CN101580747B - 满足机动车车污染物排放限值的燃料组合物 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车燃料技术领域，特别是涉及一种满足机动车车污染物排放限值的燃料组合物；将低级醇的混合物、硝基化合物、助溶剂、汽油清净剂、抗氧剂和防锈剂按照一定的配比加入到汽油中，使在普遍认为低品质的汽油上，也可以使机动车污染物排放达到高品质汽油的水平。同时，在使用性能上，包括油耗、动力性等与普通汽油基本接近。在保证混合醇汽油使用性能，特别是抗遇水分层和低温分层上，与普通乙醇汽油类似的情况下，最大程度减少高成本的助溶的使用量。和普通的甲醇汽油相比，助溶剂的使用量减少65％以上。

Description

满足机动车车污染物排放限值的燃料组合物

技术领域

本发明涉及汽车燃料技术领域，特别是涉及一种满足机动车车污染物排放限值的燃料组合物；更进一步讲，通过混合醇类组份、硝基化合物、清净剂与其他各种性能助剂的共同作用，在即使是普遍认为低品质的汽油上，也可以使机动车污染物排放达到高品质汽油的水平。同时，在使用性能上，包括油耗、动力性等与普通汽油基本接近。

背景技术

早在1930年，乙醇/汽油混合燃料就在美国内布拉斯加州地区面市；1978年，含10％乙醇的汽油已在该州大规模使用；1979年，美国国会为减少对进口原油的依赖性，从替代能源的角度出发，建立了联邦政府的“乙醇发展计划(使用E10，减免联邦消费税)”，开始大力推广使用含10％乙醇的混合燃料。目前，美国乙醇汽油消耗量约占全美汽油消耗量的12.6％。

我国从2000年8月份开始，中国石化股份有限公司石油化工科学研究院等单位对车用乙醇汽油进行了系列研究。随后进行了大规模的应用。目前，在全国九个省市开展了乙醇汽油全封闭推广。但是，随着粮食短缺现象日益严重，作为粮食下游产品的燃料乙醇发展面临着多重挑战，已经遇到了发展的瓶颈，所以，发展替代乙醇汽油的技术已经是一个非常紧迫的任务。目前，在经济上最可行的方案是使用甲醇代替乙醇与汽油进行混合。但是，多年的实践经验表明，低温分层和遇过量水份就立刻产生分层现象是制约甲醇汽油大规模应用最关键的因素。当然，添加2～4％比例的助溶剂是业界比较公认的办法，但是过高的成本局限了其应用，所以，非常有必要发展一种低成本的助溶技术。

为克服汽油所带来的环境污染问题，政府环保部门和汽车生产商目前对油品质量要求越来越苛刻。国际上制定了严格的欧III、欧IV汽车排放标准，并推荐了严格的用油标准。我国也参照制定了“国三、国四”排放标准及其推荐用油标准，并制定了详细的大中城市和全国的实施时间表。这项工作对石油公司的生产提出了严峻的考验。据油品专家估计，仅中国石油公司一家单位，至少需要3到5年，总投资超过1000亿元，对原有炼油工艺做出重大升级才能达到这一要求。针对目前的状况，以典型的欧二汽油为基础燃料，调和混合醇类化合物和其他功能增强组份，达到改善汽油的综合品质目的，使其能够满足欧三排放的要求。也非常具有积极的意义。

发明内容

本发明的目的是改善汽油的综合品质目的，使其能够满足欧三排放的要求。

本发明提出满足严格轻型汽车污染物排放限值的燃料组合物，其组份和体积百分比如下：

汽油    70％～99.5％

组份B   0.5％～30％

其中组份B的配方如下：组分和体积比如下：

低级醇的混合物    75％～99％

硝基化合物        0.01％～0.5％

助溶剂            0.8％～23.9％

汽油清净剂        0.18％～0.55％

抗氧剂            0.05％～0.1％

防锈剂            0.005％～0.2％

上述的汽油是指馏程在22～195℃范围内，硫含量在51～485ppm；

所述的低级醇的混合物，其中，甲醇的含量以体积计为66～99.5％，乙醇以体积计为0.5～34％；

所述的硝基化合物，包括硝酸烷基酯、硝基芳烃类化合物；

所述助溶剂，包括丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、甲基叔戊基醚或二甲氧基甲烷中一种或者几种的混合物；

所述的汽油清净剂，是聚异丁烯胺、聚异丁烯曼尼期胺或者聚醚胺类的清净剂；

所述的的抗氧剂，是具有减少汽油胶质，提高诱导期功能的各类酚型或者胺型化合物；

所述的防锈剂，为烷烯基丁二酸或者烷烯基丁二酸酐化合物。

将乙醇和甲醇混合，配合以各种不同特性的功能性组份，其使用性能，特别是抗遇水分层和低温分层上，与作为变性燃料乙醇的性能基本接近。同时，添加了上述物质的特定馏程的汽油，虽然从硫含量等指标上属于高环保排放的国二油品，但可以达到国标GB18352.3规定的轻型汽车污染物排放限值及测量方法(III)标准，既国三标准。

本发明的效果是：

1)各种功能组份和特定馏程汽油共同作用，使在普遍认为低品质的汽油上，也可以使机动车污染物排放达到高品质汽油的水平。同时，在使用性能上，包括油耗、动力性等与普通汽油基本接近。

