CN101280229B - 防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂，解决了高比例醇汽油燃料对汽车供油系统及储运设备的金属腐蚀及橡胶溶胀的技术问题，包括按体积份计算的以下组分：丙炔醇5～8份；羟基丁二酸二乙酯14～20份；N-甲基吗啉8～14份；环己胺18～26份。具有有效抑制金属腐蚀，缓解醇对橡胶、塑料部件的溶胀的优点。

Description

防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂

技术领域

本发明涉及一种醇燃料添加剂，尤其涉及一种防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂。

背景技术

醇燃料是指含有一定比例甲醇或乙醇的汽油。甲醇在生产过程中一般会含有酸性物质，而且甲醇本身的吸水性使之在贮存过程中含有少量水分，甲醇燃料中水分的存在将激活金属的酸腐蚀和电化学腐蚀问题。当汽油中不含水分时，酸性腐蚀是很弱的，主要是活性硫化物引起的铜片腐蚀；而甲醇燃料中存在水分时，将引起酸的电离，使活泼金属的酸腐蚀加剧。

甲醇对发动机燃料系统的多种金属都有腐蚀性，可以腐蚀铜、铁、铝、铅、锌、镁及它们的许多合金。甲醇燃料即使含有体积份数为3份的醇也会使燃料腐蚀性大大增强，醇含量越高，腐蚀性越强。表1列出了几种低比例甲醇燃料对不同金属的腐蚀性。

          表1甲醇燃料对金属的腐蚀损失  单位：g/m²

牌号	钢片	铝片	铜片	铸铁片
					90#汽油	0.18	0.06	0.20	0.15
M3	0.33	0.58	0.40	0.38
					M5	0.34	0.63	0.46	0.45
M10	0.42	1.81	0.53	0.51

防止醇燃料腐蚀发动机金属的基本途径有两个：一是改变发动机金属材料，使用耐腐蚀的金属制造发动机，如将铁类合金改为镍类合金、气门座烧结材料中添加硬质微粒并作铅熔渗处理、活塞环镀铬等；二是在燃料中加防腐蚀添加剂。相比之下，前者成本高，且只适用于新发动机的制造，而后者则更简易，而且成本很低，效果较好。

目前成品油抗腐蚀添加剂大致可分为两类，包括防止硫腐蚀的添加剂和防止燃料氧化产物引起腐蚀的添加剂。发动机燃料用的腐蚀抑制剂常采用不带有金属离子的无灰添加剂，包括一元或二元有机羧酸及其酯化产物和一些胺类化合物等；其中防止燃料氧化产物引起腐蚀的添加剂又可分为两类：一类的作用是减少氧化产物的生成量，它们或是降低氧化反应的速度，或是延长氧化的诱导期；另一类添加剂则是能被金属表面吸附或与金属作用而生成一层薄膜，覆盖在金属表面，从而限制燃料氧化产物对金属的作用。后一类的抗腐蚀添加剂，多是具有极性的有机物质盐、醇酸、胺等。国内外也有针对醇类燃料金属腐蚀问题的研究报道。

醇燃料对汽车供油系统的橡胶部件溶胀作用较大，对油泵的密封及其他部件的合成橡胶大都会发生溶胀、变硬、软化或龟裂作用。要从根本上解决该问题，最好的办法是研究更换与甲醇燃料相适应的非金属材料，使之既耐汽油，又耐甲醇燃料。但由于目前的技术现状和材料成本问题不可能将所有在用车的材料替换，所以通过添加腐蚀溶胀抑制剂从燃料的角度来解决甲醇燃料的燃烧性能成为解决腐蚀溶胀问题的一条有效途径。

乙醇也同样具有甲醇的金属腐蚀及橡胶溶胀问题。

发明内容

本发明目的是提供一种防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂，其解决了高比例醇汽油燃料对汽车供油系统及储运设备的金属腐蚀及橡胶溶胀的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂，其特殊之处是：所述添加剂包括按体积份计算的以下组分：

