CN102533354A

CN102533354A - 可明显减少气阻的甲醇汽油

Info

Publication number: CN102533354A
Application number: CN2010106137917A
Authority: CN
Inventors: 张玉喜; 朱静
Original assignee: Beijing Institute of Petrochemical Technology
Current assignee: Beijing Institute of Petrochemical Technology
Priority date: 2010-12-30
Filing date: 2010-12-30
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明涉及一种可明显减少气阻的甲醇汽油，它由30～50%变性甲醇和50～70%改性汽油组成，变性甲醇是由甲醇、正构或异构脂肪醇、正构或异构脂肪醚、正构或异构脂肪酮、氧化剂、缓蚀剂、可溶性的难挥发的化合物组成，改性汽油它由汽油、芳烃、石脑油、消泡剂和活性剂组成，该产品针对甲醇汽油气阻产生的各种成因，采用多种手段解决甲醇汽油使用过程中较易发生的气阻问题，且具有适应性广，适用于极端天气的使用，生产简易，成本低，使用效果好，具有大大增加甲醇汽油使用安全性的优点及效果。

Description

可明显减少气阻的甲醇汽油

技术领域

本发明涉及一种可明显减少气阻的甲醇汽油，属汽车醇醚代用燃料领域。

背景技术

甲醇汽油具有良好的经济性、环保性和安全性，作为车用替代能源，将是解决供需矛盾紧张的有效途径。但是炎热的夏季使用甲醇汽油，汽车油路易出现气阻现象。气阻是内燃机的供油系统在31℃以上较高环境温度时部份燃料油蒸发产生气体状态，存在于油管及汽油泵中，不仅增加了汽油的流动阻力，同时由于气体的可压缩性，这样，油管和油泵中的油蒸汽随着汽油泵的脉动压力不断地被压缩和膨胀，破坏了汽油泵在吸油行程中所形成的真空度，造成发动机供油不足甚至中断供油，最终使发动机转速下降，功率减少直至停机，这就是供油系统的气阻。另外输油管因高温而使汽油气化产生气泡，堵塞油路导致发动机供不上油而熄火，也是气阻产生的另一原因。普通汽油如果轻质部份含量过大，那么初馏温度降低，蒸汽压偏高，这样的油夏季使用就易出现气阻。所以无铅汽油国家标准中严格规定初馏温度不高于70℃，蒸汽压夏天不大于74kpa ，冬天不大于88kpa。汽油加入甲醇后，其蒸汽压增加。虽然甲醇本身的蒸汽压不很高，在38℃蒸汽压为32kpa，乙醇为18kpa，但它的沸点较低，只有64.5℃，可以与汽油中的轻质烃类形成低沸点的共沸物，因此，汽油加入甲醇后，初馏点温度会降低，饱和蒸汽压会增大。例如，M20甲醇汽油的20%的馏出温度降低15℃左右，雷德蒸汽压明显增大，所以甲醇汽油在高温条件下容易产生气阻。严重时导致汽车运行时发动机的不断熄火，发生危险。为了解决这个问题，国内已发表了一些研究和专利。如”采用降低基础汽油饱和蒸汽压的方法，利用重化汽油饱和蒸汽压较低的优势，为甲醇的加入提供上升空间”文献CN 101649231A公开这种方法可行，但由于我国的汽油市场很复杂，各种类型的汽油都有，所以这种方法没有适用性。如文献CN1326979C的名称为“一种车用甲醇燃料”发明专利，公开了蒸汽压调剂为丁酮、丙酸甲酯、甲酸丙酯、甲醇异丁酯、二丙醚、环己烷；文献CN101649231A的名称为“一种甲醇汽油降气阻剂”发明专利，公开的一种甲醇汽油降气阻剂由：脂肪酮、马琳类、脂肪醛、脂肪醚复配而成。

大量的专利文献为解决气阻问题所采用的办法大致为：

采用低蒸气压的基础油，如催化重整汽油，醚化汽油，重化汽油为解决甲醇汽油高蒸气压留有足够的空间；添加高沸点的组分与甲醇汽油混合，以降低蒸气压，减少气阻发生的可能；以上发明对抑制甲醇汽油的饱和蒸汽压都产生了积极的作用。但是我们发现，在市场运用中，即使甲醇汽油的饱和蒸汽压被抑制得很好，在华南高温的天气下，汽车高速行驶2-3百公里时依然容易发生气阻现象，显然单一的手段，并不能完全防止气阻的发生。

