CN101747958A - 一种m100车用甲醇燃料添加剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及石油化工领域,公开了一种M100车用甲醇燃料添加剂及其应用,其组分和重量百分比含量为:乙二醇单丁醚40~60%;不饱和脂肪酸及其衍生物13~22%;有机抗氧剂12~16%;聚醚类12~22%。在M100甲醇燃料中添加本发明的添加剂,可起到抗磨、润滑、防腐蚀等作用,改善了甲醇燃料性能,且本发明使用安全,在燃烧过程中无残留。
Description
技术领域
本发明属于石油化工领域,涉及一种M100车用甲醇燃料的添加剂及其应用。
背景技术
在石油紧缺和巨大能源消耗的双重压力下,提高我国能源安全水平迫在眉睫,国家在《能源节约与资源综合利用“十五”规划》中着重指出,国内石油开发和生产不能适应市场经济和社会发展的需要,供需矛盾日益突出。随着工业化和城镇化进程的加快,石油需求将呈强劲增长态势。我国制定了节约和替代燃料油的战略目标,确定重点发展“洁净煤、天然气替代燃料油技术、甲醇和乙醇替代汽油技术”等节油技术为突破口,大力推动以甲、乙醇为主要内容的替代成品油示范工程。国家经贸委在2002年6月下发的《国家产业技术政策》中也指出“要大力发展油气高效利用、节能和环保技术,新一代石油替代技术”。可见发展石油替代燃料是关系到国家能源建设、能源安全的重要而紧迫的战略问题。
解决能源安全问题,一方面是要节约能源,减少能源消耗量,但最根本途径是寻求来源充足、供应安全的替代能源。
甲醇是国际上公认的清洁燃料。甲醇为含氧化合物,辛烷值高,燃烧充分,与石油类燃料相比,甲醇燃烧排放比石油燃烧所生成的有害物质明显降低,使用清洁甲醇燃料有利于减少尾气污染,提高空气质量。
研究结果经专家评审意见指出:甲醇汽车的动力性、热效率、常规排放都优于汽油;使用甲醇燃料替代石油的甲醇汽车在我国条件下是适用的,技术上是可行的;甲醇可以从我国丰富的煤炭资源中制取,作为替代石油的车用燃料,在战略上是很有前途的。
但甲醇燃料替代汽油的缺点是:甲醇对汽车发动机和燃料输送储存系统的金属材料有腐蚀,试验证明甲醇对铜、锌、镁、铝等金属材料短期接触就有不同程度的腐蚀,在发动机工作部位的高温状态也有腐蚀。这是因为:甲醇与汽油相比有一定的导电性,当金属具有不同电位差,会形成原电池,导致金属的腐蚀;其二,甲醇燃料的黏度低,润滑性差,对现有燃油泵及喷油嘴磨损量将增加,会降低其寿命。华中科技大学,崔心存发表的文章中指出:醇燃料润滑性差,如燃料中不加添加剂,现有喷油泵及喷嘴,磨损量将增加,寿命降低,目前尚未见这方面的专利。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种M100车用甲醇燃料的添加剂,由于甲醇黏度很低,当用纯甲醇作为燃料时,对现有燃油泵及喷油嘴有磨损,会降低其寿命,在M100甲醇燃料中添加本发明,能起到抗磨、润滑、防腐蚀等作用,改善了甲醇燃料燃油对泵及喷油嘴的磨损,且本发明使用安全,在燃烧过程中无残留。
为解决上述技术问题,本发明公开了一种M100车用甲醇燃料添加剂,其组分和重量百分比含量为:
乙二醇单丁醚 40~60%,
不饱和脂肪酸及其衍生物 13~22%;
有机抗氧剂 12~16%;
聚醚类 12~22%。
M100车用甲醇燃料为现有的车用甲醇燃料,它不含汽油。
所述有机抗氧剂优选为苯并三氮唑、苯并三氮唑脂肪酸胺盐、甲基苯并三氮唑、2,6-叔丁基对甲酚中的一种或多种的混合物。
