CN102888259A - 甲醇汽油高效复合添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种甲醇汽油高效复合添加剂，其由下述重量百分比的原料混合而成：异丙醇10～15%、异辛醇40～70%、甲基叔丁基醚2～10%、四氢呋喃2～10%、二甲苯5～15%、金属腐蚀抑制剂0.2～0.5%、橡胶溶胀抑制剂0.1～0.4%、清净分散剂3～10%、抗磨润滑剂0.5～2%、抗氧剂0.05～0.3%。采用本添加剂配置的甲醇汽油辛烷值高、可配制成90#、93#、95#、97#、98#系列产品。本添加剂中含有金属腐蚀抑制剂和橡胶溶胀抑制剂，能有效缓解所配制甲醇汽油对发动机的腐蚀和橡胶件的溶胀；本添加剂原料选用、配比合理，且含有清净分散剂，能有效地避免甲醇汽油出现重量不稳定、易分层的情况。本添加剂具有使用安全、配制方便的特点。

Description

甲醇汽油高效复合添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种燃油添加剂，尤其是一种甲醇汽油高效复合添加剂及其制备方法。

背景技术

资源与环境是当今人类社会发展面临的两大突出亟需解决的问题。我国石油资源短缺，据统计，2011年原油产量2.03646亿吨，同比增长0.3%；成品油2.6697亿吨，同比增长5.6%；其中汽油8140.96万吨，同比增长6.1%；煤油1879.69万吨，同比增长10.1%；柴油16675.98万吨，同比增长5.4%；原油表观消费量4.54亿吨，同比增长3.3%；对外依存度高达56.5%，创历史新高，预计到2015年要达到65%以上。因此，发展车用能源替代产业，就显得越来越重要。醇类燃料由于其燃烧性能与汽油类似，完全适合作为点燃式发动机燃料。2012年3月工信部决定在山西省、陕西省和上海市开展甲醇汽车试点工作。计划通过两到三年的试点工作，完成对高比例甲醇汽车适用性、可靠性、经济性、安全性、环保性的系统评价，同时研究制定甲醇汽车产品相关技术规范和标准，建立甲醇汽车相关标准体系。近期发展甲醇汽油是我国替代汽、柴油的一种选择，中远期发展甲醇燃料对我国能源安全也具有战略意义。

甲醇汽油是通过特殊工艺将汽油、甲醇、添加剂混合而成，关键技术是添加剂。目前国内制备甲醇汽油使用的添加剂性能不完善，生产的甲醇汽油易出现重量不稳定、易分层，特别是其对发动机的腐蚀和橡胶件的溶胀，导致喷油咀堵塞、金属件磨损、发动机噪音大等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种使用安全的甲醇汽油高效复合添加剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其由下述重量百分比的原料混合而成：异丙醇10～15%、异辛醇40～70%、甲基叔丁基醚2～10%、四氢呋喃2～10%、二甲苯5～15%、金属腐蚀抑制剂0.2～0.5%、橡胶溶胀抑制剂0.1～0.4%、清净分散剂3～10%、抗磨润滑剂0.5～2%、抗氧剂0.05～0.3%。

本发明所述的金属腐蚀抑制剂为N,N'二烷基氨基亚甲基苯三唑、苯骈三氮唑和二聚油酸中的一种或几种。

本发明所述的橡胶溶胀抑制剂为2,6-二甲基吗啉、2,4,6-三氯异氰酸苯酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。

本发明所述的清净分散剂为多乙二醇烷基醚、乙二醇醚和聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或几种。

本发明所述的抗磨润滑剂为硫化烯烃棉籽油T405。

本发明所述的抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚和/或2,6-二叔丁基-4-甲酚。

本发明所述的二甲苯为石油二甲苯和/或焦化二甲苯，所述二甲苯中邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的质量百分比总含量≥90%。

