善发动机摩擦，降低发动机工作阻力，同时也能使燃油充分燃烧，最终体现的效果是提高汽油的抗爆性，机动车起动快、耗油低，减少积碳，清洁尾气的排放，延长发动机系统的使用寿命。同理，本发明使用的有机酸金属盐同样对于柴油、煤油等机动车燃油起到清洁、节能、减少发动机磨损的效果及对重油、渣油、柴油、煤油等锅炉燃油起到清洁、节能的效果。
本发明的另一个方面是选择使用了适当的金属阳离子。其中，所述碱金属可以是锂、钠、钾、铷、铯等，其相应的阳离子为一价离子，优选是锂、钠和钾离子。碱土金属包括铍、镁、钙、锶、钡等，其相应的阳离子为二价离子，尤其以铍、镁、钙和钡离子为好。稀土金属包括钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥等，优选钪、钇、镧、铈和钕，其相应的阳离子为三价或四价离子，尤其是它们是三价离子。过渡金属为钛、锆、铪、铌、钽、钼、钨、钌、锇、钴、铑、铱、镍、钯、铂、银、金、锌等，其相应的阳离子为一价、二价、三价或四价离子，优选二价和三价离子，尤以钛、钴、镍、锌为好。所述金属铝、镓、锗、铟、锡、锑等主族金属其相应的阳离子为三价、四价或五价离子，优选铝、锡，以三价和四价离子为好。
有机酸金属盐的制备方法通常用直接反应法或复分解反应法。
根据本发明的添加剂，其可以包含有一种或一种以上所述油溶性有机酸金属盐。即可以使用单一的有机酸金属盐化合物，也可以采用两种或两种以上所述的油溶性有机酸金属盐混合成为本发明的燃油添加剂，该两种或两种以上的有机酸金属盐的比例没有特别限定，只要适合于使用的燃料油即可。
根据本发明的添加剂，其中还可包括例如醇、醚、酮、酚、烃、酯、醛或含氮类等有机溶剂，优选是醇、醚、酚、酯、烃类溶剂和含氮化合物，尤其优选醇、醚、酚、烃类溶剂，其配合使用可起到更好的效果。可以降低添加剂的粘度，提高添加剂与燃油的相溶速度，使用更方便。所述有机溶剂可以是一种或一种以上与有机酸金属盐配合使用。
本发明适用的有机溶剂包括：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇、辛醇、异辛醇、2-乙基己醇、丙醚、异丙醚、丁醚、邻/间/对甲基苯酚、二甲基苯酚、二叔丁基对甲酚、萘胺、二苯胺、三乙胺、对甲苯胺、120#溶剂油、200#溶剂油、煤油、乙二醇单乙醚、二甘醇-甲醚/乙醚/丁醚、三甘醇--甲醚/乙醚/丁醚、二甘醇-二甲醚/乙醚/丁醚、三甘醇—二甲醚/乙醚/丁醚、二丁酮、乙酸乙酯、乙二醇(单)丁醚、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丙酸二丁酯、丙酸二己酯、丙二酸二乙酯、邻苯二甲酸甲酯、邻苯二甲酸乙酯、邻苯二甲酸丙酯、辛烷等。
根据本发明的添加剂，有机溶剂的用量没有特殊限定，以每100克中使用的有机溶剂为0-90克为好。
根据本发明优选的实施方案，该燃油添加剂包括了汽油添加剂、柴油添加剂、重油添加剂和渣油添加剂。所述有机酸金属盐中优选来自脂肪酸，尤其是饱和脂肪酸，和环烷酸的有机酸根与碱金属阳离子或碱土金属阳离子所合成的化合物，更优选是1-10个碳的饱和脂肪酸碱金属盐、碱土金属盐，或环烷酸碱金属盐、碱土金属盐。本发明适用的有机酸金属盐的示例可以是：锂、钠、钾、铷、铯、铍、镁、钙、锶、钡、钪、钇、镧、铈、钕、钛、钴、镍、锌等金属离子的下述有机酸的盐：甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、2-乙基丁酸、戊酸、异戊酸、特戊酸、三甲基乙酸、己酸、2-乙基己酸、庚酸、辛酸、异辛酸、壬酸、癸酸、十一烷酸、十二烷酸、十四烷酸、十六烷酸、十八烷酸、二十烷酸、二十五烷酸、三十五烷酸、羟基乙酸、羟基丙酸、羟基丁酸、羟基丁二酸、2，3-二羟基丁二酸、2-羟基丙三酸、乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