CN101870891B - 环保节能车用汽油添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保节能车用汽油添加剂，其含有下述重量份的组分：硝基甲烷12-18；硼5-8；吡啶2-5；双十二烷基二甲基化胺 6-8；氟化碳3-6；高氯酸镁1-3；BHT2-4；轻质碳酸钙1-3；二甲缩乙醛4-7；3-甲基-1-丁烯4-7；甲基叔丁基醚16-21；2，2，3-三甲基丁烷6-9；氧化铈1-3；碳化铍1-3；N，N-二甲基苯胺5-8；氨基酸钯配合物2-4。该添加剂能有效地改善汽油品质，提高汽油辛浣值，提高燃油的燃烧性能，能随燃料一同完全燃烧而不产生沉淀或残渣，节油效果明显；还可减少机动车尾气排放污染，降低机动车运行成本。

Description

环保节能车用汽油添加剂

技术领域

本发明涉及一种添加剂，具体涉及一种环保节能车用汽油添加剂。

背景技术

近十几年来、我国汽车工业加速发展、导致燃油消耗迅速增加，城市上空的空气污染加重。对改善汽油品质、开发新的燃料资源提出了更高的要求，如何提高汽油的燃烧效率，减少汽车尾气排放污染，已经成为世界各国开发研究的重要课题。

从根本上来说，决定于汽车发动机燃烧和排放效果的主要为两个方面：一是车用汽油发动机的构造、运转情况与排气后处理过程；另一方面是燃料油性质对燃烧和排放的影响。但是由于发动机和整个汽车动力系统的改进是一个及其复杂的过程，在现有状况下人们更多的是考虑燃料的改进。而燃料本身对燃烧与排放的影响的据定因素包括：辛烷值、汽油密度、汽油挥发性、烃类组成、硫含量和添加剂。

火花点火发动机内的燃烧是一种典型的混湍流燃烧。根据发动机燃烧过程的实际进行情况，可把燃烧室内的火焰发展分成4个阶段：(1)起始阶段即点火和火焰形成阶段；(2)过渡阶段即火焰发展阶段；(3)湍流火陷阶段即火焰充分发展传播阶段；(4)最后阶段。也就是从火焰传播速度的变化规律分成的着火和焰核形成、火焰加速、稳定传播、火焰传播终止等阶段。

汽油机燃烧室内的闭式火焰传播还有一种“马赫”效应，其表现是最先燃烧的那部分气体在燃烧终了时温度提高，而最终燃烧的那部分气体温度最低，造成燃烧室内焰后气体温度分布的不均匀性。这一现象是闭式器快速火焰传播的必然结果，因为当按一个个微元体考虑工质的依次燃烧时，每个微元体在其他微元体燃烧时经历绝热压缩，而在自身燃烧时经历等压燃烧。这样，对最先燃烧的微元体来说，它先经历等压燃烧，然后经历绝压缩，后经历等压燃烧，这种顺序上的差别导致了最终温度的不同。

第一阶段为着火阶段，是指从电火花跳火至形成火焰中心的阶段。电火花在跳火以后，混合物中并不立即出现火焰，而是有一事实上的滞后、这一段时间称为着火落后期中，它与燃料本身的物化性能、初始条件、过量空气系数、残余废气系数、缸内混气运动及点火能量有关，一般约占整个燃烧时间的15％。在本阶段内也是链锁反应的引发的关键期，此时微量的含氧化合物可以促进活性基的形成，有利于缩短火焰形成的时间。

第二阶段是急燃期，是指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段，也可称为火焰传播阶段。在这一阶段、压力升高很快，压力升高率为0.2～0.4Mpa/曲轴转角，火焰传播速度率与压力升高率密切相关，混合气的配比、紊流运动、火花塞位置和燃烧室的形式都会对这一阶段有影响。

急燃期的终点一般取为最高压力点或最高温度点，但实上取放热率聚降的时刻作为急燃期的终点更为合理。最高燃烧压力点达到的时刻对发动机的功率，经济性的重大影响。如达到过早，则混合气势必早点火，从而引起压缩过程负功的增加，压力升高率增加，导致燃烧终点压力过高；相反，如达到过迟，则燃烧产物的膨胀比将减少，同时相应燃烧高温时期的传热表面增加，这也是不利的。该点的位置可以用点火提前角来调整，当然，改变燃烧室结构，火焰传播速率等也会影响最高压力达到的时刻。本阶段是造成发动机敲缸的关键点，同时也是控制敲缸的有利时机(亦即控制辛烷值)，敲缸是一种不正常燃烧。在正常燃烧过程中、燃烧过程唯一地由定时的火花点火开始，且火焰前锋以一定的正常速度传遍整个燃烧室。不正常燃烧时，燃烧过程的火焰部分是由点火前后在灼热的燃烧表面开始、更多的是由于燃烧过程中一疗分或全部充量以极高的燃烧速率消耗掉，在发动机燃烧室固定的前提下，汽油虽加入痕量过渡金属如铈、钯等组分，在它们的外层电子轨道4s、4d轨道充满，4f轨道为空的情况下，具有极强的吸咐催化能力，既为后期的完全燃烧奠定了基础，也延缓了全部的快速消耗，从而有利于辛烷值提高。