本发明的制备方法为：

（1）将异丙醇、甲基叔丁基醚、四氢呋喃和二甲苯加入异辛醇中，得到混合液；

（2）将复合金属腐蚀抑制剂和橡胶溶胀抑制剂加入到混合液中，搅拌使之充分混溶，得到溶液；

（3）将清净分散剂、抗磨润滑剂和抗氧剂加入到溶液中，充分混溶即可得到本甲醇汽油高效复合添加剂。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：采用本发明添加剂配制的甲醇汽油辛烷值高、可配制成90#、93#、95#、97#、98#系列产品。利用本发明添加剂生产甲醇汽油的工艺过程简单，仅需要将该添加剂与甲醇、基础油均匀混合即可；基础油可以为93#汽油、90#汽油、低标号汽油、石脑油。本发明中含有金属腐蚀抑制剂和橡胶溶胀抑制剂，能有效地解决所配置的甲醇汽油对发动机的腐蚀和橡胶件的溶胀；本发明原料选用、配比合理，且含有清净分散剂，能有效地避免甲醇汽油出现重量不稳定、易分层的情况。因此，本发明具有使用安全、配制方便的特点。

本发明选用的金属腐蚀抑制剂能在高温燃烧时生成耐高温油膜，并附着在发动机汽缸壁，能有效抑制甲醇汽油燃烧过程中产生的有机酸（甲酸等）对发动机内壁的腐蚀；同时，选用的金属腐蚀抑制剂能与有机酸发生中和反应，从而更好的解决了甲醇汽油的腐蚀问题。

本发明选用的橡胶溶胀抑制剂由非极性基团和极性基团组成，添加剂的极性基团在橡胶表面形成一牢固的物理吸附和化学吸附共同作用的保护膜，非极性基团向外，与甲醇汽油相连，这样就阻止了甲醇汽油的侵入，减缓甲醇汽油对橡胶的溶胀程度。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明所配制甲醇汽油的铜片腐蚀照片；

图2是市售添加剂所配制甲醇汽油的铜片腐蚀照片。

具体实施方式

实施例1：本甲醇汽油高效复合添加剂在常温常压下，按下述重量配比和步骤制备：

原料重量百分比：异丙醇14%；异辛醇56%；甲基叔丁基醚5%；四氢呋喃5%；二甲苯：石油二甲苯10%；金属腐蚀抑制剂：N,N'二烷基氨基亚甲基苯三唑0.3%；橡胶溶胀抑制剂：2,6-二甲基吗啉0.3%；清净分散剂：多乙二醇烷基醚8%；抗磨润滑剂：硫化烯烃棉籽油T405 1.2%；抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲酚0.2%。所述石油二甲苯中邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的质量百分比总含量为98%。

制备方法：

（1）将异丙醇、甲基叔丁基醚、四氢呋喃、二甲苯一次加入装有异辛醇的容器中；

（2）将金属腐蚀抑制剂、橡胶溶胀抑制剂加入步骤（1）混合液中，进行物理搅拌，充分混溶；

（3）将清净分散剂、抗磨润滑剂、抗氧剂加入步骤（2）溶液中，充分混溶即为本甲醇汽油添加剂。

使用方法：将本添加剂与甲醇、基础油均匀混合即可，添加剂的加入量在0.3～1.5wt%，基础油可以为93#汽油、90#汽油、低标号汽油、石脑油。

实施例2：本甲醇汽油高效复合添加剂的重量配比和制备方法如下所述。

原料重量百分比：异丙醇12%；异辛醇56%；甲基叔丁基醚8%；四氢呋喃6%；二甲苯：焦化二甲苯8%；金属腐蚀抑制剂：二聚油酸0.4%；橡胶溶胀抑制剂：2,4,6-三氯异氰酸苯酯0.2%；清净分散剂：聚异丁烯丁二酰亚胺7.6%；抗磨润滑剂：硫化烯烃棉籽油T405 1.5%；抗氧剂：2,6-二叔丁基-4-甲酚0.3%。所述焦化二甲苯中邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的质量百分比总含量为96%。