二酸、十三烷二酸、丙烯酸、丁烯酸、顺式/反式-丁烯二酸、甲基丙烯酸、丙炔酸、丁炔酸、油酸、反油酸、十八碳烯酸、二十碳烯酸、2，4-己二烯酸、亚油酸、亚麻酸、硬脂酸、蓖麻酸、环己(戊、丁)烷二甲(乙、丙)酸、环戊(己、丁)烷二甲(乙、丙)酸、甲基环己烷甲/乙酸、乙基环戊烷乙/甲酸、苯甲酸、苯乙酸、间/对/邻-苯二甲酸、羟基苯甲酸、氨基苯甲酸、松香酸、偏苯二甲酸、(对-)羟苯基丙烯酸、邻羟基苯甲酸、苯酚、邻甲基苯酚、2，4，6-三甲基苯酚、2，3-二甲基对苯二酚、3-乙基邻苯二酚。
上面所列出的金属离子和有机酸根之间任意组合成为本发明所适用的有机酸金属盐，例如：丁酸锂、丁酸钠、丁辛酸钾、丁酸钡、丁酸锌、丁酸锡、戊酸锂、特戊酸镁、异辛酸盐(例如2-乙基己酸锌、2-乙基己酸锂、2-乙基己酸镁)、三甲基乙酸锂、丁二酸钡、丙烯酸钕、环己烷甲酸钛、邻羟基苯甲酸锡、十六烷酸镁、十一烯酸锂、环庚烷乙酸铈、壬酸钠、丙烯酸钙、环戊烷甲酸钛、油酸铈、环戊烷甲酸镍、二十烷酸钾、油酸钾、月桂酸镁、松香酸钴等。
根据本发明的添加剂，当含有一种以上所述有机酸金属盐时，其存在比例可以根据实际状况确定，但优选的方案是其中一种盐的占有比例在40-80％，这种盐的确定取决于所用的金属离子，选择的顺序是按碱金属、碱土金属、稀土金属、过渡金属和其它主族金属，当所用金属属于同一族中，优选是原子序数最小的金属的有机酸盐的比例在40-80％。
根据本发明的优选方案，该燃油添加剂是汽油抗爆添加剂，每升汽油中加入0.1-15克该添加剂(以所包含的有机酸金属盐计)将显著提高汽油的辛烷值，增强汽油的抗爆性能。优选使用碳原子数为1-10的有机酸金属盐，示例如前面所举出的。
本发明所述有机酸也还可以是二元羧酸、三元羧酸或聚合羧酸，如：取代的邻苯二甲酸、二聚酸、三聚酸等。
本发明所述的金属阳离子还可以是上述碱金属离子、碱土金属离子、稀土金属离子以及过渡金属离子或金属铝、镓、锗、铟、锡、锑的离子形成的油溶性的金属络合物离子或包合物离子，络合物中的配位体和包合物中的受体的作用相应于有机酸。
本发明还提供了添加有所述燃油添加剂的油料，包括汽油、柴油、煤油、重油和渣油，添加量为每升燃油中0.1-15克(以有机酸金属盐计)。尤其是具有良好抗爆性能的汽油和良好清洁性能的柴油。
经过大量应用和有关权威部门检测证明，本发明的燃油添加剂，尤其是汽油抗爆添加剂在提供抗爆性能的同时，还兼有非常好的清洁、节能、防腐、减磨的作用和效果，所以本发明的添加剂也可作为汽油清洁、节能、防腐、减磨的添加剂。即本发明还提供该添加剂作为油料清洁、节能、减磨、防腐添加剂方面的用途。
同样，经过大量应用和有关权威部门检测证明，本发明的有机酸金属盐用于柴油和煤油机动车，也可起到非常显著的清洁、节能、减少发动机相关部件磨损，防止发动机相关部位腐蚀的作用和效果，即本发明还提供该添加剂作为柴油、煤油等机动车燃油清洁、节能、减磨和防腐添加剂的用途。
也是经过大量应用和有关权威部门检测证明，本发明的有机酸金属盐用于重油、渣油及柴油、煤油燃炉，可起到非常明显的清洁、节能和防腐作用和效果，所以，本发明还提供该添加剂作为重油、渣油等燃油清洁、节能添加剂的用途。
总之，本发明的添加剂所用油溶性有机酸金属盐，不含有害物质，无异味，无毒性，不污染环境，不危害健康，对汽车发动机部件无不良作用，并且只需添加很少量，就可大幅度提高燃油的燃烧性能，尤其是提高汽油的辛烷值，赋予汽油良好的抗爆性能，因而具有使用方便、效率高、成本低、生产工艺简单的优点，加入该抗爆剂的汽油，全部技术、经济、环境指标都达到或超过国家及国际标准，且不会对汽车尾气净化器产生影响，完全可以成为四乙基铅的更新换代产品。
实施方式及有益效果
