CN101285011B - 一种含水甲醇汽油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种甲醇汽油及其制备方法，涉及节能环保型甲醇汽油机起制备方法。本发明汽油由50～85％的商品国标汽油和14.5～48％含水量为2～5的工业甲醇及0.5～2.0％由5种物质组成的复合添加剂组成；本发明发放是先制备复合添加剂，再制备变性甲醇，最后在商品国标汽油中加入变性甲醇而得成品。本发明汽油的稳定性好，稳定期长达一年，腐蚀性可降低15％，HC排放量降低10～30％，辛烷值高达99，点火性能好；本发明方法简单，生产成本低。本发明汽油可广泛应用在以汽油为燃料的汽车上，无需改动发动机。本发明方法可广泛应用于制备商品国标90#、93#、97#含水甲醇汽油。
Description
技术领域
本发明属于汽车代用燃料技术领域，特别涉及节能环保型甲醇汽油及其制备方法。
背景技术
自上个世纪世界性的能源紧缺以来，石油燃料供应危机不断加剧，这迫使人们去解决能源问题。因此，积极研究和寻找内燃机的替代燃料已经成为必经之路。当前醇类汽油被公认为是一种有发展前景的替代燃料，而且研究和使用较多的也是甲醇或乙醇汽油。相对乙醇来说，甲醇资源丰富来源广泛，可通过煤转化合成，天然气制备，还可通过木材甚至垃圾来制取。而且甲醇有着优良的物化性质，因此甲醇汽油是理想的石油燃料替代品。
在甲醇汽油中，由于甲醇的掺人，其燃烧特性发生了明显的改变。主要表现在以下两个方面：(1)空燃比降低；(2)辛烷值提高。另外甲醇汽化潜热大，呈液滴状态在气缸中汽化，可降低汽油火焰温度从而节省油耗。由于甲醇汽油中可以含有少量的水，可在气缸内成微爆状态，促进了燃烧。并且，在汽车数量不断增多的情况下，汽车尾气排放成为一种主要的大气污染源。甲醇汽油中，由于甲醇不含硫等杂质，含氧量高，使得燃烧充分，尾气排放中碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物和硫化物等都会有所下降。因此甲醇汽油排放的尾气中污染物较少，对环境不会造成比汽油更为严重的影响。因此，研制甲醇汽油有很重要的意义。
研制甲醇汽油，需要解决：稳定性、冷启动、气阻、腐蚀四大技术难题。目前，国内早已对甲醇汽油进行了大量研究，并取得了一定成果，甲醇汽油在一定范围内开始了使用。现有的甲醇汽油，如公开号为CN101012394A的“中比例甲醇汽油”专利，公开的是在90#汽油中，加入36～70％的甲醇、1～5％的改性剂、1.5～6‰的由11种物质组成的汽油调整剂。又如公开号为CN101012398A的“低比例甲醇汽油”专利，公开的是在90#汽油中，加入5～35％的甲醇、2～6％的稳定剂、1.5～8‰的由11种物质组成的改性剂。该两件专利的主要不足之处是：①组分复杂，从而导致制备工艺繁杂。②所用的甲醇浓度较高，导致成本高。③在复杂的组分中，未涉及防腐的成分，使用时在不改变现有发动机的情况下，腐蚀问题会影响发动机的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是针对现有甲醇汽油的不足之处，提供一种含水甲醇汽油及其制备方法，具有组成简单，配制方法简便，成本低，并能有效解决稳定性、冷启动、气阻及腐蚀四大难题等特点。
实现本发明目的技术方案是：一种含水甲醇汽油的组分及其体积百分数为：
商品国标汽油 50～85％
含水工业甲醇 14.5～48％
复合添加剂 0.5～2.0％
其中：商品国标汽油为90#或93#或97#汽油。含水工业甲醇的含水量为2～5％。复合添加剂的组分及体积百分数为：
分散剂司盘-80 4～8％
分散剂吐温-80 1～2％
相稳定剂异丙醇 69～84.5％
点火促进剂乙醚 10～20％
橡胶促进剂巯基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑 0.5～1％
一种该含水甲醇汽油的制备方法，先制备复合添加剂，再制备变性甲醇，最后在商品国标汽油中加入变性甲醇而得成品。具体的方法步骤如下：
(1)制备复合添加剂
