CN101285010B - 一种多功能醇燃料添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能醇燃料添加剂，解决了现有醇燃料的互溶性、动力性、稳定性差，油品和燃油系统的清净程度差，不能有效解决甲醇汽油腐蚀和气阻的技术问题，包括按体积份计算的以下组分：助溶剂50～60份；腐蚀抑制剂5～10份；清净分散剂0～30份；橡胶增塑剂0～10份；蒸汽压抑制剂0～15份；具有辛烷值高，动力性强，稳定性好，互溶性佳的特点，能有效抑制金属腐蚀，改善油品清洁性，解决气阻问题，具有环保、节能的优点。

Description

一种多功能醇燃料添加剂

技术领域

本发明涉及一种醇燃料添加剂，尤其涉及一种提高甲醇汽油互溶性、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。甲醇作为替代传统燃料的新型能源，既可掺烧汽、柴油，也可直接作为燃料使用，其环保性、动力性、经济性具有的优势是举世公认的。甲醇被认为是“世界上最清洁的汽车发动机燃料是甲醇燃料”、“未来的汽车发动机燃料是甲醇燃料”等。

在甲醇汽油燃料的调制过程或实际运营中，也存在着一些问题，如：甲醇汽油互溶、低温抗相分层、冷启动、高温气阻、对金属腐蚀、生成沉积组分等。

为了改善和优化甲醇汽油的性能，在甲醇燃料的调配中加入了助剂，导致出现了甲醇汽油添加剂的不同技术配方。

例如：

专利号为ZL200410022167.4，公告号为CN1219035C，公告日为2005年9月14日，专利名称为“一种甲醇汽油及制备方法”的中国专利文件中，公开了其中的添加剂组分有环烷酸铁或无碳基铁、磺酸盐、硅磷酸铝、磷酸二氢钠等金属盐，该添加剂由于硫、磷元素的含量偏高而限制了它的广泛使用；同时由于金属离子的存在，导致燃料燃烧后会产生金属沉积物堵塞油路；

专利申请号为03152748.5，公开号为CN1580204，公开日为2005年2月16日，发明创造名称为“车用甲醇汽油”的中国专利申请文件中，表明了其配方中含有甲基叔丁基醚(MTBE)只是较好地解决了互溶性及辛烷值问题，但由于甲基叔丁基醚(MTBE)对于地下水的污染极为严重，在美国已严禁其加入，预计我国未来将会限制其使用；

专利申请号为200610009621.1，公开号为CN1821359，公开日为2006年8月23日，发明创造名称为“一种M₁₀～M₈₀甲醇汽油及M_xE_x双醇汽油的制备方法”的中国专利申请文件中，得知其添加剂配方中使用了大量的芳香烃，从而限制了它的推广；

专利申请号为200510012700.3，公开号为CN1727452，公开日为2006年2月1日，发明创造名称为“高性能高含量甲醇汽油”的中国专利申请文件，由于在其添加剂组分中使用了二烷基2，6代磷酸锌和磺酸胺，造成燃烧不充分产生沉积物及产生硫的氧化物形成硫酸，严重腐蚀发动机金属部件。

专利申请号为200610045320.4，公开号为CN1876775，公开日为2006年12月13日，发明创造名称为“一种新型清洁环保车用甲醇汽油”的中国专利申请文件，其添加剂配方互溶性良好，但采用植物油酸做防腐剂效果不明显。

专利申请号为200510132740.1，公开号为CN1786125，公开日为2006年6月14日，发明创造名称为“甲醇汽油添加剂”的中国专利申请文件中可知，其配方中的添加剂制备简单易行，具有互溶和防腐功效，但对于动力性、清净性、蒸汽压问题没有任何的改善作用。

