CN100580065C - 高含量车用环保醇醚燃料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高含量车用环保醇醚燃料,按重量份数计,它是由以下等37种原料组成的添加剂混配到75~87份的甲醇或乙醇或者甲、乙混合醇中而制成的:甲醇、乙醇、异丙醇、异丁醇、二甲基酮、正戊烷、二丙基、环戊烷、硝基甲烷、二甲苯、松节油、环戊二烯、聚异丁烯、丙二胺、甲酸甲酯、碳酸二甲酯、凝析油、烃类溶剂油、二异丙醚、二甲氧基甲烷、石油醚、甲基叔戊基醚、甲基叔丁基醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚、抗静电剂、金属腐蚀抑制剂、橡塑件溶胀抑制剂、抗氧化剂。本发明高含量车用醇醚燃料在点燃式发动机上单独使用或与汽油按任意比混配后使用,均使燃料的性能更加稳定,且抗震性能好,动力性强,燃烧充分,易起动,不气阻,不分层,耗油量低,清洁环保,解决了点燃式发动机在多元燃料使用上的通用性。

Description

高含量车用环保醇醚燃料
技术领域
本发明涉及一种车用液体燃料,具体而言,本发明涉及高含量的醇醚燃料尤其是车用环保甲醇或乙醇或者甲、乙混合醇燃料。
背景技术
当今世界,能源和环境是影响全球经济社会可持续发展的主要因素。随着世界经济的高速发展,对石油的需求量也在不断增加,而能源消费既需要考虑到环保因素,又受到资源数量的限制,随着石油储量的减少和环保要求的越来越严格,必然要寻求新能源的开发和利用。如何统筹协调地解决上述两大问题,已引起国内和国际社会的广泛高度关注。各国都在根据本国的具体国情、资源情况,投入大量人力、财力等进行多方位的研究和开发新的替代能源,以满足本国发展的需要。
当今世界,能源和环境是影响全球经济社会可持续发展的主要因素。随着世界经济的高速发展,对石油的需求量也在不断增加,而能源消费既需要考虑到环保因素,又受到资源数量的限制,随着石油储量的减少和环保要求的越来越严格,必然要寻求新能源的开发和利用。如何统筹协调地解决上述两大问题,已引起国内和国际社会的广泛高度关注。各国都在根据本国的具体国情、资源情况,投入大量人力、财力等进行多方位的研究和开发新的替代能源,以满足本国发展的需要。
众所周知,我国的国情是缺油、少气、相对富煤,而替代能源的首要条件必须具备两大要素,一是储量大,二是燃烧洁净。然而我国却有着丰富的闲弃少用的高硫煤及储量丰富的煤层气和炼焦炭的副产品焦炉气,因此可利用它们制成甲醇、二甲醚等燃料。我国的能源战略也是“节约优先,立足国内,煤为基础,多种发展”,从而为甲醇燃料的发展以及甲醇衍生物产品产量的进一步扩大生产奠定了坚实的基础。多年来虽然在甲醇燃料的研究和运用上都取得了阶段性的成果,但因受醇类燃料特性的限制,致使在对高浓度醇类燃料的研究上,基本都是靠对现有点燃式发动机进行改造而达到适应高浓度醇类燃料的要求,并发挥醇类燃料优点的。因为醇类燃料在现有发动机上使用受其特性因素的影响而存在很多缺陷:
①醇类(主要指甲醇、乙醇)燃料是一种优良的极性有机溶剂,具有较强的化学活性,极易使车用金属件腐蚀,导致橡胶和塑料件的溶胀、软化、龟裂及提前老化等。
②醇类燃料因热值低,蒸发潜热大,因而低温起动性差、低温运行恶化,油耗量增大。
③醇类燃料因沸点低,因而车辆在长时间运行或高温下运行易出现气阻,出现供油困难或不供油的现象。
④醇类燃料与基础油相溶性差,因水分、气温或掺烧比例等因素容易出现分层。
⑤使用高含量醇类燃料时必须对现有发动机进行改造,技术难度大,成本增加,而且互换使用性差,发动机通用性问题很难解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种性能稳定、无需改变现有点燃式发动机结构的高含量醇醚燃料。该燃料与现用汽油互换性及混溶性好,从而大幅度降低了现有点燃式发动机对汽油的过分依赖性,即使在没有汽油的前提下,也能单独正常使用该种燃料,提高了国家在能源上的应急保障度。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的:
一种高含量醇醚燃料,其特征在于按重量份数计,它是由以下原料组成的添加剂混配到75~87份的甲醇或乙醇或者甲、乙混合醇中而制成的:
甲醇0.06~0.2                   乙醇0.1~0.4          异丙醇0.1~2
异戊醇0~2                      异丁醇0.6~3          乙二醇0~0.02
二甲基酮0.02~1.5               正戊烷0.02~0.5       二丙基0.02~0.4
环戊烷0.02~0.4                 2,2,4-三甲基戊烷0.02~0.4
硝基甲烷0.02~0.4               松节油0.1~5.5
环戊二烯0.02~0.03              聚异丁烯0.02~0.03    丙二胺0.04~0.06
甲酸甲酯0~1.5                  碳酸二甲酯0~2        凝析油0~3
烃类溶剂油0.12~10              石脑油0.1~7.3        二异丙醚0~3
二甲氧基甲烷0~3                石油醚0~3            甲基叔戊基醚0~3
甲基叔丁基醚0~3                十二烷基酚聚氧乙烯醚0~0.05