按照相稳定剂异丙醇∶分散剂司盘-80∶分散剂吐温-80∶点火促进剂乙醚∶橡胶促进剂(即巯基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑)的体积比为100∶4.73～11.59∶1.18～2.90∶11.83～28.99∶0.59～1.45的比例，先将分散剂司盘-80和吐温-80，加入到相稳定剂异丙醇中，搅拌至充分混合成透明液后，再加入点火促进剂乙醚和橡胶促进剂巯基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑，搅拌混合均匀，就制备出透明状的复合添加剂。
(2)制备变性甲醇
第(1)步完成后，按照第(1)步制备出的复合添加剂∶含水量为2～5％的含水工业甲醇的体积比为1∶24～29的比例，将复合添加剂加入到含水甲醇中，搅拌混合均匀，就制备出变性甲醇。
(3)制备含水甲醇汽油
第(2)步完成后，按照第(2)步制备出的变性甲醇∶商品国标汽油(即90#或93#或97#汽油)的体积比为1∶1.00～5.67的比例，将变性甲醇加入到商品国标汽油中，充分搅拌混合均匀后，就制备出含水甲醇汽油成品。
本发明采用以上技术方案后，主要有以下优点：
(1)制备方法简单。本发明方法采用将变性甲醇加入汽油中的方式，使变性甲醇和汽油在较大范围内以任意比例混合可迅速互溶。
(2)稳定性时间长。本发明方法制备的含水甲醇汽油在常温下储存期长达12个月。
(3)成本低。本发明方法解决了汽车燃用单一汽油燃料的问题，不需要改造现有发动机即可使用该含水甲醇汽油，并且起到了降低成本的作用。
(4)点火性能好。本发明方法制备的含水甲醇汽油冷启动正常，并且不会产生高温气阻现象。
(5)腐蚀性低。本发明方法制备的含水甲醇汽油铜片腐蚀试验为1b级，橡胶溶胀性明显变低，橡胶件的增重比在普通甲醇汽油中降低高达15％。
(6)油耗率小。本发明方法制备的含水甲醇汽油油耗率比使用商品国标汽油减小，节油率在发动机转速2500r/min时最高可达到2.2％，在发动机转速4500r/min时最高可达到1.42％；
(7)排放低。本发明方法制备的含水甲醇汽油HC排放量降低10～30％，净化率在在发动机转速2500r/min时最高可达到21.4％，在发动机转速4500r/min时最高可达到28.3％；CO排放净化率在在发动机转速4500r/min时最高可达到10.1％；NOx排放净化率在在发动机转速2500r/min时最高可达到43.5％。
(8)辛烷值提高。本发明方法制备的含水甲醇汽油各项性能指标符合车用汽油国家标准，辛烷值显著提高，用93号国标汽油配制的该含水甲醇汽油，其辛烷值可高达到99.7。
本发明含水甲醇汽油可广泛应用在以汽油为燃料的汽车上，无需改动发动机。本发明方法可广泛用作制备商品国标90#或93#或97#含水甲醇汽油。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1：
一种含水甲醇汽油的组分及其体积百分数为：
商品国标汽油 50％
含水工业甲醇 48％
复合添加剂 2.0％
其中：商品国标汽油为90#汽油。含水工业甲醇的含水量为5％。复合添加剂的组分及体积百分数为：
分散剂司盘-80 8％
分散剂吐温-80 2％
相稳定剂异丙醇 69％
点火促进剂乙醚 20％
橡胶促进剂巯基苯并噻唑 1％
一种含水甲醇汽油的制备方法的具体步骤如下：
(1)制备复合添加剂
按照相稳定剂异丙醇∶分散剂司盘-80∶分散剂吐温-80∶点火促进剂乙醚∶橡胶促进剂巯基苯并噻唑的体积比为100∶11.59∶2.90∶28.99∶1.45的比例，先将分散剂司盘-80和吐温-80，加入到相稳定剂异丙醇中，搅拌至充分混合成透明液后，再加入点火促进剂乙醚和橡胶促进剂巯基苯并噻唑，搅拌混合均匀，就制备出透明状的复合添加剂。
(2)制备变性甲醇
第(1)步完成后，按照第(1)步制备出的复合添加剂∶含水量为5％的含水工业甲醇的体积比为1∶24的比例，将复合添加剂加入到含水甲醇中，搅拌混合均匀，就制备出变性甲醇。
(3)制备含水甲醇汽油