所述不饱和脂肪酸及其衍生物较佳为C12~C54的不饱和脂肪酸及其二聚酸或三聚酸中的一种或多种的混合物。优选为油酸、亚油酸、蓖麻油酸中的一种或多种的混合物。
所述聚醚类通式如下:
其中,R为C2~C18的脂肪醇、C2~C6的烷基酚、氢或C16~C24的脂肪酸;
R1、R2、R3和R4均为H或C1~C6的烷基,优选的,R1、R2、R3和R4为C1~C4的烷基,如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、仲丁基;R1、R2、R3、R4可以相同也可以不同,且R1、R2、R3和R4的碳原子数之和不大于6;
聚合度n可以是4~18。
较佳的,上述聚醚类选油酸聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚山梨醇酯或聚丁二醇。
本发明的添加剂的制备方法为:
将乙二醇单丁醚和有机抗氧剂在50-90℃,常压下进行搅拌混合,然后再加不饱和脂肪酸或其衍生物和聚醚类混合既得。
本发明的M100车用甲醇燃料添加剂在用作M100车用甲醇燃料的添加剂时,其添加量为M100车用甲醇燃料重量的0.04%~0.1%。
所述M100车用甲醇燃料中的甲醇为工业级优等品,其蒸发残渣的质量分数≤0.001%。
本发明还公开了一种车用燃料,由M100车用甲醇燃料与本发明的添加剂组成,其中添加剂含量为M100车用甲醇燃料的0.04%~0.1%。
本发明的有益效果:
当用纯甲醇作为燃料时,对现有燃油泵及喷油嘴有磨损,会降低其寿命,在M100甲醇燃料中添加本发明的添加剂,能起到抗磨、润滑、防腐蚀、提高粘度等作用,改善了甲醇燃料燃油对泵及喷油嘴的磨损,且本发明使用安全,在燃烧过程中无残留。
具体实施方式
以下列举具体实施例以进一步阐述本发明,应理解实施例并非用于限制本发明的保护范围。
实施例1
M100车用甲醇燃料的添加剂组分为:
(1)乙二醇单丁醚 50克(则算重量百分比为50%);
(2)苯并三氮唑 16克(16%);
(3)数均分子量为1000的油酸聚氧乙烯醚 20克(20%)
(4)油酸 14克(14%)
将(1)和(2)50℃常压下进行搅拌混合,然后再加(3)和(4)混合而成为的M100车用甲醇燃料添加剂,然后以M100车用甲醇燃料0.05%(w%)的量加入到M100车用甲醇燃料内。采用四球机来测量该添加剂的抗磨减摩效果,试验载荷20公斤、运行时间10秒,试验结果见表1。将配置好的甲醇燃料中浸入铜、锌试验片,45天后,用电感耦合等离子光谱测定甲醇中铜锌含量,试验结果见表2。
实施例2
M100车用甲醇燃料的添加剂组分为:
(1)乙二醇单丁醚 40克(40%);
(2)苯并三氮唑 16克(16%)
(3)数均分子量为1100的壬基酚聚氧乙烯醚 22克(22%);
(4)亚油酸 22克(22%)
将(1)和(2)90℃常压下进行搅拌混合,然后再加(4)和(3)混合而成为的M100车用甲醇燃料添加剂,然后以0.05%(w%)量加入到M100车用甲醇燃料内。采用四球机来测量该添加剂的抗磨(减摩)效果,试验条件:试验载荷20公斤、运行时间10秒,试验结果见表1。将配置好的甲醇燃料中浸入铜、锌试验片,45天后测定甲醇中铜锌含量,试验结果见表2。
实施例3
M100车用甲醇燃料的添加剂组分为:
(1)乙二醇单丁醚 60克(60%);
(2)苯并三氮唑 13克(13%)
(3)数均分子量为1200的聚山梨醇酯 12克(12%);
(4)亚油酸 15克(15%)