下列实施例和实验数据详细阐述了本发明的实施和有益效果，但不应对本发明实施范围构成限定。其中实施例1至实施例6的数据结果是由中国石油天然气集团公司抚顺石油化工研究院测定。测试所用的设备为美国生产的STM-CFR辛烷值测试机。
实施例1——汽油抗爆添加剂
油酸钾[CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7COOK]  70克
丁酮(C4H8O)                        20克
乙酸乙酯(C4H8O2)                   10克
将上述三种化合物混合均匀，加入汽油中，其辛烷值提高的情况见表1
表1
 
添加比(G/V)指标 0 0.1％ 0.3％ 0.5％ 1％
辛烷值(RON/MON) 89.3/76.9 90.8/79.6 93.3/83.7 95.4/86.6 98.9/89.3
抗爆指数(RON+MON/2) 83.1 85.2 88.5 91.0 94.1
实施例2
月桂酸镁[(CH3(CH2)10COO)2Mg]         90克
乙二醇单丁醚(C6H14O2)                10克
将上述二种化合物配合加入汽油中，其辛烷值提高的情况见表2。
表2
Figure C02803955D00131
实施例3
环烷酸铈[Ce(III)R3 R为环烷酸根]     85克
丙二酸二乙酯(C7H12O4)                5克
三乙铵(C6H15N)                       5克
异丙醇(C3H8O)            5克
将上述四种化合物混合制成添加剂，按比例加入汽油中，其辛烷值提高的情况见表3。
表3
 
添加比(G/V)有关指标 0 0.1％ 0.2％ 0.3％ 0.5％
辛烷值(RON/MON) 90.4/79.8 92.0/83.2 94.2/85.6 96.3/88.9 99.6/92.0
抗爆指数(RON+MON/2) 85.1 87.6 89.9 92.6 95.8
实施例4：
松香酸钴[C0(II)R2      R为松香酸根]
将上述有机酸金属盐加入汽油中，其辛烷值的提高情况见表4
表4
 
添加比(G/V)有关指标 0 0.1％ 0.2％ 0.3％ 1％
辛烷值(RON/MON) 93.6/84.0 94.9/85.5 96.2/87.2 97.6/89.2 105.9/92.7
抗爆指数(RON+MON/2) 88.3 90.2 91.7 93.4 99.3
实施例5
油酸钾[CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7COOK]       50克
松香酸钴[C0(II)R2     R为松香酸]       50克
将上述两种有机酸金属盐配合加入汽油中，其辛烷值的提高情况见表5
表5
实施例6：
油酸钾[CH3(CH2)7CH＝CH(CH2)7COOK]         10克
月桂酸镁[(CH3(CH2)10COO)2Mg]              10克
环烷酸铈[Ce(III)R3  R为环烷酸根]         10克
松香酸钴[C0(II)R2   R为松香酸根]         10克
丁    酮(C4H8O)                          10克
乙酸乙酯(C4H8O2)                          10克
乙二醇单丁醚(C6H14O2)                     10克
三乙胺(C6H15N)                            10克
异丙醇(C3H8O)                             10克
邻二甲苯(C8H10)                           10克