第(2)步完成后，按照第(2)步制备出的变性甲醇∶商品国标90#汽油的体积比为1∶1.00的比例，将变性甲醇加入到商品国标汽油中，充分搅拌混合均匀后，就制备出含水甲醇汽油成品。
实施例2
一种含水甲醇汽油的组分及其体积百分数为：
商品国标汽油 85％
含水工业甲醇 14.5％
复合添加剂 0.5％
其中：商品国标汽油为93#汽油。含水工业甲醇的含水量为2％。复合添加剂的组分及体积百分数为：
分散剂司盘-80 4％
分散剂吐温-80 1％
相稳定剂异丙醇 84.5％
点火促进剂乙醚 10％
橡胶促进剂二硫化二苯并噻唑 0.5％
一种含水甲醇汽油的制备方法的具体步骤如下：
(1)制备复合添加剂
同实施例1，特征是：相稳定剂异丙醇∶分散剂司盘-80∶分散剂吐温-80∶点火促进剂乙醚∶橡胶促进剂二硫化二苯并噻唑的体积比为100∶4.73∶1.18∶11.83∶0.59。
(2)制备变性甲醇
同实施例1，特征是：复合添加剂∶含水量为2％的含水工业甲醇的体积比为1∶29。
(3)制备含水甲醇汽油
同实施例1，特征是：变性甲醇∶商品国标93#汽油的体积比为1∶5.67。
实施例3
一种含水甲醇汽油的组分及其体积百分数为：
商品国标汽油 70％
含水工业甲醇 28.9％
复合添加剂 1.1％
其中：商品国标汽油为97#汽油。含水工业甲醇的含水量为3％。复合添加剂的组分及体积百分数为：
分散剂司盘-80 5％
分散剂吐温-80 1.2％
相稳定剂异丙醇 78.9％
点火促进剂乙醚 14％
橡胶促进剂巯基苯并噻唑 0.9％
一种含水甲醇汽油的制备方法的具体步骤如下：
(1)制备复合添加剂
同实施例1，特征是：相稳定剂异丙醇∶分散剂司盘-80∶分散剂吐温-80∶点火促进剂乙醚橡胶促进剂∶巯基苯并噻唑的体积比为100∶6.34∶1.52∶17.74∶1.14。
(2)制备变性甲醇
同实施例1，特征是：复合添加剂∶含水量为3％的含水工业甲醇的体积比为1∶26。
(3)制备含水甲醇汽油
同实施例1，特征是：变性甲醇∶商品国标97#汽油的体积比为1∶2.33。
实验结果
1、对实施例1～3制备的含水甲醇取样进行技术指标检测，结果如下：
2、对实施例1～3制备的含水甲醇取样进行油耗和排放检验，并与93#汽油做对比，结果如下：
从以上实验结果知：本发明的含水甲醇汽油，研究法辛烷值均在99以上，最高达99.7；稳定时间长达12个月；铜片腐蚀结果为1b，橡胶的增重比在无复合添加剂的普通甲醇汽油中降低高达15％，腐蚀和溶胀性减小；冷启动性能良好，蒸气压最高75kPa，不会产生气阻。通过台架试验，得出了本发明的含水甲醇汽油节油率，在发动机转速2500r/min时最高可达到2.2％，在发动机转速4500r/min时最高可达到1.42％；HC排放净化率在在发动机转速2500r/min时最高可达到21.4％，在发动机转速4500r/min时最高可达到28.3％；CO排放净化率在在发动机转速4500r/min时最高可达到10.1％；NOx排放净化率在在发动机转速2500r/min时最高可达到43.5％。
本发明的的含水甲醇汽油具有良好的动力性和经济性，并且没有加重污染。在城区所选路段为一般路况坡度40度的路段上行车试验，表明连续使用该含水甲醇汽油，发动机性能未受影响，且加速性能方面优于商品国标汽油。
Claims (8)
1.一种含水甲醇汽油，其特征在于其组分及其体积百分数为：
商品国标汽油 50～85％
含水工业甲醇 14.5～48％
复合添加剂 0.5～2.0％
其中：商品国标汽油为90#或93#或97#汽油，含水工业甲醇的含水量为2～5％，复合添加剂的组分及体积百分数为：
分散剂司盘-80 4～8％
分散剂吐温-80 1～2％
相稳定剂异丙醇 69～84.5％
点火促进剂乙醚 10～20％
橡胶促进剂巯基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑 0.5～1％。
2.按照权利要求1所述的一种含水甲醇汽油，其特征在于其组分及其体积百分数为：
商品国标汽油 50％
含水工业甲醇 48％
复合添加剂 2.0％