专利申请号为200710045098.2中，公开号为CN101121901，公开日2008年2月13日为，发明创造名称为“车用甲醇汽油”的中国专利申请文件，其涉及到的添加剂综合性能较好，但清净性和蒸汽压问题不能有效解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多功能醇燃料添加剂，其解决了现有醇燃料的互溶性、动力性、稳定性差，油品和燃油系统的清净程度差，不能有效解决甲醇汽油腐蚀和气阻的技术问题。

本发明的技术方案是：

一种多功能醇燃料添加剂，其特殊之处是：所述多功能醇燃料添加剂包括按体积份计算的以下组分：

助溶剂                    50～60份；

腐蚀抑制剂                5～10份；

清净分散剂                0～30份；

橡胶增塑剂                0～10份；

蒸汽压抑制剂              0～15份；

所述助溶剂包括按体积份计算的以下组分：

高碳的饱和烷烃或环烷烃    5～25份；

异丙醚                    3～10份；

2-甲基丙醇            10～25份；

四氢呋喃              3～10份；

所述腐蚀抑制剂包括按体积份计算的以下组分：

丙炔醇                1～5份；

羟基丁二酸乙酯        0.5～5份；

N-甲基吗啉            0.5～2份；

环己胺                1～5份；

所述清净分散剂包括按体积份计算的以下组分：

1-丙醇                5～10份；

2-丙醇                10～20份；

双戊烯                0.5～1份；

所述橡胶增塑剂为酞酸二甲酯；

所述蒸汽压抑制剂包括按体积份计算的以下组分：

甲酸乙酯或/和乙酰乙酸乙酯1～15份。

上述多功能醇燃料添加剂包括：

助溶剂                50～60份；

腐蚀抑制剂            5～10份；

清净分散剂            20～30份；

橡胶增塑剂            2～10份；

蒸汽压抑制剂          5～15份；

所述高碳的饱和烷烃为5～20份的正己烷；

所述高碳的饱和环烷烃为10～25份的乙基环己烷；

所述腐蚀抑制剂还包括0.3～3份的肌醇六磷酸酯。

上述多功能醇燃料添加剂包括：

助溶剂                58份；

腐蚀抑制剂            10份；

清净分散剂            22份；

橡胶增塑剂            3份；

蒸汽压抑制剂          7份；

所述助溶剂包括：

正己烷                    18份；

异丙醚                    8份；

2-甲基丙醇                24份；

四氢呋喃                  8份；

所述腐蚀抑制剂包括：

丙炔醇                    3份；

羟基丁二酸乙酯            1份；

肌醇六磷酸酯              1份；

N-甲基吗啉                1份；

环己胺                    4份；

所述清净分散剂：

1-丙醇                    7份；

2-丙醇                    14份；

双戊烯                    1份；

所述蒸汽压抑制剂包括7份甲酸乙酯。

上述多功能醇燃料添加剂包括：

助溶剂                    56份；

腐蚀抑制剂                8份；

清净分散剂                26份；

橡胶增塑剂                3份；

蒸汽压抑制剂              7份；

所述助溶剂包括：

乙基环己烷                20份；

异丙醚                    6份；

2-甲基丙醇                23份；

四氢呋喃                  7份；

所述腐蚀抑制剂包括：

丙炔醇                    2份；

羟基丁二酸乙酯            1份；

肌醇六磷酸酯              1份；

N-甲基吗啉                1份；

环己胺                    3份；

所述清净分散剂包括：

1-丙醇                    8份；

2-丙醇                    17份；

双戊烯                    1份；

所述蒸汽压抑制剂包括7份乙酰乙酸乙酯。

本发明的优点是：

本发明所涉及的多功能醇燃料添加剂调制成的甲醇燃料或乙醇燃料具有辛烷值高，动力性强，稳定性好，互溶性佳的特点，同时，能有效抑制金属腐蚀，大幅度降低发动机供油系统和燃烧室沉积物的形成，改善油品清洁性，解决气阻问题。本发明适用于调制低比例甲醇汽油M5～M30，也适用于乙醇汽油的调制。由于本发明不含卤化物、硝基化合物及含铁、铅的化合物，其各组分均是无毒、微毒或低毒的组分，具有环保、节能的优点，是一种清洁燃料。

