CN101597525A - 改善燃油经济性的醇醚燃料组合物 - Google Patents

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张凯
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Abstract

本发明提出了改善燃油经济性的醇醚燃料组合物。将低级醇的混合物、脂肪酸烷基酯、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,各种功能组份和特定馏程汽油共同作用,最大程度减少高成本的助溶剂的使用量。本发明发现将甲醇、乙醇和少量脂肪酸烷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、乙醇和脂肪酸烷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,其油耗有一定幅度地降低。同时,和普通的甲醇汽油相比,助溶剂的使用量减少65%以上。

Description

改善燃油经济性的醇醚燃料组合物
技术领域
本发明属于石油化工领域的油品调和部分,提出了改善燃油经济性的醇醚燃料组合物。
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。
另外,目前醇类汽油推广中面临的一个棘手问题是和普通汽油相比,其油耗有比较明显地上升,这是因为醇醚类化合物因为含有一定量的氧,其热值就有明显地降低,所以,实际行驶过程中不可避免地产生油耗增加,动力性下降的问题。
发明内容
本发明的主要目的:
1)各种功能组份和特定馏程汽油共同作用,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剂的使用量。
本发明的技术方案如下:
本发明的改善燃油经济性的醇醚燃料组合物,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%
脂肪酸烷基酯      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%。
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%。
所述脂肪酸烷基酯包括油酸甲酯、各类脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯。
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。
所述防锈剂,为烷烯基丁二酸或者烷烯基丁二酸酐化合物。
本发明惊奇地发现将甲醇、乙醇和少量脂肪酸烷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、乙醇和脂肪酸烷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,其油耗有一定幅度地降低。同时,和普通的甲醇汽油相比,助溶剂的使用量减少65%以上。推荐使用的脂肪酸烷基酯类化合物为油酸甲酯,推荐的添加剂比例为0.9%。
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   86.15
  2   混合醇   甲醇90%+乙醇10%(体积比)   12.4
  3   脂肪酸烷基化合物   油酸甲酯混合物   0.95%
  4   助溶剂   辛醇   0.55%
  5   汽油清净剂   兆牌汽油清净剂S6540   0.04%
  6   抗氧剂   T502A   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38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
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0.20%,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。
实施例四
将实施例一配好的样品,按照国标的要求,在天津汽车研究院进行了常温下冷起动后排气污染物排放试验,又称I型排放实验。该项试验是在常温下,将试验车辆置于底盘测功机上,按照特定工况循环运行,在运行过程中,离合、挡位、速度以及时间等都有严格的要求。底盘测功机能够完全模拟实际路况的阻力;放置在发动机舱前方的风扇,能够提供不同速度下的风量,保证发动机正常散热。在运行过程中,通过管道连接,将排气全部收集,然后经过测量分析,比对限值要求,确定车辆该项试验是否合格。
该项实验不但能够检测尾气排放是否达标,还可以根据二氧化碳排放对油耗进行标定。根据下表实验结果,本专利样品汽油的油耗降低6.1%以上
  指标HC[g/km]   国III0.200   国IV0.100   市售京标国IV汽油0.062   本专利样品汽油0.058
  NOX[g/km]   0.150   0.080   0.106   0.015
  CO[g/km]   2.300   1.000   0.301   0.311
  CO2[g/km]   184.137   172.661
实施例5:
组分B的配比:
Figure A20091006944600061
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:
Figure A20091006944600063
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:
Figure A20091006944600071
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:
Figure A20091006944600072
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:
Figure A20091006944600073
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 (8)

1.改善燃油经济性的醇醚燃料组合物,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%
脂肪酸烷基酯     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%。
2.如权利要求1所述的燃料组合物,其特征是汽油是指馏程在22~195℃范围内,硫含量在51~485ppm。
3.如权利要求1所述的燃料组合物,其特征是低级醇的混合物,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%。
4.如权利要求1所述的燃料组合物,其特征是所述脂肪酸烷基酯包括油酸甲酯、各类脂肪酸甲酯和脂肪酸乙酯。
5.如权利要求1所述的燃料组合物,其特征是所述助溶剂,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;
6.如权利要求1所述的燃料组合物,其特征是所述的汽油清净剂,是聚异丁烯胺、聚异丁烯曼尼期胺或者聚醚胺类的清净剂。
7.如权利要求1所述的燃料组合物,其特征是所述的的抗氧剂,是类酚型或者胺型化合物。
8.如权利要求1所述的燃料组合物,其特征是所述防锈剂,为烷烯基丁二酸或者烷烯基丁二酸酐化合物。
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