CN101285012A - 环保型燃油增能添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环保型燃油增能添加剂，由石脑油、芳香烃、三妆、重整芳烃油、矿物油、清净剂与脂肪酸盐、醇、醚和纯净水等组成的化合物、油溶性石油磺酸盐、触媒剂组成；其配比是：石脑油5－56％、芳香烃1－4.9％、三妆1－4.5％、重整芳烃油1－5.3％、矿物油35－50％、清净剂与脂肪酸盐、醇、醚和纯净水组成的化合物5－20％、油溶性石油磺酸盐0.1－5.0％、触媒剂0.1－5.5％；本发明的有益效果是：可明显增加内燃机、发动机及锅炉等设备的输出功率，提高热效率、扭距及扭距储备率，大幅度降低内燃机、发动机及锅炉等设备各工况的燃油消耗率；与此同时，有效控制和抑制尾气或排气中的NOx、HC等有害物质的排放。

Description

环保型燃油增能添加剂

技术领域：

本发明是一种燃油添加剂，尤其涉及一种既环保又增能的燃油添加剂。

背景技术：

鉴于炼油工业近年来采用更高效的催化裂化和深度减粘裂化的炼油方法，已提高轻油出油率，导致燃油的品质下降，同时在燃油中存在许多有害杂质，致使燃烧不完全、热能下降，而且产生大量NOx、HC和烟雾，对环境污染及对地球大气层的臭氧层的破坏，构成不可低估的威胁。改进燃烧，减少有害物质排放的各种燃油添加剂应运而生，但根据美国有关方面对市场18种燃油添加剂进行分析试验，对比、筛选，由于它们受工作机理的限止，多数燃油添加剂对环保有一定效果，但在台架测试的节油率多数在仪表误差范围内，即无明显的节油效果，而市场却需求高节油率的环保添加剂。

经查询美国专利°F No4,048,963Cottell描述了掺水的添加剂，制成含水10-50％的燃油。通过超声波激励，形成极细的水珠，在内燃机中燃烧的功能率未能与乳化前的燃油相当，但能够较大地降低NOx。经更多地查询发现，现有的技术对燃油的燃烧虽也有改进，但无法达到既能提高燃烧效率，又能有效抑制NOx、HC和其他有害气体排放的方法。

如何制造一种既能增能、又能减少排放中有害物质的添加剂是本发明要解决的问题。

发明内容：

本发明需要解决的技术问题是提供了一种环保型燃油增能添加剂，旨在解决上述的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明由石脑油、芳香烃、三妆、重整芳烃油、矿物油、清净剂与脂肪酸盐(油酸盐)、醇、醚和纯净水组成的化合物(PI-208)、油溶性石油磺酸盐(防腐防锈剂)、触媒剂组成；其配比是：石脑油5-56％、芳香烃1-4.9％、三妆1-4.5％、重整芳烃油1-5.3％、矿物油35-50％、清净剂与脂肪酸盐、醇、醚和纯净水等组成的化合物5-20％、油溶性石油磺酸盐0.1-5.0％、触媒剂0.1-5.5％；

与现有技术相比，本发明的有益效果是：可明显增加内燃机、发动机及锅炉的输出功率，提高热效率、扭距及扭距储备率，大幅度降低内燃机、发动机各工况的燃油消耗率；与此同时，有效控制和抑制尾气或排气中的NOx、HC等有害物质的排放。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明由石脑油、芳香烃、三妆、重整芳烃油、矿物油、清净剂与脂肪酸盐(油酸盐)、醇、醚和纯净水组成的化合物(PI-208)、油溶性石油磺酸盐(防腐防锈剂)、触媒剂组成；其配比是：石脑油5-56％、、芳香烃1-4.9％、三妆1-4.5％、重整芳烃油1-5.3％、矿物油35-50％、清净剂与脂肪酸盐、醇、醚和纯净水组成的化合物5-20％、油溶性石油磺酸盐0.1-5.0％、触媒剂0.1-5.5％；

所述的化合物中的清净剂与脂肪酸盐、醇、醚配比是10-19％清净剂与83-90％脂肪酸盐、醇、醚；

所述的触媒剂是含有过渡金属稀土化合物，如：镁、硅、铝、镍、铬、铁、锌、铑、钴、等贵金属氧化物纳米材料的一种或几种。

芳香烃可以是：苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯；重整芳烃油可以是：R＝C1～15烷基；矿物油可以是：C16～C25烷烃；脂肪酸盐可以是：月桂酸、棕榈酸、油酸；盐可以是：氨盐、钠盐、钾盐、铵盐、醇铵盐；醇可以是：甲醇、乙醇正丙醇、异丙醇、正丁醇-1、丁醇-2、叔丁醇；醚可以是：甲醚、乙醚、甲乙醚、乙二醇单丁醚、一缩乙二醇单丁醚、乙二醇二丁醚、一缩乙二醇二丁醚；石油磺酸盐可以是：钾、钠、钡、NH4+、氨盐。