具体实施方式

本发明多功能醇燃料添加剂的第一种配方包括18份正己烷、8份异丙醚、24份2-甲基丙醇、8份四氢呋喃、3份丙炔醇、1份羟基丁二酸二乙酯、1份肌醇六磷酸酯、1份N-甲基吗啉、4份环己胺、7份1-丙醇、4份2-丙醇、1份双戊烯、3份酞酸二甲酯、7份甲酸乙酯，(均按体积份计算)。

本发明多功能醇燃料添加剂的第二种配方包括20份乙基环己烷、6份异丙醚、23份2-甲基丙醇、7份四氢呋喃、2份丙炔醇、1份羟基丁二酸乙酯、1份肌醇六磷酸酯、1份N-甲基吗啉、3份环己胺、8份1-丙醇、17份2-丙醇、1份双戊烯、3份酞酸二甲酯、7份乙酰乙酸乙酯，按体积份计算)。

其中：高碳的饱和烷烃或环烷烃，包括正己烷(C₆H₁₄，CH₃(CH₂)₄CH₃)和乙基环己烷(C₈H₁₆，CH₃CH₂CH(CH₂)₅)、异丙醚(C₆H₁₄O，(CH₃)₂CHOCH(CH₃)₂)、2-甲基丙醇(又称异丁醇，C₄H₈O₂，(CH₃)₂CHCH₂OH，)、四氢呋喃(C₄H₈O，CH₂CH₂OCH₂CH₂，)都是甲醇和汽油的助溶剂，同时也是高辛烷值添加剂。乙基环己烷(热值高达44205J/g)、正己烷(热值高达42137J/g)、四氢呋喃(热值约为39458J/g)都是高能燃料，能有效补充甲醇汽油的热值，可以起到增强动力性的作用；

1-丙醇(又称正丙醇，C₃H₈O，CH₃CH₂CH₂OH)是金属的脱垢剂，可以控制燃料胶凝体生成，起到清净、分散的作用；2-丙醇(又称异丙醇，C₃H₈O，(CH₃)₂CHOH)起清净、分散、防冻的作用；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，同时，清净分散剂的极性端在橡胶部件的表面吸附，非极性端向外，与甲醇汽油相连，阻止了甲醇汽油的侵入，从而减小了对丁腈橡胶的溶胀；

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；

丙炔醇(C₂H₄O，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；肌醇六磷酸酯(又称环己六醇六磷酸酯，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；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；

甲酸乙酯(C₃H₆O₂，HCOOCH₂CH₃)、乙酰乙酸乙酯(C₆H₁₀O₃，CH₃COCH₂COOC₂H₅)能有效降低甲醇汽油的蒸汽压，从而减少其挥发量，较好解决甲醇燃料的气阻问题；

另外，本发明配方不含卤化物、硝基化合物及含铁、铅的化合物，其各组分均是无毒、微毒或低毒的组分，在调和过程中不会危害环境和人体的健康；并且调制工艺简便、易行。

本发明的制备方法：在常温常压下，取所需组分并分别按照其体积份数加入容器；充分混合搅拌，即得所需多功能醇燃料添加剂成品。

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)按照该发明的体积份调制成多功能醇燃料添加剂；

(2)将该添加剂与甲醇按照5∶95的体积比例调制成变性燃料甲醇；

(3)将步骤(2)中所调制成的变性燃料甲醇与汽油按照15∶85的体积比例充分混合，可制得M15甲醇汽油。

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)按照该发明的比例调制成多功能醇燃料添加剂；

(2)将该添加剂与甲醇按照3∶97的体积比例调制成变性燃料甲醇；

(3)将步骤(2)中所调制成的变性燃料甲醇与汽油按照5∶95的体积比例充分混合，可制得M5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多功能醇燃料添加剂；