将上述十种化合物配合加入汽油中，其辛烷值提高的情况见表6
表6
 
添加比(G/V)有关指标 0 0.1％ 0.3％ 0.5％ 1％
辛烷值(研究法) 91.4 93.1 95.6 97.9 102.3
抗爆指数 85.8 88.1 91.3 94.7 96.9
实施例7：
为了测试本发明的汽油抗爆剂工业化生产的情况，于一九九七年九月至十一月，在中国石油天然气集团公司抚顺石油一厂，以催化汽油做基础油，2-乙基己酸锂为添加剂，按千分之2.2(克/升)的添加比例在500～16#罐对300吨油进行了批量生产性试验，贮存三个月，连续测试，五次测试数据见表7。
表7
Figure C02803955D00161
结论：1、加入添加剂后汽油辛烷值平均上升2.8个单位.诱导期显著提高，抗爆指数相应增加，10％、50％蒸发温度略有下降，饱和蒸汽压下降。
      2、加入添加剂后的汽油所有指标都达到或超过了国家有关标准。
      3、添加剂在汽油中的分散性良好，添加工艺简单，可直接添加。
实施例8
为了测试本发明的汽油抗爆剂对发动机部件的磨损及结碳和沉积物情况，于一九九八年四月委托中国石油天然气集团公司锦州石油化工公司研究院进行了台架测试。
一、设备
英国引进的Petter W-1油料试验机。
二、试样
汽油抗爆添加剂组成：
异辛酸锂：90克；乙醇：2克；丙醚：2克；乙酸异戊酯：3克；二甘醇-甲醚：3克；五种化合物混合后作为添加剂按一定比例加入汽油中。
基础油为90#无铅汽油，2‰w/w比例加入上述添加剂，与不使用添加剂两次对比试验。
三、试验条件
采用实际使用的较苛刻试验条件，具体数据如下：
转数：          1500±10r/min
测试机读数：    70N
机油压力：      55×1000Pa
机油温度：      100±1℃
冷却液(乙二醇)温度：    135±1℃
实验时间        100h
四、测试结果
1、磨损
Figure C02803955D00181
2、进气门沉积物
 
(1)加添加剂 (2)不加添加剂
沉积物重量(mg) 166.0 255.4
3、节能情况
(1)统计计算：
不加剂试验平均燃油耗为172.41秒/100ml
加剂试验平均燃油耗为197.55秒/100ml
节油率＝[(197.55-172.41)÷197.55]×100％＝12.7％
(2)称量：
不加剂试验消耗燃油为149kg
加剂试验消耗燃油为132kg
节油率＝[(149-132)/149]×100％＝10.3％
(3)以同一台次、同一工况(发动机转数、功率、机油、冷却液温度、机油压力保持不变)，切换加剂与不加剂燃料，两次测量油耗来计算节油情况，本次测试全过程平均值有节油倾向。
通过燃油加入本发明的汽油抗爆剂与不加入该剂的各100h对比试验，可得出如下结论：
1、从发动机磨损情况看，该汽油抗爆剂具有较明显的减磨效能。
2、从气门沉积物看，该汽油抗爆剂具有较好的减少沉积物性能。
3、从节油的不同测试方法看，该汽油抗爆剂具有较高的节油性能。
实施例9
为了测试本发明的汽油抗爆剂对汽车尾气的净化情况，于一九九八年四月委托辽宁省环境监测中心站进行了测试。具体情况如下：
1、测试内容
本发明的汽油抗爆剂对汽油车排车污染物CO、HC的净化效果，抗爆剂为三甲基乙酸锂。
2、测试依据
2.1 GB/T3845-93《汽油车排气污染物的测量怠速法》
2.2 GB14761.5—93《汽油车怠速污染物排放标准》
2.3 IJB3743-84《汽车发动机性能试验方法》
2.4《发动机台架对比试验大纲及路面试验大纲》。
3、测试时间
1998年4月10日——12日
4、测试地点
沈阳市汽车维修质量监督检验二分站发动机试验室及辽宁省环境监测中心站院内。
5、测试条件
5.1 仪器设备
5.1.1 UREX—201汽车尾气测定仪