本发明油水互溶，作为油分子与水分子兼容体；或微乳或乳化的助剂；或混合物的一种或几种。

上述的燃油包括汽油、柴油、重柴油、重油、渣油、煤油、奥利油、乙醇汽油或者其它新型生物燃油。

本发明是纳米级二次雾化和微爆效应使燃油的雾滴直径下降1-3个数量级，即100微米左右粉碎到千分之一微米以下。

PI-208根据上述化合物的机理，在加入燃油中后会自动均匀分散并生成微小球形水颗粒。它们在发动机或锅炉工作中同时发生蒸汽爆炸，从而形成微爆使燃油二次雾化，获得更高热值，使燃烧更加充分，提高热效率。同时由于碳和碳氢化合物较完全的燃烧，从而减少了积碳和堆积物，改善了碳微粒和其它有害气体对大气的排放。

触媒剂能降低碳的燃点，可在不提高反应温度的条件下加快反应速度，缩短燃烧时间，从而改善燃烧。氮氧化合物NOx的形成速度与温度有关，在燃烧过程中温度越高所产生的氮氧化合物的量就越高。因此，降低燃烧温度也是抑制和减少氮氧化合物的有效方法。

矿物油为重整油，对金属表面具有修补润滑作用，对机器有润滑维护作用，延长起使用寿命，同时还有助于燃烧。

本发明制备方法是通过以下步骤实现的：

将石脑油倒入混合反应容器中，然后将芳香烃和三妆及重整芳烃油倒入石脑油中，通过变速防爆循环齿轮泵进行慢速搅拌直至均匀；

将矿物油(重整修补润滑)倒入另一混合反应容器中，再将触媒剂掺入矿物油中，通过高速泵的切削作用，在再通过触媒转化器对触媒剂进行油溶细化、稳定处理；

将混合反应容器2中的溶液倒入容器1中，加入PI-208和防腐防锈剂，再用变速齿轮泵慢速搅拌直至均匀；

将容器中的成品放置12小时后，用900-1200rpm离心处理10-20分钟，最后通过过滤器去除沉淀，常规检测达标(企标)，方为合格产品。

实施例1：

配方：芳香烃100克(1％)，三妆100克(1％)，重整芳烃油100克(1％)，矿物油3,500克(35％)，PI-208500克(5％)，防腐防锈剂5克(0.5％)，触媒剂5克(0.5％)，石脑油5600克(56％)；

其制备方法是：1)将5600克石脑油倒入混合反应容器中，然后将100克芳香烃和100克三妆及重整芳烃油倒入石脑油中，通过变速循环齿轮泵慢速搅拌直至均匀；2)将3,500克矿物油倒入另一混合反应容器中，将5克触媒剂掺入矿物油中，通过高速泵的切削作用，再通过触媒转化器对触媒剂进行油溶细化、稳定处理；3)将混合反应容器2中的溶液倒入容器1中，加入500克PI-208和防腐防锈剂，再用变速齿轮泵慢速搅拌直至均匀；4)将容器中的成品放置12小时后，用900-1200rpm做离心处理10-20分钟，最后通过过滤器去除沉淀，常规检测达标(企标)方为合格产品。

实施例2

配方：芳香烃490克(4.9％)，三妆450克(4.5％)，重整芳烃油530克(5.3％)，矿物油5000克(50％)，PI-2082,000克(20％)，防腐防锈剂480克(4.8％)，触媒剂550克(5.5％)，石脑油500克(5％)。

其制备方法是：1)将500克石脑油倒入混合反应容器中，然后将490克芳香烃和450克三妆及530克重整芳烃油倒入石脑油中，通过变速循环齿轮泵慢速搅拌直至均匀；2)将5000克矿物油倒入另一混合反应容器中，将550克触媒剂掺入矿物油中，通过高速泵的切削作用，在再通过触媒转化器对触媒剂进行油溶细化、稳定处理；3)将混合反应容器2中的溶液倒入容器1中，加入2000克PI-208和480克防腐防锈剂，再用变速齿轮泵慢速搅拌直至均匀；4)将容器中的成品放置12小时后，用900-1200rpm做离心处理10-20分钟，最后通过过滤器去除沉淀，常规检测达标(企标)方为合格产品。