丙炔醇                    5～8份；

羟基丁二酸二乙酯          14～20份；

N-甲基吗啉                8～14份；

环己胺                    18～26份。

上述添加剂还包括按体积份计算的以下组分：

肌醇六磷酸酯              3～5份。

上述添加剂还包括按体积份计算的以下组分：

酞酸二甲酯                13～20份。

上述添加剂还包括按体积份计算的以下组分：

双戊烯                    6～10份；

环己烷                    14～20份。

上述添加剂包括按体积份计算的以下组分：

丙炔醇                    6份；

羟基丁二酸二乙酯          20份；

肌醇六磷酸酯              3份；

N-甲基吗啉                9份；

环己胺                    20份；

酞酸二甲酯                16份；

双戊烯                    6份；

环己烷                    20份。

上述添加剂包括按体积份计算的以下组分：

丙炔醇                    6.5份；

羟基丁二酸二乙酯          18.5份；

肌醇六磷酸酯              3.5份；

N-甲基吗啉                10份；

环己胺                    23份；

酞酸二甲酯                14.5份；

双戊烯                    7份；

环己烷                    17份。

上述添加剂包括按体积份计算的以下组分：

丙炔醇                    7份；

羟基丁二酸二乙酯          16份；

肌醇六磷酸酯              3份；

N-甲基吗啉                12.5份；

环己胺                    22份；

酞酸二甲酯                14份；

双戊烯                    6.5份；

环己烷                19份。

本发明的优点是：

本发明所涉及的防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂调制成的醇燃料能有效抑制金属腐蚀，缓解醇对橡胶、塑料部件的溶胀。本发明适用于作甲醇燃料的添加助剂，也适用于乙醇燃料的防腐及抗溶胀。

具体实施方式

本发明防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂的第一种具体配方包括

(以体积份计算)：6份丙炔醇、20份羟基丁二酸二乙酯、3份肌醇六磷酸酯、9份N-甲基吗啉、20份环己胺、16份酞酸二甲酯、6份双戊烯、20份环己烷。

本发明防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂的第二种具体配方包括

(以体积份计算)：6.5份丙炔醇、18.5份羟基丁二酸二乙酯、3.5份肌醇六磷酸酯、10份N-甲基吗啉、23份环己胺、14.5份酞酸二甲酯、7份双戊烯、17份环己烷；

本发明防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂的第三种具体配方包括(以体积份计算)：7份丙炔醇、16份羟基丁二酸二乙酯、3份肌醇六磷酸酯、12.5份N-甲基吗啉、22份环己胺、14份酞酸二甲酯、6.5份双戊烯、19份环己烷。

本发明的制备方法：在常温常压下，将所需组分分别按照其体积份通过流量泵加入混合器；经充分混合，得到所需抑制剂。

本发明所涉及的添加剂的极性基团吸附在铜、铝等金属表面，非极性长链在金属表面形成保护膜，阻止离子对金属的电化学腐蚀，金属表面形成的保护覆膜也减弱了甲醇燃料中活性硫的腐蚀；复合物中部分官能团与Fe等活性质点形成具有一定强度的络合物，在钢的表面上形成致密覆膜层，阻止醇汽油对活泼金属的腐蚀。同时，由于橡胶增塑剂的加入能缓解橡胶塑料部件的溶胀。几种组分的共同作用，使其具有较好的综合缓蚀溶胀抑制效果。

本发明抗金属腐蚀组分的功能如下：

丙炔醇(C₃H₄O，HOCH₂CCH)能有效抑制酸类对铁铜镍等金属的腐蚀；羟基丁二酸二乙酯(C₇H₁₄O₅，CH₃CH₂OOCH₂CHOHCOOCH₂CH₃)是金属的清洁剂，易与醇类生成二元羧酸酯，缓解金属腐蚀；N-甲基吗啉(C₅H₁₁NO，CH₂CH₂NCH₃CH₂CH₂O)作为化工助剂，能减弱甲醇对有些金属的化学氧化作用和电导，缓解金属之间的电化学腐蚀作用，是很好的缓蚀剂；环己胺(C₆H₁₁NH₂)能被金属表面所吸附，形成一层薄膜，覆盖在金属表面，起到腐蚀抑制作用；肌醇六磷酸酯(又称环已六醇六磷酸酯，C₆H₁₈O₂₄P₆)与金属离子在较宽的PH范围内具有极强的络合作用，能在金属表层形成坚固致密的单分子保护膜，抑制金属的氧化腐蚀；