其中：商品国标汽油为90#汽油，含水工业甲醇的含水量为5％，复合添加剂的组分及体积百分数为：
分散剂司盘-80 8％
分散剂吐温-80 2％
相稳定剂异丙醇 69％
点火促进剂乙醚 20％
橡胶促进剂巯基苯并噻唑 1％。
3.按照权利要求1所述的一种含水甲醇汽油，其特征在于其组分及其体积百分数为：
商品国标汽油 85％
含水工业甲醇 14.5％
复合添加剂 0.5％
其中：商品国标汽油为93#汽油，含水工业甲醇的含水量为2％，复合添加剂的组分及体积百分数为：
分散剂司盘-80 4％
分散剂吐温-80 1％
相稳定剂异丙醇 84.5％
点火促进剂乙醚 10％
橡胶促进剂二硫化二苯并噻唑 0.5％。
4.按照权利要求1所述的一种含水甲醇汽油，其特征在于其组分及其体积百分数为：
商品国标汽油 70％
含水工业甲醇 28.9％
复合添加剂 1.1％
其中：商品国标汽油为97#汽油，含水工业甲醇的含水量为3％，复合添加剂的组分及体积百分数为：
分散剂司盘-80 5％
分散剂吐温-80 1.2％
相稳定剂异丙醇 78.9％
点火促进剂乙醚 14％
橡胶促进剂巯基苯并噻唑 0.9％。
5.一种含水甲醇汽油的制备方法，其特征在于具体的步骤如下：
(1)制备复合添加剂
按照相稳定剂异丙醇∶分散剂司盘-80∶分散剂吐温-80∶点火促进剂乙醚∶橡胶促进剂即巯基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑的体积比为100∶4.73～11.59∶1.18～2.90∶11.83～28.99∶0.59～1.45的比例，先将分散剂司盘-80和吐温-80，加入到相稳定剂异丙醇中，搅拌至充分混合成透明液后，再加入点火促进剂乙醚和橡胶促进剂巯基苯并噻唑或二硫化二苯并噻唑，搅拌混合均匀；
(2)制备变性甲醇
第(1)步完成后，按照第(1)步制备出的复合添加剂∶含水量为2～5％的含水工业甲醇的体积比为1∶24～29的比例，将复合添加剂加入到含水甲醇中，搅拌混合均匀；
(3)制备含水甲醇汽油
第(2)步完成后，按照第(2)步制备出的变性甲醇：商品国标汽油即90#或93#或97#汽油的体积比为1∶1.00～5.67的比例，将变性甲醇加入到商品国标汽油中，充分搅拌混合均匀。
6.按照权利要求5所述的一种含水甲醇汽油的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
第(1)步中，相稳定剂异丙醇∶分散剂司盘-80∶分散剂吐温-80∶点火促进剂乙醚∶橡胶促进剂巯基苯并噻唑的体积比为100∶11.59∶2.90∶28.99∶1.45；
第(2)步中，复合添加剂∶含水量为5％的含水工业甲醇的体积比为1∶24；
第(3)步中，变性甲醇∶商品国标90#汽油的体积比为1∶1.00。
7.按照权利要求5所述的一种含水甲醇汽油的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
第(1)步中，相稳定剂异丙醇∶分散剂司盘-80∶分散剂吐温-80∶点火促进剂乙醚∶橡胶促进剂二硫化二苯并噻唑的体积比为100∶4.73∶1.18∶11.83∶0.59；
第(2)步中，复合添加剂∶含水量为2％的含水工业甲醇的体积比为1∶29；
第(3)步中，变性甲醇∶商品国标93#汽油的体积比为1∶5.67。
8.按照权利要求5所述的一种含水甲醇汽油的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
第(1)步中，相稳定剂异丙醇∶分散剂司盘-80∶分散剂吐温-80∶点火促进剂乙醚橡胶促进剂∶巯基苯并噻唑的体积比为100∶6.34∶1.52∶17.74∶1.14；
第(2)步中，复合添加剂∶含水量为3％的含水工业甲醇的体积比为1∶26；
第(3)步中，变性甲醇∶商品国标97#汽油的体积比为1∶2.33。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110427 Termination date: 20120611 |