(2)将该添加剂与甲醇按照5∶95的体积比例调制成变性燃料甲醇；

(3)将步骤(2)中所调制成的变性燃料甲醇与汽油按照30∶70的体积比例充分混合，可制得M30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多功能醇燃料添加剂；

(2)将该添加剂与乙醇按照5∶95的体积比例调制成变性燃料乙醇；

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

Claims (4)

1.一种多功能醇燃料添加剂，其特征在于：所述多功能醇燃料添加剂包括按体积份计算的以下组分：

助溶剂           50～60份；

腐蚀抑制剂       5～10份；

清净分散剂       0～30份；

橡胶增塑剂       0～10份；

蒸汽压抑制剂     0～15份；

所述助溶剂包括按体积份计算的以下组分：

高碳的饱和烷烃或高碳的饱和环烷烃5～25份；

异丙醚        3～10份；

2-甲基丙醇    10～25份；

四氢呋喃      3～10份；

所述腐蚀抑制剂包括按体积份计算的以下组分：

丙炔醇         1～5份；

羟基丁二酸乙酯 0.5～5份；

N-甲基吗啉     0.5～2份；

环己胺         1～5份；

所述清净分散剂包括按体积份计算的以下组分：

1-丙醇        5～10份；

2-丙醇        10～20份；

双戊烯        0.5～1份；

所述橡胶增塑剂为酞酸二甲酯；

所述蒸汽压抑制剂包括按体积份计算的以下组分：

甲酸乙酯或/和乙酰乙酸乙酯1～15份。

2.根据权利要求1所述的多功能醇燃料添加剂，其特征在于：

所述多功能醇燃料添加剂包括： 

助溶剂        50～60份； 

腐蚀抑制剂    5～10份； 

清净分散剂    20～30份； 

橡胶增塑剂                2～10份； 

蒸汽压抑制剂              5～15份； 

所述高碳的饱和烷烃为5～20份的正己烷； 

所述高碳的饱和环烷烃为10～25份的乙基环己烷； 

所述腐蚀抑制剂还包括0.3～3份的肌醇六磷酸酯。 

3.根据权利要求1或2所述的多功能醇燃料添加剂，其特征在于：所述多功能醇燃料添加剂包括： 

助溶剂                    58份； 

腐蚀抑制剂                10份； 

清净分散剂                22份； 

橡胶增塑剂                3份； 

蒸汽压抑制剂              7份； 

所述助溶剂包括： 

正己烷                    18份； 

异丙醚                    8份； 

2-甲基丙醇                24份； 

四氢呋喃                  8份； 

所述腐蚀抑制剂包括： 

丙炔醇                    3份； 

羟基丁二酸乙酯            1份； 

肌醇六磷酸酯              1份； 

N-甲基吗啉                1份； 

环己胺                    4份； 

所述清净分散剂： 

1-丙醇                    7份； 

2-丙醇                    14份； 

双戊烯                    1份； 

所述蒸汽压抑制剂包括7份甲酸乙酯。 

4.根据权利要求1或2所述的多功能醇燃料添加剂，其特征在于： 

所述多功能醇燃料添加剂包括： 

助溶剂                56份； 

腐蚀抑制剂            8份； 

清净分散剂            26份； 

橡胶增塑剂            3份； 

蒸汽压抑制剂          7份； 

所述助溶剂包括： 

乙基环己烷            20份； 

异丙醚                6份； 

2-甲基丙醇            23份； 

四氢呋喃              7份； 

所述腐蚀抑制剂包括： 

丙炔醇                2份； 

羟基丁二酸乙酯        1份； 

肌醇六磷酸酯          1份； 

N-甲基吗啉            1份； 

环己胺                3份； 

所述清净分散剂包括： 

1-丙醇                8份； 

2-丙醇                17份； 

双戊烯                1份； 

所述蒸汽压抑制剂包括7份乙酰乙酸乙酯。