发明内容

本发明的目的正是为了克服上述已有技术存在的缺点与不足，而提供一种可明显减少甚至杜绝气阻发生的甲醇汽油，增加了甲醇汽油使用安全性，保证行车安全。

本发明的目的是通过下列技术方案实现的：

一种可明显减少气阻的甲醇汽油，它由下述重量百分比的原料组成，经混合搅拌均匀、过滤而成：

变性甲醇 30～50%、改性汽油 50～70%，

所述的变性甲醇它由下述重量百分比的原料组成：甲醇60～82%、正构或异构脂肪醇8～24%、正构或异构脂肪醚4～8%、正构或异构脂肪酮4～9%、氧化剂0.3～0.8%、缓蚀剂0.07～0.8%、可溶性含F、O、N中的一种或两种或三种的难挥发的化合物0.005～0.01%组成，经混合，在500～800转/分速度下搅拌均匀而成；

所述的改性汽油它由下述重量百分比的原料组成：汽油65～90%、芳烃0～30%、石脑油0～10%、消泡剂0.07～0.8%和活性剂0.7～1.3%组成，经混合，在500～800转/分速度下搅拌均匀而成。

所述的正构或异构脂肪醇为：丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇或戊醇原料中任意一种或两种或两种以上的组合，

所述的正构或异构脂肪醚为：乙醚、丁醚、异丙醚、二甲醚或甲苯醚述原料中任意一种或两种或两种以上的组合，

所述的正构或异构脂肪酮为：丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、环己酮或甲基异丁基酮原料中任意一种或两种或两种以上的组合，

所述的氧化剂为：硝基苯、硝基甲烷、硝基乙烷、过醋酸、过甲酸或过氧化苯甲酰原料中任意一种或两种或两种以上的组合，

所述的缓蚀剂为：巯基苯骈噻唑、苯并三氮唑、甲基苯骈三氮唑或十六烷胺原料中任意一种或两种或两种以上的组合，

所述的可溶性含F、O、N中的一种或两种或三种的难挥发的化合物为：氟化铵、碳酸氢铵、碳酸铵或尿素原料中任意一种或两种或两种以上的组合，

所述的芳烃为：甲苯、二甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、或丙苯原料中任意一种或两种或两种以上的组合，

所述的消泡剂为：壬基酚聚氧乙烯醚、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅或磷酸三丁酯原料中任意一种或两种或两种以上的组合，

所述的活性剂为：斯潘-85、斯潘-80、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3或烷基酚聚氧乙烯（4）醚OP-4原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

本发明的技术针对甲醇汽油气阻产生的各种成因，从不同的角度，采用多种手段解决甲醇汽油使用过程中较易发生的气阻问题，改进已有技术的不足。

本发明重点之一是：由于可溶性含F,O,N的难挥发的化合物易于与甲醇分子间氢键作用，减弱体系的蒸气压对拉乌尔定律的正偏差，使蒸气压减小，减少气阻发生可能。另外：难挥发物资与汽油形成稀溶液，依照稀溶液的依数性原理（只与物质的数量有关，与是什么物质无关），甲醇汽油的蒸气压会降低。

为证明这一点，测试了可溶性含F、O、N中的难挥发的化合物（氟化铵、碳酸氢铵、碳酸铵或尿素）的重量百分数与体系蒸气压的关系，测得数据如表1所示：

表1：难挥发化合物与体系蒸气压的关系

氟化铵、碳酸氢铵、碳酸铵或尿素的百分数×10⁵ / %	0	5	8	10
					甲醇汽油蒸气压的三次平均值 / kPa	70.10	68.6	67.3	65.53

结果表明蒸气压由68.6kpa降至65.53kpa，其变化规律符合稀溶液依数性中蒸气压的变化规律，蒸气压的减少有利于减少气阻的发生。

对不同的配比组成，其蒸气压下降的值不同，但试验结果明确说明加入难挥发化合物确实能降低蒸气压。而且随着难挥发化合物的量增加而蒸气压下降。

本发明另一重点是：认为气阻现象发生，是因为液体状态的甲醇汽油变成气体进入油泵和输油管的缘故。这一变化过程一定是随着温度升高，油泵和输油管里的液体最初先生成微小气泡，小气泡越长越大变成气体，导致气阻发生。通过加入消泡剂，合适浓度的消泡剂有抑制气泡生成的功能，使得液体难于变成气体，这就减少了气阻发生的可能，有效缓解了甲醇汽油的气阻问题。