本发明抗橡胶溶胀组分的功能如下：

酞酸二甲酯(又称DMP，邻苯二甲酸二甲酯，C₁₀H₁₀O₄；C₆H₄(COOCH₃)₂)是丁腈橡胶的增塑剂，同时可以起到降低甲醇汽油饱和蒸汽压的作用；双戊烯(又称柠檬烯、苎烯、1，8-萜二烯，C₁₀H₁₆，CAS：138-86-3)是优良的油类分散剂和橡胶添加剂，起油品清净和橡胶部件增塑作用；酞酸二甲酯和双戊烯的极性端在橡胶部件的表面吸附，非极性端向外，与甲醇燃料相连，阻止了甲醇燃料的侵入，从而减小了对橡胶的溶胀作用，同时能促进醇和汽油的互溶，提高油品的清净性。

本发明用于醇燃料的具体实施方案一：

在常温、常压、防火、防爆、无静电的环境下，按如下步骤进行：

(1)按照本发明的体积份调制成醇燃料添加助剂；

(2)将该添加助剂与高比例甲醇燃料，如M85、M100，按照1～2∶99～98的体积比例充分调和，即可得到具有腐蚀抑制及抗溶胀性的高比例甲醇燃料；

本发明用于醇燃料的具体实施方案二：

在常温、常压、防火、防爆、无静电的环境下，按如下步骤进行：

(1)按照本发明的比例调制成醇燃料添加助剂；

(2)将该添加助剂与不起抗腐溶胀作用的变性甲醇按照0.5～1∶99.5～99的体积比例充分调和；

(3)将步骤(2)中所调制成的变性燃料甲醇与汽油按照所需的体积比例充分混合，可制得M5～M50的甲醇汽油。

本发明用于醇燃料的具体实施方案三：

在常温、常压、防火、防爆、无静电的环境下，按如下步骤进行：

(1)按照该发明的比例调制成醇燃料添加助剂；

(2)在市场上所售的普通甲/乙醇汽油中按照50ml/t的剂量加入该添加助剂，即可有效抑制金属腐蚀及橡胶溶胀。

本发明用于醇燃料的具体实施方案四：

在常温、常压、防火、防爆、无静电的环境下，按如下步骤进行：

(1)按照该发明的比例调制成醇燃料添加助剂；

(2)在乙醇中按照50～100ml/t添加剂量加入步骤(1)所调制成的添加助剂，充分混合调制成燃料乙醇；

(3)将步骤(2)中所调制成的燃料乙醇与汽油或组分油按照10∶90的体积比例充分混合，可制得E10乙醇汽油。

Claims (4)

1.一种防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂，其特征在于：所述添加剂由按体积份计算的以下组分组成：

丙炔醇            5～8份；

羟基丁二酸二乙酯  14～20份；

N-甲基吗啉        8～14份；

环己胺            18～26份；

肌醇六磷酸酯      3～5份；

酞酸二甲酯        13～20份；

双戊烯            6～10份；

环己烷            14～20份。

2.根据权利要求1所述的防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂，其特征在于：所述添加剂由按体积份计算的以下组分组成：

丙炔醇            6份；

羟基丁二酸二乙酯  20份；

肌醇六磷酸酯      3份；

N-甲基吗啉        9份；

环己胺            20份；

酞酸二甲酯        16份；

双戊烯            6份；

环己烷            20份。

3.根据权利要求1所述的防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂，其特征在于：所述添加剂由按体积份计算的以下组分组成：

丙炔醇            6.5份；

羟基丁二酸二乙酯  18.5份；

肌醇六磷酸酯      3.5份；

N-甲基吗啉        10份；

环己胺            23份；

酞酸二甲酯        14.5份；

双戊烯            7份；

环己烷            17份。

4.根据权利要求1所述的防金属腐蚀及抑制橡胶溶胀的醇燃料添加剂，其特征在于：所述添加剂由按体积份计算的以下组分组成：

丙炔醇            7份；

羟基丁二酸二乙酯  16份；

肌醇六磷酸酯      3份；

N-甲基吗啉        12.5份；

环己胺            22份；

酞酸二甲酯        14份；

双戊烯            6.5份；

环己烷            19份。