制备和使用方法同实施例1。

实施例3：本甲醇汽油高效复合添加剂的重量配比和制备方法如下所述。

原料重量百分比：异丙醇11%；异辛醇62%；甲基叔丁基醚4%；四氢呋喃7%；二甲苯：石油二甲苯7%；金属腐蚀抑制剂：苯骈三氮唑0.2%；橡胶溶胀抑制剂：邻苯二甲酸二辛酯0.3%；清净分散剂：乙二醇醚7%；抗磨润滑剂：硫化烯烃棉籽油T405 1.3%；抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲酚0.2%。所述石油二甲苯中邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的质量百分比总含量为97%。

制备和使用方法同实施例1。

实施例4：本甲醇汽油高效复合添加剂的重量配比和制备方法如下所述。

原料重量百分比：异丙醇10%；异辛醇70%；甲基叔丁基醚2%；四氢呋喃2%；二甲苯：石油二甲苯11.6%；金属腐蚀抑制剂：N,N'二烷基氨基亚甲基苯三唑0.25%、二聚油酸0.25%；橡胶溶胀抑制剂：2,4,6-三氯异氰酸苯酯0.05%、邻苯二甲酸二辛酯0.05%；清净分散剂：多乙二醇烷基醚1.5%、乙二醇醚1.5%；抗磨润滑剂：硫化烯烃棉籽油T405 0.5%；抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲酚0.3%。所述石油二甲苯中邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的质量百分比总含量为97%。

制备和使用方法同实施例1。

实施例5：本甲醇汽油高效复合添加剂的重量配比和制备方法如下所述。

原料重量百分比：异丙醇12.1%；异辛醇40%；甲基叔丁基醚10%；四氢呋喃10%；二甲苯：石油二甲苯10%、焦化二甲苯5%；金属腐蚀抑制剂：N,N'二烷基氨基亚甲基苯三唑0.25%、苯骈三氮唑0.2%；橡胶溶胀抑制剂：2,6-二甲基吗啉0.2%、邻苯二甲酸二辛酯0.2%；清净分散剂：乙二醇醚5%、聚异丁烯丁二酰亚胺5%；抗磨润滑剂：硫化烯烃棉籽油T405 2%；抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲酚0.05%。所述焦化二甲苯中邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的质量百分比总含量为93%，石油二甲苯为95%。

制备和使用方法同实施例1。

实施例6：本甲醇汽油高效复合添加剂的重量配比和制备方法如下所述。

原料重量百分比：异丙醇15%；异辛醇64.2%；甲基叔丁基醚6%；四氢呋喃3%；二甲苯：焦化二甲苯5%；金属腐蚀抑制剂：苯骈三氮唑0.2%、二聚油酸0.2%；橡胶溶胀抑制剂：2,6-二甲基吗啉0.2%、2,4,6-三氯异氰酸苯酯0.1%；清净分散剂：多乙二醇烷基醚2%、聚异丁烯丁二酰亚胺3%；抗磨润滑剂：硫化烯烃棉籽油T405 1.0%；抗氧剂：2,6-二叔丁基对甲酚0.05%、2,6-二叔丁基-4-甲酚0.05%。所述焦化二甲苯中邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的质量百分比总含量为97%。

制备和使用方法同实施例1。

铜片腐蚀试验：本试验采用实施例1制备的添加剂配制甲醇汽油，参照《GB5096-1985石油产品铜片腐蚀实验法》进行腐蚀试验。

本添加剂配制的甲醇汽油：基础油为93号汽油、甲醇加入量30%（体积），本添加剂加入量0.6wt%。

参比油样：采用某市售添加剂配制甲醇汽油，其中基础油为93号汽油、甲醇加入量30%（体积），市售添加剂加入量0.6wt%。

试验结果：图1为本添加剂配制的甲醇汽油的铜片腐蚀显微镜照片，图1为对比油样的铜片腐蚀显微镜照片；腐蚀等级见表1。

由图1、图2以及表1可知，采用本添加剂能有效地抑制甲醇汽油对铜片的腐蚀，有效地减少了甲醇汽油在燃烧过程中对发动机内壁的损害。

溶胀试验：本试验采用实施例1制备的添加剂配制甲醇汽油，参照《GB/T 1690-2006 硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法》和《GB/T 2941-91橡胶试样环境调节和试验的标准温度、湿度及时间》进行溶胀试验。