为证明这一点，测试了消泡剂的重量百分比与第一个气泡发生时温度的关系，其结果如表2所示：

表2：不同消泡剂与第一个气泡发生温度的关系测试结果

消泡剂的重量百分比×10³ / %	0	0.6	0.95	1.2
					第一个气泡发生温度 / ℃	50.2	51.1	51.6	52.1

结果表明随着消泡剂加入量的增加，液体变气体，即第一个气泡生成的温度升高，显然也是有利于减少气阻发生的。

对不同的配比组成，发生第一个气泡的温度不同，但实验结果明确显示出加入消泡剂确实能使液体变气体的温度升高。

本发明选用的正构或异构脂肪醇是汽油与甲醇互溶的助溶剂；正构或异构脂肪醚与甲醇汽油的助溶剂复配，提高助溶效果；正构或异构脂肪酮与甲醇汽油的助溶剂复配，提高助溶效果；氧化剂可提高燃料燃烧速度，增加爆发力，提高内燃机输出功率；缓缓蚀剂能明显减少和缓和甲醇汽油对金属，特别对铜、银的腐蚀作用，选用的可溶性含F,O,N的难挥发的化合物均溶于甲醇，易于与甲醇分子间氢键作用，减弱体系对拉乌尔定律的正偏差，使蒸气压减小，减少气阻发生可能，使用时必须先将难挥发化合物溶解于甲醇中，然后再与其他组份混合。另外：难挥发物资与汽油形成稀溶液，依照稀溶液的依数性原理，甲醇汽油的蒸气压降低，减少气阻发生可能。芳烃有利于甲醇与汽油的互溶，提高体系的耐水性。消泡剂的作用：气阻发生是因为液体变成了气体，在这个过程中的刚开始阶段一定先生成小气泡，小气泡变大成气体。消泡剂能抑制气泡的生成，从而使液体变气体困难，减少气阻发生的可能；活性剂利于形成W/O微乳体系，减弱水对甲醇汽油稳定性的破坏。

本发明所用原料易得，价格便宜，生产工艺简单，通过大批量车次和长距离运行实践表明本发明对解决气阻问题有明显的效果。这为解决汽油气阻问题提供了一个全新的思路和简便易行的解决方法，为推广和普及甲醇汽油提供了十分有利的条件。

本产品不加难挥发化合物和消泡剂时，在广东省气温35 ℃的气侯下，汽车在高速公路连续行驶160公里左右时有发生气阻的情况发生。加难挥发化合物和消泡剂后夏季高温天气运行三个月来，汽车连续行驶500公里也不曾发生过气阻现象。

通过大批量车次和长距离运行实践表明本发明对解决气阻问题有明显的效果。这为解决汽油气阻问题提供了一个全新的思路和简便易行的解决方法，为推广和普及甲醇汽油提供了有利的条件。

由于采取上述技术方案使本发明技术与己有技术相比具有如下优点及效果：

1、本发明针对甲醇汽油气阻产生的各种成因，从不同的角度，采用多种手段解决甲醇汽油使用过程中较易发生的气阻问题，改进已有技术的不足。有效解决了甲醇汽油的气阻问题；

2、本发明适应性广，适用于全国各个地区各种组分的汽油调配甲醇汽油；

3、本名发明适用于极端天气的使用；

4、本发明生产简易，成本低，使用效果好，大大增加了甲醇汽油使用安全性。

具体实施方式

实施例1：

制备变性甲醇：取甲醇60kg加入氟化铵0.008kg溶解，再加入异丙醇24kg、乙醚5.892kg、丙酮9kg、硝基苯0.3kg和巯基苯骈噻唑 0.8kg，将上述原料经混合后经500转/分速度搅拌均匀而成，备用；

制备改性汽油：取汽油65kg、甲苯30kg、石脑油3.2kg、壬基酚聚氧乙烯醚0.5kg和斯潘-85 1.3kg，将上述原料混合后经500/分速度搅拌均匀而成，备用；

取上述变性甲醇30kg与改性汽油70kg混合搅拌均匀、过滤而成甲醇汽油产品。

实施例2：

制备变性甲醇：取甲醇70kg加入碳酸氢铵0.01kg溶解，再加入丙醇5kg、丁醇10kg、丁醚5kg、甲基乙基酮8.59kg、硝基甲烷0.4kg、硝基乙烷0.4kg和苯并三氮唑0.6kg，将上述原料经混合后经600转/分速度搅拌均匀而成，备用；