将以上(1)和(2)50℃常压下进行搅拌混合,然后再加(4)和(3)混合而成为的M100车用甲醇燃料添加剂,然后以0.1%量加入到M100车用甲醇燃料内。采用四球机来测量该添加剂的抗磨(减摩)效果,试验条件:试验载荷20公斤、运行时间10秒,试验结果见表1。将配置好的甲醇燃料中浸入铜、锌试验片,45天后测定甲醇中铜锌含量,试验结果见表2。
实施例4
M100车用甲醇燃料的添加剂组分为:
(1)乙二醇单丁醚 55克(55%);
(2)苯并三氮唑 13克(13%)
(3)数均分子量为1200的聚丁二醇 16克(16%);
(4)亚油酸 16克(16%)
将以上(1)和(2)65℃常压下进行搅拌混合,然后再加(4)和(3)混合而成为的M100车用甲醇燃料添加剂,然后以0.1%量加入到M100车用甲醇燃料内。采用四球机来测量该添加剂的抗磨(减摩)效果,试验条件:试验载荷20公斤、运行时间10秒,试验结果见表1。将配置好的甲醇燃料中浸入铜、锌试验片,45天后测定甲醇中铜锌含量,试验结果见表2。
表1四球试验结果
名称 | 磨斑直径(mm) | 摩擦力矩(kg.cm) | 摩擦系数 |
甲醇(空白) | 0.3 | 0.76 | 0.104 |
实例1 | 0.25 | 0.56 | 0.076 |
实例2 | 0.26 | 0.42 | 0.057 |
实例3 | 0.12 | 0.22 | 0.030 |
实例4 | 0.24 | 0.55 | 0.075 |
从表(1)可以看出,不加添加剂的甲醇磨斑直径最大,摩擦力矩也大,加了本发明的添加剂后试验球磨损和力矩都减少了,因此该添加剂能起到抗磨、润滑作用。
表2耐腐蚀实验结果
名称 | Cu2+(mg/L) | Zn2+(mg/L) |
甲醇(空白) | - | 0.8 |
实例1 | - | - |
实例2 | - | - |
实例3 | - | - |
实例4 | - | - |
从表(2)可以看出,不加添加剂的甲醇中铜锌形成的电位差导致了锌的腐蚀,而加入添加剂的甲醇燃料大大抑制了锌的腐蚀。
Claims (8)
1.一种M100车用甲醇燃料添加剂,其组分和重量百分比含量为:
乙二醇单丁醚 40~60%,
不饱和脂肪酸及其衍生物 13~22%;
有机抗氧剂 12~16%;
聚醚类 12~22%。
2.如权利要求1所述M100车用甲醇燃料添加剂,其特征在于,所述有机抗氧剂为苯并三氮唑、苯并三氮唑脂肪酸胺盐、甲基苯并三氮唑、2,6-叔丁基对甲酚中的一种或多种的混合物。
3.如权利要求1所述M100车用甲醇燃料添加剂,其特征在于,所述不饱和脂肪酸及其衍生物为C12~C54的不饱和脂肪酸及其二聚酸或三聚酸中的一种或多种的混合物。
4.如权利要求3所述M100车用甲醇燃料添加剂,其特征在于,所述不饱和脂肪酸及其衍生物为油酸、亚油酸或蓖麻油酸中的一种或多种的混合物。
6.如权利要求5所述M100车用甲醇燃料添加剂,其特征在于,所述R1、R2、R3和R4为C1~C4的烷基。
7.如权利要求5所述M100车用甲醇燃料添加剂,其特征在于,所述聚醚类选自油酸聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚、聚山梨醇酯或聚丁二醇。
8.一种车用燃料,由M100车用甲醇燃料与权利要求1-7中任一权利要求所述M100车用甲醇燃料添加剂组成,其中添加剂含量为M100车用甲醇燃料重量的0.04%~0.1%。
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