第三阶段成为后燃期，它是从急燃期终点开始至燃料基本上完全燃烧点为止的一面时间。在急燃期终点，燃烧室主要容积已被火焰基本充满，混合气燃烧速度已开始下降，加上活塞向下止点加速移动，使汽缸中的压力开始下降，在后燃期中主要是紊流火焰前锋后面没有完全燃烧掉的燃料，以及贴附在汽缸壁面上的混合气层继续燃烧。此时，微量添加剂的组合协同效应使得后燃期延长，燃烧更加充分，从而有效地降低了CO和HC的排放。同时，由于本阶段燃烧室内的温度提高，也使得NOx排放增加。

为了提高汽油的燃烧效率，减少汽车尾气对环境的污染，市场上已经有很多不同类型的汽油添加剂化工产品，人们希望通过在燃油中加入添加剂来提高燃油的燃烧效率，减少污染的形成，减少燃烧产生的污染物的排放。但是，现有的燃料添加剂虽然在一定程度上改善了汽油在发动机中的燃烧性能，但其它方面的指标难以达到，从而引起发动机生锈，积碳严重等问题，同样还存在污染环境等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环保节能车用汽油添加剂，该添加剂能随燃料一同完全燃烧而不产生沉淀或残渣，节油效果明显；同时还可减少汽车尾气中污染物的排放。

本发明通过下述技术方案来实现上述目的：一种环保节能车用汽油添加剂，其含有下述重量份的组分：

硝基甲烷              12-18 硼                 5-8       吡啶                2-5

双十二烷基二甲基化胺  6-8   氟化碳             3-6       高氯酸镁            1-3

BHT                   2-4   轻质碳酸钙         1-3       二甲缩乙醛          4-7

3-甲基-1-丁烯         4-7   甲基叔丁基醚       16-21     2，2，3-三甲基丁烷  6-9

氧化铈                1-3   碳化铍             1-3       N，N-二甲基苯胺     5-8

氨基酸钯配合物        2-4。

在上述组分中，氧化铈、碳化铍和氨基酸钯配合物等具有助燃剂的作用，氟化碳和硝基甲烷等具有促进燃烧的作用，双十二烷基二甲基化胺可作为稳定剂，吡啶等具有吸湿作用，结合其它组分混匀配合使用形成固体催化剂颗粒，使用时添加到车用汽油中即可。

本发明的环保节能车用汽油添加剂的使用方法是：在常温常压下将上述各个组分混匀后按规定包装即可使用，该环保节能车用汽油添加剂的使用量为每吨汽油中加入5～8克。

作为本发明的一种改进：所述的添加剂中还含有5-15重量份的活性剂，所述的活性剂为丙酮。

在上述固体组分中加入液体组分丙酮可以改善汽油的辛烷值，先将上述固体组分混匀，然后加入活性剂液体组分，再次混匀；使用时按每吨汽油中含5～8克添加剂加入到车用汽油中即可。

本发明还可改进为：所述的添加剂中还含有10-15重量份的活性剂，所述的活性剂为异辛烷。

在上述固体组分中加入液体组分异辛烷可以改善汽油的抗爆性能，先将上述固体组分混匀，然后加入活性剂异辛烷液体组分，再次混匀；使用时按每吨汽油中含5～8克添加剂加入到车用汽油中即可。

本发明还可改进为：所述的添加剂中还含有8-12重量份的活性剂，所述的活性剂为煤油和溶剂油的混合物，各组分的重量份比为煤油25-45、溶剂油30-40。

在上述固体组分中加入液体组分煤油和溶剂油的混合物可以改善汽油的燃烧性能，使用时，先将上述固体组分混匀，再加入活性剂煤油和溶剂油混合物，再次混匀；按每吨汽油中含5～8克添加剂加入到车用汽油中即可。

与现有技术相比，本发明具有下述有益效果：

(1)本发明环保节能车用汽油添加剂能提高汽车动力性，降低油耗，降低汽车的运行成本，在外特性试验中加入上述环保节能车用汽油添加剂后，如附表1所示，在动力性方面，发动机扭矩较90^#汽油的平均改善率为1.1％；在油耗方面，较90^#汽油的平均节油率为3.5％；CO排放较90^#汽油的平均净化率提高为7.2％；HC排放较90^#汽油的平均净化率提高为7.2％。