2)在保证混合醇汽油使用性能，特别是抗遇水分层和低温分层上，与普通乙醇汽油类似的情况下，最大程度减少高成本的助溶的使用量。

本发明惊奇地发现将甲醇、乙醇和少量硝基酯类混合在一起的混合物，和普通的甲醇相比，在调和成醇类汽油混合物时，所需要的助溶组份的需求量有明显地减少。同时使用甲醇、乙醇和硝基酯类化合物混合而成的组份，如果调和到馏程范围在22～195℃内的短馏程汽油时，其发动机污染物排放有大幅度地降低。以典型的国二汽油，如果添加16％以内的混合醇一起相应的其他功能性组份，其排放将直接满足国三标准(GB 18352.3规定的轻型汽车污染物排放限值及测量方法(III)标准)对污染物的限值要求。同时，和普通的甲醇汽油相比，助溶剂的使用量减少65％以上。

具体实施方式

下面将以具体的实施例说明本发明的特点，但实施例不是本发明的限定；

实施例一：混合醇汽油样品的配置

编号	组份	主要指标	添加比例(体积比％)
				1	基础汽油	馏程37～161℃，硫含量在377ppm	86.55
2	混合醇	甲醇90％+乙醇10％(体积比)	12.4
				3	硝基化合物	硝酸异辛酯工业纯	0.05
4	助溶剂	辛醇	0.95
				5	汽油清净剂	雅富顿汽油清净剂6560	0.04
6	抗氧剂	抗氧剂T502	0.005
				7.	防锈剂	防锈剂T747	0.005

实施例二

将实施例一配好的样品，按照国标GB19592车用汽油清净剂的规定，进行M111E发动机台架实验，其进气阀沉积物平均值为29毫克，远小于标准规定的气阀沉积物平均值为70毫克的限值

实施例三：模拟排放试验

选择发动机台架快速老化或机油汽油催化老化系统(FOCAS-Fuel Oil Catalyst AgingSystem)进行快速老化。该专有设备，可灵活适用于各类油品，且有更高的控制精确性和灵活性。同时，选择符合国III标准的一辆样车，要求机械性能良好，行车里程在3000至5000km之间。选购车辆型式认证时备案的催化器产品2只，要求体积和贵金属的配方均相同，其中一只催化器的贵金属含量为另外一只催化器的贵金属含量的约1.5倍；

按照下列步骤进行实验：

按国标GB18352.3-2005，使用实施例一提供的汽油，在样车上进行I型排放测试；

按国标GB18352.3-2005，使用实施例一提供的汽油，将经预处理后的2只催化器依次装于样车上并进行I型排放测试，比较车辆排放值和油耗与国III新车排放限值和油耗限值；使用实施例一提供的汽油，按HJ/T331-2006方法要求，将2只试验后的催化器依次装在发动机台架上进行初始净化性能测试(空燃比扫描试验/起燃温度试验)；

使用实施例一提供的汽油，将2只试验后的催化器按EPA老化循环依次进行100小时的快速老化试验(等效于8万公里道路试验)；八万公里等效老化试验循环(100h)使用实施例一提供的汽油，将老化后的2只催化器样件依次装在发动机台架上进行净化性能试验，比较催化器老化前后各自的空燃比和起燃温度；按国标GB18352.3-2005，使用实施例一提供的汽油，在样车上进行I型排放测试，对车辆排放值和油耗与国III新车排放限值和油耗限值进行比较，判断油品对整车及催化器性能的影响。实验结果表明，混合醇汽油排放的结果，与国三汽油排放基本一致，全部满足其污染物限制的要求。但本实验使用的混合醇汽油，其硫含量为377ppm，远高于国三汽油硫含量的限制

实施例四

将实施例一配好的样品，在-20度的低温环境下保存72小时，没有发现分层现象；汽油中水含量达到0.25％，也没有发生分层现象；而普通的甲醇汽油则在-7度情况下就出现明显的相界面；水含量达到0.1％是也出现了分层现象。

混合醇汽油样品的配置，上述的汽油是指馏程在22～195℃范围内，硫含量在51～485ppm；

实施例5：

组分B的配比：

将30％的组份B与70％的汽油混合，汽油馏程22～180℃，硫含量在51ppm。

实施例6：混合醇汽油样品的配置

组分B的配比：

将0.5％的组份B与99.5％的汽油混合，汽油馏程160～195℃，硫含量在485ppm。

实施例7：混合醇汽油样品的配置

组分B的配比：

将15％的组份B与85％的汽油混合，汽油馏程80～170℃，硫含量在405ppm。

实施例8：混合醇汽油样品的配置

组分B的配比：

将0.5％的组份B与99.5％的汽油混合，汽油馏程30～195℃，硫含量在85ppm。

实施例9：混合醇汽油样品的配置

组分B的配比：

将0.5％的组份B与99.5％的汽油混合，汽油馏程55～175℃，硫含量在320ppm。

实施例10：混合醇汽油样品的配置

组分B的配比：

将0.5％的组份B与99.5％的汽油混合，汽油馏程145～185℃，硫含量在465ppm。

Claims (1)

1.满足严格轻型汽车污染物排放限值的燃料组合物，其组份和体积百分比如下：

汽油         70％～99.5％

组份B        0.5％～30％；

其中组份B的配方如下：组分和体积比如下：

汽油是指馏程在22～195℃范围内，硫含量在51～485ppm；

低级醇的混合物，其中，甲醇的含量以体积计为66～99.5％，乙醇以体积计为0.5～34％；

所述助溶剂，包括丙醇、丁醇、戊醇、辛醇、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、甲基叔戊基醚或二甲氧基甲烷中一种或者几种的混合物；

所述的汽油清净剂，是聚异丁烯胺、聚异丁烯曼尼期胺或者聚醚胺类的清净剂；

所述的的抗氧剂，是类酚型或者胺型化合物。