制备改性汽油：取汽油70kg、二甲苯28.9kg、聚醚改性硅0.1kg和斯潘-80 1kg，将上述原料混合在600转每分速度搅拌均匀而成，备用；

取上述变性甲醇35kg与改性汽油65kg混合搅拌均匀、过滤而成甲醇汽油产品。

实施例3：

制备变性甲醇：取甲醇75kg加入尿素0.005kg溶解，再加入戊醇5kg、异丙醇6.4kg、丁醚2kg、甲苯醚2kg、二甲醚4kg、丙酮2kg、甲基乙基酮2kg、二乙基酮 1kg、硝基苯0.2 kg、过醋酸0.325kg和甲基苯骈三氮唑0.07kg，将上述原料经混合后经750转/分速度搅拌均匀而成，备用；

制备改性汽油：取汽油75kg、乙苯5.5kg、邻二甲苯8kg、石脑油10kg、壬基酚聚氧乙烯醚0.5kg、磷酸三丁酯0.3kg和斯潘-85 0.2kg、脂肪酸聚氧乙烯醚AE03 0.5kg，将上述原料混合在700转每分速度搅拌均匀而成，备用；

取上述变性甲醇40kg与改性汽油60kg混合搅拌均匀、过滤而成甲醇汽油产品。

实施例4：

制备变性甲醇：取甲醇80.6kg加入碳酸氢铵0.005kg和碳酸铵0.005kg溶解，再加入异丁醇4kg、戊醇4kg、仲丁醇2.09kg、异丙醚2kg、二甲醚2kg、丙酮2kg、环己酮2.6kg、过醋酸0.2kg、过氧化苯甲酰0.2kg和十六烷胺0.3kg，将上述原料经混合在750转每分速度搅拌均匀而成，备用；

制备改性汽油：取汽油80kg、二甲苯12kg、乙苯4.53kg、石脑油2.7kg、聚二甲基硅烷0.03kg、磷酸三丁酯0.04kg、斯潘-85 0.3kg、烷基酚聚氧乙烯（4）醚OP-4 0.4kg，将上述原料混合后经800转/分速度搅拌均匀而成，备用；

取上述变性甲醇45kg与改性汽油55kg混合搅拌均匀、过滤而成甲醇汽油产品。

实施例5：

制备变性甲醇：取甲醇82kg加入碳酸铵0.005kg溶解，再加入异丙醇4kg、叔丁醇4kg、乙丙醚3kg、丁醚2.295kg、甲基异丙基酮2kg、二乙基酮2kg、过甲酸0.1kg、过氧化苯甲酰0.1kg、硝基苯0.1kg、巯基苯骈噻唑0.2kg、十六烷胺0.1kg和甲基苯骈三氮唑0.1kg、将上述原料经混合后经800转/分速度搅拌均匀而成，备用；

制备改性汽油：取汽油90kg、石脑油8.4kg、壬基酚聚氧乙烯醚0.5kg、磷酸三丁酯0.3kg和斯潘-85 0.3kg、脂肪酸聚氧乙烯醚AE03 0.5kg，将上述原料混合后经800转/分速度搅拌均匀而成，备用；

取上述变性甲醇50kg与改性汽油50kg混合搅拌均匀、过滤而成甲醇汽油产品。

Claims

1. 一种可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于它由下述重量百分比的原料组成，经混合搅拌均匀、过滤而成：

变性甲醇 30～50%、改性汽油 50～70%，

2.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的正构或异构脂肪醇为丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、叔丁醇或戊醇原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

3.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的正构或异构脂肪醚为乙醚、丁醚、异丙醚、二甲醚或甲苯醚原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

4.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的正构或异构脂肪酮为丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、环己酮或甲基异丁基酮原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

5.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的氧化剂为硝基苯、硝基甲烷、硝基乙烷、过醋酸、过甲酸或过氧化苯甲酰原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

6.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的缓蚀剂为巯基苯骈噻唑、苯并三氮唑、甲基苯骈三氮唑或十六烷胺原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

7.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的可溶性含F、O、N中的一种或两种或三种的难挥发的化合物为：氟化铵、碳酸氢铵、碳酸铵或尿素原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

8.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的芳烃为甲苯、二甲苯、乙苯、邻二甲苯、对二甲苯、或丙苯原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

9.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的消泡剂为壬基酚聚氧乙烯醚、聚二甲基硅氧烷、聚醚改性硅或磷酸三丁酯原料中任意一种或两种或两种以上的组合。

10.根据权利要求1所述的可明显减少气阻的甲醇汽油，其特征在于：所述的活性剂为斯潘-85、斯潘-80、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO3或烷基酚聚氧乙烯（4）醚OP-4原料中任意一种或两种或两种以上的组合。