5.1.2 D650型水力测功器
5.1.3 CA141型汽油发动机
5.1.4 QZY-1型汽车点火正时测试仪
5.2 试验用油  90号无铅汽车、机油、润滑油
5.3 试验水温70——85℃
5.4 机油压力0.2——0.5MPa
6、测试内容及方法
6.1 发动机台架试验
6.1.1 在等工况下进行台架对比试验。
6.1.2 启动试验：在室温下自动启动3.2S。
6.1.3 负荷特性试验：发动机转速分别为800r/min和1000r/min，在这两种转速下改变负荷，测定不同转速和不同负荷状况下排气管中CO和HC浓度(取样头固定在深度为40cm的排气管中央)。CO和HC浓度采取每隔5秒一读数，共读取10个读数。
6.2 路面行驶试验
6.2.1 首先登记被测车辆型号、车牌号、发动机号、行驶里程。
6.2.2 在汽车发动机上安装汽车点火正时测试仪、测试转速、点火提前角。
6.2.3 测试发动机冷却水温。
6.2.4 测怠速状态下不同转速时汽车排污染物中CO和HC容积浓度。
6.2.5 按1‰比例在无铅汽油(抚顺石油一厂产)中添加上述汽油抗爆剂，行驶约300Km后，按6.2.2—6.2.4条内容测试。
6.2.6 测试期间被测车辆的燃油标号、发动机部件没有更换，被测车辆的怠速调整、燃空比、点火正时不变，发动机冷却水温度基本一致。
7、测试结果
7.1 发动机台架对比试验
添加该汽油抗爆剂后，在不同转速和负荷状况，CO和HC浓度全都有所降低。在800r/min，负荷5kg—20kg时，CO浓度平均下降31.9％，HC浓度平均下降20.1％。在转数1000r/min，负荷5kg—20kg时，CO浓度平均下降19.6％，HC浓度平均下降19.5％。
7.2 路面行驶对比试验
添加该汽油抗爆剂后，不同转速汽车排气污染物CO和HC浓度均有所下降，CO浓度平均下降27.0％，HC浓度平均下降23.8％。
8、结论
用本发明的汽油抗爆剂，有非常明显的降低汽车排气污染物CO和HC浓度的作用。
实施例10
为了测试本发明的汽油抗爆剂使用性能，确定汽油机加入该抗爆剂后对其动力性和经济性的影响，于一九九八年四月委托沈阳市汽车维修质量监督检验二分站进行了台架试验。
抗爆剂为特戊酸锂，试验情况及结果如下：
1.试验条件
1.1 试验地点：沈阳市汽车维修质量监督检验二分站发动机试验室。
1.2 试验时间：1998年4月11日。
1.3 使用设备：D650型水力测功器、
              SYZZ-1转速油耗自动测量仪。
              CA141型汽油发动机
              秒表和控制仪表
1.4 试验用油：90号无铅汽油、机油、润滑油。
1.5 室温：+18℃，干湿差85％。
1.6 试验水温：65--85℃
1.7 机油压力：0.2—0.5Mpa
2.试验依据
2.1 JB3743-84《发动机台架对比试验大纲》
3.试验内容和方法
3.1 按照双方认定的要求进行，采用原基础汽油和加入抗爆剂后在等工况下进行台架对比试验。
3.2 启动试验：在室温状态下启动均2.5S。
3.3 负荷特性试验：按《大纲》拟定的发动机转速分别为800r/min和1000r/min，在这两种转速下改变负荷，绘出发动机负荷特性曲线。
4.试验结论
从负荷特性结果看，加入抗爆剂后，发动机明显平衡，噪声降低，节油明显。
实施例11
为了测试使用本发明的汽油抗爆剂路面行驶的油耗情况，于一九九八年四月委托辽宁省节能监测中心进行节能性能的对比测试。
汽油抗爆剂组成：戊酸锂：80克、叔丁醇：5克、乙二醇乙醚：5克、辛烷：5克、丙酸二丁酯：5克。
测试选用的汽车有两台，一台为辽A77500捷达牌轿车；一台为辽A74371解放牌小型货车。测试所有仪器的精度均为0.5～1.0级.所用的燃料油为抚顺石油一厂生产的90号汽油，按1‰(克/升)添加该抗爆剂的汽油与基础汽油对比测试。