实施例3

配方：芳香烃250克(2.5％)，三妆230克(2.3％)，重整芳烃油260克(2.6)，矿物油4500克(45％)，PI-2081,800克(18％)，防腐防锈剂200克(2.0％)，触媒剂260克(2.6％)，石脑油2,500克(25％)。

其制备方法是：1)将2700克石脑油倒入混合反应容器中，然后将250克芳香烃和230克三妆及260克重整芳烃油倒入石脑油中，通过变速循环齿轮泵慢速搅拌直至均匀；2)将4,500克矿物油倒入另一混合反应容器中，将260克触媒剂倒入矿物油中，通过高速泵的切削作用，在再通过触媒转化器对触媒剂进行油溶细化、稳定处理；3)将混合反应容器2中的溶液倒入容器1中，加入1,800克PI-208和200克防腐防锈剂，再用变速齿轮泵慢速搅拌直至均匀；4)将容器中的成品放置12小时后，用900-1200rpm做离心处理10-20分钟，最后通过过滤器去除沉淀，常规检测达标(企标)方为合格产品。

本发明创用量子化学新原理，将平均直径为20埃(A)的五边形十二面体的ROx纳米级触媒剂分子团引入燃油，一个ROx分子团约含有50～300个ROx分子，它的部份能级因简并化而产生Pπ不定域轨道，在此轨道上，存在氧等高活性原子，这种特定结构和氧的振动模式，使触媒剂具有高度的活性，有助于燃油完全燃烧。其振动模的振动频谱处在50cm^-1～250cm^-1红外及微波范围内。引人注意的是，它可以受外场影响而加强，从而通过高温触媒实现更完全的燃烧，使燃料的热能充分阐发出来。据国家内燃机质量监督检验中心用仅使用过1,000小时的新内燃机作台架测试，在50％负荷时，就可实现节油5.95％的罕见水平。在实车实船试验时，平均节油率还可以更高。

在实车、实船应用时和在多种工程机械和锅炉的试用时，其节油率达3.39～11％。对于陈旧内燃机的节油率还能超过此平均值，环保参数还可以更明显的改善。

以实施例3的配制方法制成的环保增能添加剂为例，进行连续1000小时的实验，其结果见下表：

连续1000小时柴油发动机台架实验结果

备注：1、混合油：燃油添加剂与#0号柴油重量比为千分之一；

2、连续1000小时实验后，拆机检查未见异常。

实验结果表明燃油能在增加环保节能添加剂以后，能使燃烧更完善，并且增能剂中特种成份的综合化学作用，使尾气中的NOx和碳氢化合物分别下降31.76％和27.27％，对环保产生良好效果和社会效果，符合新世纪的严格的环保要求。

本发明的经济价值和其它效益

(1)高性能价格比——经济效益突出，直接经济效益大于100％。

(2)减少结碳、清洁燃烧系统、有维护作用，从而减少维修保养费用。

(3)延长润滑油寿命。

(4)提高十六烷值，改善起动性能。

(5)降低燃油粘度，及节约设备做功功率。

(6)消除汽缸做功时周期性差异，减少振动及噪声，增加动力输出和扭矩，延长发动机寿命。

本发明使用方便，不需附加搅拌装置

按内燃机油箱容量先将千分之一体积的环保型增能剂灌入油箱，然后，冲入燃油，借助燃油冲力将添加剂与燃油混合均匀，产品对内燃机及油箱油路都有较好的清净作用。

本发明能增加扭矩和动力，提高重载车辆的爬坡能力和船舶航行能力。

燃油增能剂中ROx纳米触媒剂及纳米级二次雾化剂的微爆效应使燃油的雾滴直径自100微米左右粉碎到千分之一以下，因为油滴表面积与油滴直径的平方成反比，而油滴体积又与油滴直径的立方成正比，当油滴直径下降3个数量级时，油滴表面积可能增加百万倍，由此，使油滴与氧能更充分混合，在高温活性氧的触媒下，动力性能会大大增加。实践证明，其负荷特性及做功能力因此会明显获得改善，在内燃机和锅炉的使用中，不尽使燃烧更好、更完全，而且有效抑制由高温和低温产生的钒、硫等有害物质。