甲基苯并三(氮)唑0~0.02         双烷基磷酸0~0.01
苯并三(氮)唑0~0.06             抗静电剂SN 0~0.02
椰子油烷基乙二酰胺0~0.1        2,2-二甲基丙酸酐0~0.02
C1-1406金属腐蚀抑制剂0~0.06    BR-7064橡塑件溶胀抑制剂0~0.06
抗氧化剂NS-Q1  0~0.03。
所述甲、乙混合醇按任意比例混合而成。
所述C1-1406金属腐蚀抑制剂选自由北京石油化工科学研究院出品的市场产品。
所述BR-7064橡塑件溶胀抑制剂选自是由北京苯环精细化工有限公司出品的市售产品。
所述抗氧化剂NS-Q1选自由南京石油化工厂出品的市售产品。
本发明所述高含量醇醚类燃料的配制方法为:在常温常压下将添加剂与甲醇或乙醇或者甲、乙混合醇按照重量份数计量进行混配,然后静态反应10~60分钟后即可使用。
本发明是以甲醇或乙醇或者甲、乙醇混合醇为主要原料,加以部分高碳醇、部分轻烃溶剂和醚、酮类溶剂及其它少量助剂后,解决了高含量甲、乙醇燃料在现有点燃式发动机上使用时因其固有的特性所带来的许多缺点,具体体现在以下几个方面:
A、高含量醇类燃料因热值低,蒸发潜热大,导致低温起动性差,低温运行恶化,油耗量增大。本发明通过加入适量的高碳醇、轻烃和醚、酮类溶剂后,使该燃料的热值接近了汽油的热值,同时其饱和蒸汽压也得到提高,达到了混合气的可燃极限,实现了在低温(-20℃左右)下正常起动,解决了冷起动困难的问题。加之醇类燃料本身的高含氧特性,较好的稀燃能力,及因热值的提高,从而提高了发动机的热效率,降低了油耗量,与汽油用量基本持平,使用得当还可下降5%~12%。
B、高含量醇类燃料因沸点偏低,在高温运行或发动机持续长时间运行时容易出现气阻,引起供油不畅或停止供油。本发明加入了馏程范围较高(80~180℃)的醇类、轻烃类溶剂后,使燃料的整个燃烧过程都达到了点燃式发动机整个正常燃烧运行的要求,解决了气阻问题。
C、醇类燃料是一种优良的极性有机溶剂,具有较强的化学活性,在燃烧过程中产生的甲酸或乙酸,能使铜、铝、锰等金属材质产生腐蚀,而这些材料又是汽油燃料汽车的典型材料。同时,燃烧过程中所产生的甲酸或乙酸还对汽车密封橡胶及其它合成的非金属材料产生一定的轻微腐蚀,对橡、塑件起到溶胀、软化或龟裂作用,并使这些材料提前老化。
本发明燃料中加入有一定量的金属净洗、金属腐蚀抑制溶剂和橡塑件溶胀抑制剂,使高含量车用醇醚燃料对金属的腐蚀程度及橡塑件的腐蚀和溶胀程度都降到了很低范围,使上述问题得到了很好解决。
D、因醇类燃料极易吸水,当气温或轻烃溶剂油及其它助剂因水份超过一定指标后,易出现液相分离,影响使用。本发明通过加入一定剂量的乳化助溶剂和双极性基团溶剂后,能将最高互溶温度降低到很低,从而保障了该燃料的正常燃烧。
具体实施方式
表1给出了本发明的11个实施例,表中数字为重量份数。
表1
  燃料组成   例1   例2   例3   例4   例5   例6   例7   例8   例9   例10   例11
  甲醇   80.12   78.1   80.1   75.12   0.1   80.2   80.12   80.06
  乙醇   0.4   0.4   0.1   0.1   80.1   0.4   0.2   0.2
  甲醇乙醇   40.1+40.2   60.1+20.2   7.1+80.1
  异丙醇   0.31   0.2   0.1   0.1   2.4   0.2   0.1   0.4   0.1   0.2   0.1
  异戊醇   0.2   1   2
  异丁醇   2   2.6   2   1.2   3   3   2   1.2   1   3   1
  乙二醇   0.02   0.02   0.02   0.02   0.02   0.02   0.2
  二甲基酮   1   0.6   0.2   0.2   0.4   0.1   0.02   0.04   0.2   0.02   0.1
正戊烷 0.2 0.6 0.2 0.1 0.6 0.04 0.1 0.1 0.8 0.4 0.8
  二丙基   0.1   0.4   0.15   0.1   0.2   0.02   0.1   0.1   0.4   0.2   0.1
  2,2,4-三甲基戊烷   0.1   0.02   0.1   0.02   0.02   0.02   0.02   0.1   0.6   0.2   0.1
  环戊烷   0.1   0.1   0.1   0.1   0.02   0.02   0.1   0.1   0.4   0.2   0.1
  硝基甲烷   0.1   0.02   0.1   0.34   0.02   0.1   0.02   0.1   0.3   0.2   0.1
  二甲氧基甲烷   1.2   1   2   3   0.15   4   1.6   1   0.4   1.6   1.6
  二甲苯   0.25   0.4
  松节油   0.1   1.2   2   1.6   0.2   0.12   0.12   1   2   5.5   0.2
  环戊二烯   0.03   0.03   0.02   0.02   0.03   0.03   0.03   0.03   0.03   0.03   0.03