试验用仪器与设备为车用汽油机，规格型号为：ZY156FMI，江门中裕发动机有限公司生产，发动机台架自动测控系统为湖南仪器仪表总厂生产，汽车排气分析仪型号为FGA-4015，为佛山分析仪器厂生产。

表1车用汽油机加添加剂及不加添加时负荷为100％的速度特性对比试验结果

备注：原机是指采用90^#汽油作为发动机燃油；加添加剂是指在每吨90^#汽油中加入6g本发明环保节能车用汽油添加剂。试验标准按照GB/T18297-2001和GB/T14762-93。

(2)本发明环保节能车用汽油添加剂能减少机动车尾气中污染物的排放，在负荷特性试验中加入上述环保节能车用汽油添加剂后，如附表2所示，对油耗、CO、HC的排放均有改善，其中较90^#汽油的平均节油率为8.8％，较97#汽油的平均节油率为10.6％；CO排放较90^#汽油的平均净化率提高为28.1％，较97#汽油的平均净化率为31.5％，HC排放较90#汽油的平均净化率提高为15.1％，较97#汽油的平均净化率为14.0％。

试验用仪器与设备为车用汽油机，规格型号为：ZY156FMI，江门中裕发动机有限公司生产，发动机台架自动测控系统为湖南仪器仪表总厂生产，汽车排气分析仪型号为FGA-4015，为佛山分析仪器厂生产。试验条件为：发动机转速4000r/min，不加添加剂和加添加剂的发动机的扭矩都采用8、10、12、14、16、18和20的梯度，单位是Me(N.m)。

表2车用汽油机加添加剂和不加添加剂时负荷特性对比试验结果

备注：原机1是指采用90^#汽油作为发动机燃油，原机2是指采用97^#汽油作为发动机燃油；加添加剂是指在每吨90^#汽油中加入6g本发明环保节能车用汽油添加剂。试验标准按照GB/T18297-2001和GB/T14762-93。

(3)它适用与各种牌号的汽油添加，高效环保节能汽油添加剂在汽油中的加入比例为每吨汽油中加入5～8g，加有本发明添加剂的90^#汽油车辆与同型号车辆相比、百公里耗油量前者比后者降低10-20％，加入发明添加剂的车辆易于发动，提速性能好于未加添加剂的车辆。本汽油添加剂的推广使用不仅有利于车辆运行，节油效果明显，且可减少汽车尾气排放污染，降低汽车运行成本，具有良好的经济效益和社会效益。

(4)本发明环保节能车用汽油添加剂对机动车排气催化转化器有明显的改善作用，由于能够改善燃油的燃烧效果，能减轻后续机动车排气催化转化器的负荷，可延长机动车排气催化转化器的使用寿命。

(5)本发明环保节能车用汽油添加剂组配合理、科学，能有效地改善汽油品质，提高汽油辛烷值，提高燃烧性，能随燃料一同完全燃烧而不产生沉淀或残渣；且无副作用，对燃料其他性质无不良影响；性质稳定、在空气中不分解、沸点较高、不易蒸发损失；无毒性、对环境不造成污染，加入添加剂后燃油的具体品质如下附表3所示：

表3加本发明添加剂的93^#汽油的检测结果

具体实施方式

以下内容是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明、不能认定下述具体实施方式只局限于这些说明；对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，只是做出基本的简单推演或替换，都应当视为本发明的保护范围。