测试结果表明，加入该抗爆剂后，辽A77500捷达牌轿车的平均节油率为18.2％；辽A74371解放牌小型货车的平均节油率为16.9％。
实施例12
为了试验本发明的汽油抗爆剂长期使用对汽车的影响情况，于一九九七年初委托中国石油天燃气集团公司沈阳市石油总公司做了长达半年不间断的应用。使用的情况和结果简要如下：
汽油抗爆剂配方：异戊酸锂95克，乙醇5克。汽油中的添加量1％(克/升)。
使用单位：沈阳市石油总公司
使用人：王贺新常务副总经理
使用时间：1997年10月至1998年3月
使用车型：美国通用汽车公司的别克世纪车
车牌号：津A—03197
用后意见：(1)动力性改善，发动机马力增加，进行更平稳，且增加一个档位，总的感觉是燃烧系统有明显改善，车况较好。(2)节油效果好，大约节油在15—20％之间。(3)尾气排放有改善(因无法测试，故无准确数据)，对排气管有清洁作用。(4)使用该抗爆剂后，行程约1万公里，没有发现对机件有损害，对汽车尾气净化器也没有影响。(5)从用户的角度希望对该剂做出全面的评价，争取早日推向市场，以利于环境空气的保护，造福于人类。
实施例13
添加剂采用辛酸锂，将其按1‰的重量比加入柴油中，测试结果如下：
试验检测车辆及车型：
1、辽AX5215，北京产福田柴油车
2、辽A48982，重庆产五十铃100P型柴油车；
3、辽A16193，江西产五十铃柴油车。
检测报告：
2001年6月26日，检测车辆为北京产福田牌柴油货车一辆，车已行驶两万公里。将按比例填加有添加剂的20公升柴油加入油箱，车刚起动时未见效果，与平时一样，因为柴油车在冷起动时，排气管会冒出一些黑烟。当车在运转1-2分钟后，黑烟会逐渐消失。这是所有柴油车在冷起动时的正常现象。当这辆车的发动机在运转十分钟后，明显感到加添加剂后，车的怠速比以前高，而发动机的噪音却比以前小。此车在怠速状态下运转30分钟后，检查车的水温表，并没发现有升温现象，说明发动机温度正常。检查发动机排放的尾气，发现比使用普通柴油减轻许多。然后将车起步，明显感觉到车的动力比以前提高了很多，而且起步行驶非常平稳。车在公路上以每小时50公里的速度匀速行驶十分钟后，感觉车的油门踏板特别轻，而且动力性很强。这时将车在公路上极速行驶，发现发动机加速特别快。当时速达到每小时90公里的时候，感觉车的噪音和尾气都比以前小。在测试完这几项后，将此车投入正常的工作运行后，检测油耗结果比使用未加添加剂的普通柴油时降低油耗可达16％-20％。
2001年6月28日，再次按等比例加剂，加油20公升，车在冷起动时，发动机的起动速度明显提高，而且尾气排放的黑烟也明显减轻，发动机的噪音也小了许多，但车的怠速还是比较高。当车怠速运转20分钟后，投入正常的工作运行。就在6月29日再次加油时发现油耗比上次又降低了许多，发动机并未发现异常。
2001年7月6日，又按等比例加油25公升，车在起动、运行状态下都很平稳和正常，发动机也未发现异常。
2001年7月18日，对这辆柴油车的发动机进行检测：发现发动机的机油和滤油器滤芯比以前干净了，杂物明显减少。并且，四个滤油嘴及活塞顶表面都特别干净，好象刚清洗过，总之，该车在使用添加了添加剂的柴油后从油耗到发动机的各主要部件状况都很好。检测认为，所使用的添加剂具有清洁、节能等良好功能。
实施例14
添加剂采用己酸锂，加入-10#柴油中，添加量为1.5‰(克/升)，以未添加的-10#柴油为基础油作为对比。
为了测试添加剂对柴油发动机部件的磨损及积碳和沉积物情况，于1999年委托中国石油天燃气集团公司锦州石油化工研究院进行了台架测试。结果如下：
1、使用添加和未添加添加剂的柴油在柴油发动机上实施100小时长时间的运转，经装车前，卸车后的测量比较，使用加有添加剂的柴油发动机磨损状况明显减轻。