本发明能扩大运载工具的作战半径，提高设备越野能力、速度及可靠性。舰艇、坦克、运兵车等的作战半径往往与其油箱贮油量有关，当使用本环保型增能剂后，作战半径可增加6～11％。后勤的燃油补给站分布也可按比例减少。不仅如此，柴油机在最大扭距时的转速可从1,900rpm上升到2,200rpm，增加13.63％。最大扭矩增加4.06％。扭矩储备率增加6.89％。标定功率增加3.32％。在标定功率工作时，燃油的消耗率还可以下降3.39％。这种引人关切的外特性、负荷特性和可以减少对内燃机维修时间的优点。对于运动作战兵器来说无疑是十分重要的。

本发明对车辆、船舶动力系统、内燃机、燃油锅炉等设备有卓著的保养效果，无任何腐蚀作用。

本发明在研发伊始，就注意赋予其高度稳定性，包括存放稳定性、化学稳定性及温度稳定性。在广阔的工作温度范围内，这种中性油状液体材料表现出高度的化学稳定性。符合国标抗腐蚀要求，即使在长达1,000小时的内燃机连续测试中，本产品的燃油在高温、高压状态的金属另件能保持高度稳定性。金相结构都正常。

Claims (9)

1. 一种环保型燃油增能添加剂，由石脑油、芳香烃、三妆、重整芳烃油、矿物油、清净剂与脂肪酸盐、醇、醚和纯净水等组成的化合物、油溶性石油磺酸盐、触媒剂组成；其配比是：石脑油5-56％、、芳香烃1-4.9％、三妆1-4.5％、重整芳烃油1-5.3％、矿物油35-50％、清净剂与脂肪酸盐、醇、醚和纯净水组成的化合物5-20％、油溶性石油磺酸盐0.1-5.0％、触媒剂0.1-5.5％。

2. 根据权利要求1所述的环保型燃油增能添加剂，其中：所述的化合物中的清净剂与脂肪酸盐、醇、醚配比是10-19％清净剂与83-90％油酸盐、醇、醚；

所述的触媒剂是含有过渡金属稀土化合物，如：镁、硅、铝、镍、铬、铁、锌、铑、钴、等贵金属氧化物纳米材料的一种或几种。

3. 根据权利要求2所述的环保型燃油增能添加剂，其中：芳香烃可以是：苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯；重整芳烃油可以是：R＝C1～15烷基；矿物油可以是：C16～C25烷烃；脂肪酸盐可以是：月桂酸、棕榈酸、油酸；盐可以是：氨盐、钠盐、钾盐、铵盐、醇铵盐；醇可以是：甲醇、乙醇正丙醇、异丙醇、正丁醇-1、丁醇-2、叔丁醇；醚可以是：甲醚、乙醚、甲乙醚、乙二醇单丁醚、一缩乙二醇单丁醚、乙二醇二丁醚、一缩乙二醇二丁醚；石油磺酸盐可以是：钾、钠、钡、NH4+、氨盐。

4. 根据权利要求1或2或3所述的环保型燃油增能添加剂，其中：芳香烃100克(1％)，三妆100克(1％)，重整芳烃油100克(1％)，矿物油3,500克(35％)，PI-208 500克(5％)，防腐防锈剂5克(0.5％)，触媒剂5克(0.5％)，石脑油5600克(56％)。

5. 根据权利要求1或2或3所述的环保型燃油增能添加剂，其中：芳香烃490克(4.9％)，三妆450克(4.5％)，重整芳烃油530克(5.3％)，矿物油5000克(50％)，PI-208 2,000克(20％)，防腐防锈剂480克(4.8％)，触媒剂550克(5.5％)，石脑油500克(5％)。

6. 根据权利要求1或2或3所述的环保型燃油增能添加剂，其中：芳香烃250克(2.5％)，三妆230克(2.3％)，重整芳烃油260克(2.6)，矿物油4500克(45％)，PI-208 1,800克(18％)，防腐防锈剂200克(2.0％)，触媒剂260克(2.6％)，石脑油2,500克(25％)。

7. 根据权利要求1所述的环保型燃油增能添加剂，其特征是，油水互溶，作为油分子与水分子兼容体；或微乳或乳化的助剂；或混合物的一种或几种。

8. 根据权利要求7所述的环保型燃油增能添加剂，其特征是，所述的燃油包括汽油、柴油、重柴油、重油、渣油、煤油、奥利油、乙醇汽油或者其它新型生物燃油。

9. 根据权利要求1所述的环保型燃油增能添加剂，其特征是，纳米级二次雾化和微爆效应使燃油的雾滴直径下降1-3个数量级，即100微米左右粉碎到千分之一微米以下。