以下如无特殊说明所采用的试剂或溶剂均为市售，或采用常规方法制备获得。

实施例1

本实施例提供的环保节能车用汽油添加剂，含下述重量份的组分：

硝基甲烷            18g   硼            6g    吡啶                2g

双十二烷基二甲基化胺7g    氟化碳        6g    高氯酸镁            1g

BHT                 3g    轻质碳酸钙    3g    二甲缩乙醛          6g

3-甲基-1-丁烯       6g    甲基叔丁基醚  20g   2，2，3-三甲基丁烷  7g

氧化铈              2g    碳化铍        2g    N，N-二甲基苯胺     8g

氨基酸钯配合物      3g。

其中，BHT为抗氧剂，化学名称为2，6-二叔丁基对甲酚，本实施例中采用市售的食品级抗氧剂；氨基酸钯配合物为市售。

将上述各组分混匀并进行包装后即可使用，使用时按照每吨汽油中含5～8g的添加剂，将本发明的添加剂直接加入到汽油燃料中即可使用。

实施例2

本实施例提供的环保节能车用汽油添加剂，含下述重量份的组分：

硝基甲烷              12g   硼           8g    吡啶                2g

双十二烷基二甲基化胺  8g    氟化碳       3g    高氯酸镁            3g

BHT2604               2g    轻质碳酸钙   3g    二甲缩乙醛          4g

3-甲基-1-丁烯         7g    甲基叔丁基醚 16g   2，2，3-三甲基丁烷  9g

氧化铈                3g    碳化铍       1g    N，N-二甲基苯胺     8g

氨基酸钯配合物        2g。

其中，BHT为抗氧剂，化学名称为2，6-二叔丁基对甲酚，本实施例中采用市售的型号为BHT2604的食品级抗氧剂。

氨基酸钯配合物以甘氨酸和氯化钯为原料，氨基酸钯配合物的制备方法是：

按氨基酸与钯化合物的摩尔比为1∶1.5～1.8，取氨基酸溶于水中，然后加入钯化合物，在90～95℃下搅拌反应7～9h，过滤，滤液于水浴中浓缩至晶膜出现，冷却后析出大量浅黄色晶体，再依次经抽滤、用无水乙醇洗涤、晶体于P₂O₅干燥器中干燥一周即得产品。

上述氨基酸可以选自甘氨酸、中性氨基酸或酸性氨基酸等。

上述钯化合物可以选自氧化钯、醋酸钯或二氯二氨合钯等。

同时在上述固体组分中加入活性剂5g，其中活性剂为丙酮，将活性剂丙酮连同上述各组分混匀并进行包装后即可使用，使用时按照每吨汽油中含5～8g的添加剂，将本发明的添加剂直接加入到汽油燃料中即可使用。

实施例3

本实施例提供的环保节能车用汽油添加剂，含下述重量份的组分：

硝基甲烷              18g   硼            5g     吡啶               5g

双十二烷基二甲基化胺  6g    氟化碳        6g     高氯酸镁           1g

BHT                   3g    轻质碳酸钙    3g     二甲缩乙醛         4g

3-甲基-1-丁烯         4g    甲基叔丁基醚  21g    2，2，3-三甲基丁烷 6g

氧化铈                1g    碳化铍        3g     N，N-二甲基苯胺    5g

氨基酸钯配合物        4g。

其中，BHT为抗氧剂，化学名称为2，6-二叔丁基对甲酚，本实施例中采用市售的食品级抗氧剂；

氨基酸钯配合物过程是：取中性氨基酸溶于水中，然后加入醋酸钯化合物，醋酸钯和中性氨基酸的摩尔比为1∶1.8，在90～95℃下搅拌反应7～9h，过滤，滤液于水浴中浓缩至晶膜出现，依次经冷却、抽滤、醇洗和干燥后即得氨基酸钯配合物。

将上述固体组分混合后，使用时再加入活性剂异辛烷，其重量为15g，再次混匀，按照每吨汽油中含5～8g的上述添加剂，将其直接加入到汽油燃料中即可使用。

实施例4

本实施例提供的环保节能车用汽油添加剂，含下述重量份的组分：

硝基甲烷             15g   硼           6g    吡啶               3g

双十二烷基二甲基化胺 7g    氟化碳       4g    高氯酸镁           2g

BHT                  4g    轻质碳酸钙   1g    二甲缩乙醛         4g

3-甲基-1-丁烯        6g    甲基叔丁基醚 21g   2，2，3-三甲基丁烷 8g

氧化铈               2g    碳化铍       3g    N，N-二甲基苯胺    7g

氨基酸钯配合物       2g。

其中，BHT为抗氧剂，化学名称为2，6-二叔丁基对甲酚，本实施例中采用市售的食品级抗氧剂；活性剂为煤油和溶剂油的混合物12g，二者的重量均为6g；氨基酸钯配合物为市售。

将上述各组分混匀并进行包装后即可使用，使用时按照每吨汽油中含5～8g的添加剂，将本发明的添加剂直接加入到汽油燃料中即可使用。

Claims (4)

1.一种环保节能车用汽油添加剂，其特征在于：其含有下述重量份的组分：

2.根据权利要求1所述的环保节能车用汽油添加剂，其特征在于：所述的添加剂中还含有5-15重量份的活性剂，所述的活性剂为丙酮。

3.根据权利要求1所述的环保节能车用汽油添加剂，其特征在于：所述的添加剂中还含有10-15重量份的活性剂，所述的活性剂为异辛烷。

4.根据权利要求1所述的环保节能车用汽油添加剂，其特征在于：所述的添加剂中还含有8-12重量份的活性剂，所述的活性剂为煤油和溶剂油的混合物，各组分的重量份比为煤油25-45、溶剂油30-40。