本添加剂配制的甲醇汽油：基础油为93号汽油、甲醇加入量30%（体积），本添加剂加入量0.6wt%。

参比油样：采用某市售添加剂配制甲醇汽油，其中基础油为93号汽油、甲醇加入量30%（体积），市售添加剂加入量0.6wt%。

试验条件：试验温度为23℃，相对湿度为50%，时间为672h，选取两种在传统燃油系统中使用的橡胶即乙烯/丙烯酸酯橡胶（AEM）氟橡胶（FPM）。

试验结果如表2所示。

由表2可知，采用本添加剂能有效减缓甲醇汽油对橡胶的侵入，防止橡胶件的溶胀。

低温遇水试验：本试验采用实施例1制备的添加剂配制甲醇汽油进行低温遇水试验。

本添加剂配制的甲醇汽油：基础油为93号汽油、甲醇加入量30%（体积），本添加剂加入量0.6wt%。

参比油样：采用某市售添加剂配制甲醇汽油，其中基础油为93号汽油、甲醇加入量30%（体积），市售添加剂加入量0.6wt%。

试验方法：各取100 mL本添加剂配制的甲醇汽油和参比油样，放入比色管内，用移液管快速加入一定量蒸馏水，具塞密封、振荡摇晃5min后，将比色管垂直放置于恒温-20℃低温冰箱中进行低温抗水测试，24h后取出观察，通过观察试样是否清澈透明和相分离确定其低温最大抗水量。

试验结果如表3所示。

由表3可知，采用本添加剂能有效地提升甲醇汽油的低温抗水性。

Claims (8)

1.一种甲醇汽油高效复合添加剂，其特征在于，其由下述重量百分比的原料混合而成：异丙醇10～15%、异辛醇40～70%、甲基叔丁基醚2～10%、四氢呋喃2～10%、二甲苯5～15%、金属腐蚀抑制剂0.2～0.5%、橡胶溶胀抑制剂0.1～0.4%、清净分散剂3～10%、抗磨润滑剂0.5～2%、抗氧剂0.05～0.3%。

2.根据权利要求1所述的甲醇汽油高效复合添加剂，其特征在于：所述的金属腐蚀抑制剂为N,N'二烷基氨基亚甲基苯三唑、苯骈三氮唑和二聚油酸中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的甲醇汽油高效复合添加剂，其特征在于：所述的橡胶溶胀抑制剂为2,6-二甲基吗啉、2,4,6-三氯异氰酸苯酯和邻苯二甲酸二辛酯中的一种或几种。

4.根据权利要求1、2或3所述的甲醇汽油高效复合添加剂，其特征在于：所述的清净分散剂为多乙二醇烷基醚、乙二醇醚和聚异丁烯丁二酰亚胺中的一种或几种。

5.根据权利要求1、2或3所述的甲醇汽油高效复合添加剂，其特征在于：所述的抗磨润滑剂为硫化烯烃棉籽油T405。

6.根据权利要求1、2或3所述的甲醇汽油高效复合添加剂，其特征在于：所述的抗氧剂为2,6-二叔丁基对甲酚和/或2,6-二叔丁基-4-甲酚。

7.根据权利要求1、2或3所述的甲醇汽油高效复合添加剂，其特征在于：所述的二甲苯为石油二甲苯和/或焦化二甲苯，所述二甲苯中邻二甲苯、间二甲苯和对二甲苯的质量百分比总含量≥90%。

8.权利要求1～7任意一项所述的甲醇汽油高效复合添加剂的制备方法，其特征在于：

（1）将异丙醇、甲基叔丁基醚、四氢呋喃和二甲苯加入异辛醇中，得到混合液；

（2）将金属腐蚀抑制剂和橡胶溶胀抑制剂加入到混合液中，搅拌使之充分混溶，得到溶液；

（3）将清净分散剂、抗磨润滑剂和抗氧剂加入到溶液中，充分混溶即可得到本甲醇汽油高效复合添加剂。

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