2、使用含有添加剂的柴油对排气门和活塞顶部沉积物具有较好的清洁作用。
3、节能效果：
从总耗油累计量，加入添加剂后，柴油的节能效果达到6.8％。
从不停机切换燃油对比，按1.5克/升加入添加剂后，节能可达到1.19％；按3克/升加入添加剂比1.5克/升添加量又节能1.5％。
4、结论：该添加剂兼有节能、清洁和减少发动机磨损的功能，是一个良好的综合性添加剂，加入发动机燃料中，可以减少发动机的维护保养次数，延长发动机使用寿命，并具有很显著的节能效果。
实施例15
丁酸锂：75克、乙二酸锂：16克、环己烷甲酸锂：9克，混合后按1‰(克/升)的比例加入到-10#柴油中，测试其各项理化指标如下：
实施例16
壬酸钠：40克、丙烯酸钙：30克、环辛烷甲酸钛：20克、煤油：10克，这四种化合物混合后加入0#柴油和-35#柴油中(称为HS-01燃料油)，用于解放141型柴油车的使用状况和效果如表一、二所记载：
Figure C02803955D00271
实施例17
将戊二酸锂按0.1％(克/升)的比例加入200#重油中混合均匀，以不加添加剂的同样重油作对照进行对比试验，结果见下表：
Figure C02803955D00291

Claims (16)

1.一种燃油添加剂，其由通式为MR的油溶性有机酸金属盐和有机溶剂组成，通式MR中R为有机酸根，相应的有机酸为含有1-40个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸或多元羧酸、环烷酸、芳香酸或烷基酚；式中的M为金属阳离子或金属络合物离子，相应的金属为碱金属、碱土金属、稀土金属或选自锌或钛的过渡金属；有机溶剂包括醇、醚、酮、酚、烃、酯、醛或含氮有机化合物，每100克所述燃油添加剂中的有机溶剂为大于0克且小于或等于90克。
2.权利要求1所述的燃油添加剂，其中，所述有机酸为含有1-25个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸、环烷酸、芳香酸或烷基酚。
3.权利要求2所述的燃油添加剂，其中，所述有机酸为含有1-10个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸、环烷酸、芳香酸或烷基酚。
4.权利要求3所述的燃油添加剂，其中，所述有机酸为含有1-10个碳原子的饱和或不饱和脂肪酸或环烷酸。
5.权利要求1所述的燃油添加剂，其中，所述碱金属为锂、钠、钾、铷、铯，其相应的阳离子为一价离子。
6.权利要求1所述的燃油添加剂，其中，所述碱土金属为铍、镁、钙、锶、钡，其相应的阳离子为二价离子。
7.权利要求1所述的燃油添加剂，其中，所述稀土金属为钪、钇、镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱或镥，其相应的阳离子为三价或四价离子。
8.权利要求7所述的燃油添加剂，其中，所述稀土金属为钪、钇、镧、铈和钕。
9.权利要求1所述的燃油添加剂，其包含有一种以上所述油溶性有机酸金属盐。
10.权利要求1-9任一项所述的燃油添加剂，其包括汽油添加剂、柴油添加剂、煤油添加剂和重油添加剂。
11.权利要求1所述的燃油添加剂，其为汽油添加剂或柴油添加剂。
12.权利要求1-9任一项权利要求所述的燃油添加剂作为汽油抗爆剂、燃油清洁剂、燃油减磨剂或燃油防腐添加剂的用途。
13.一种燃油产品，其中添加有权利要求1所述的燃油添加剂，添加量为每升燃油中0.1-15克所述有机酸金属盐。
14.权利要求13所述的燃油产品，其中，所述燃油为汽油、柴油、煤油或重油。
15.权利要求13所述的燃油产品，其为柴油产品。
16.权利要求13所述的燃油产品，其为汽油产品。
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