  聚异丁烯   0.02   0.02   0.03   0.03   0.02   0.02   0.02   0.02   0.03   0.03   0.03
  丙二胺   0.04   0.04   0.06   0.06   0.04   0.04   0.04   0.04   0.04   0.06   0.04
  甲酸甲酯   0.02   0.02   0.02   0.1   0.2   0.1   0.02   0.2   0.02   0.02   0.1
  碳酸二甲酯   0.02   0.02   0.02   0.1   0.2   0.1   0.02   1.2   0.02   0.02   0.1
  凝析油   1.2   0.4
  烃类溶剂油   9.6   7.3   1.1   0.12   6.6   10   6   6   6   0.12   5
  二异丙醚   1.2   0.8   1.6   1.6   0.8   1   1   1.2   0.6   1   0.67
  石油醚   1.3   2   1.5   1.2   0.4   2   1.6   1.0   0.6   1.6   1
  甲基叔戊基醚   0.4
  甲基叔丁基醚   1.6   1.2   2   2   4   2.2   1.6   1.6   1.6   2   1
  十二烷基酚聚氧乙烯醚   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.66   0.06   0.06   0.06
  甲基苯并三(氮)唑   0.01   0.02   0.03   0.01   0.02   0.01   0.01
  双烷基磷酸   0.01   0.01   0.01   0.02   0.02   0.02   0.01
  苯并三(氮)唑   0.02   0.04   0.04   0.03   0.03   0.02   0.02
  抗静电剂SN   0.02   0.03   0.03   0.03   0.02   0.02   0.02   0.02   0.03   0.03   0.03
  椰子油烷基乙二酰胺   0.06   0.04   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06
  2,2,-二甲基丙酸酐   0.02   0.02   0.02
  C<sub>1</sub>-1406金属腐蚀抑制剂   0.06   0.02   0.02   0.02   0.04   0.06   0.04   0.04   0.04   0.06   0.06
  B<sub>R</sub>-7064橡塑件溶胀抑制剂   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06
  抗氧化剂NS-Q<sub>1</sub>   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06   0.06
  石脑油   0.12   1.6   6   7.3   0.12   0.1   2.4   3.6   4   3.0   0.3
以上实施例1~11的配制方法为:在常温常压下将添加剂与甲醇或乙醇或者甲、乙混合醇按照重量份数计量进行混配,然后静态反应10~60分钟后即可使用。

Claims (2)

1、一种高含量醇醚燃料,其特征在于按重量份数计,它是由以下原料组成的添加剂混配到75~87份的甲醇或乙醇或者甲、乙混合醇中而制成的:
甲醇0.06~0.2         乙醇0.1~0.4        异丙醇0.1~2
异戊醇0~2            异丁醇0.6~3        乙二醇0~0.02
二甲基酮0.02~1.5     正戊烷0.02~0.5     二丙基0.02~0.4
环戊烷0.02~0.4       2,2,4-三甲基戊烷0.02~0.4
硝基甲烷0.02~0.4     松节油0.1~5.5      环戊二烯0.02~0.03
聚异丁烯0.02~0.03    丙二胺0.04~0.06    甲酸甲酯0~1.5
碳酸二甲酯0~2        凝析油0~3          烃类溶剂油0.12~10
石脑油0.1~7.3        二异丙醚0~3        二甲氧基甲烷0~3
石油醚0~3            甲基叔戊基醚0~3    甲基叔丁基醚0~3
十二烷基酚聚氧乙烯醚0~0.05       甲基苯并三(氮)唑0~0.02
双烷基磷酸0~0.01                 苯并三(氮)唑0~0.06
抗静电剂SN 0~0.02                椰子油烷基乙二酰胺0~0.1
2,2-二甲基丙酸酐0~0.02          C1-1406金属腐蚀抑制剂0~0.06
BR-7064橡塑件溶胀抑制剂0~0.06    抗氧化剂NS-Q10~0.03。
2、根据权利要求1所述的高含量醇醚燃料,其特征在于所述甲、乙混合醇按任意比例混合而成。
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