CN103421554A - 一种含生物酶的柴油提升剂组合物及其制备方法与应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种含生物酶的柴油提升剂组合物，包括重量份比为1：0.01-1的分散剂和生物酶；所述分散剂为聚异丁烯基丁二酸酐衍生物、曼尼希碱、聚烷基多胺中的一种；所述生物酶为磺基酶，醇氧化酶，醛氧化酶，胺氧化酶，巯基氧化酶，甲硫醇氧化酶，甲基萘醌氧化酶，过氧化物酶，铁螯合酶，脱羧酶，醛缩酶，含氧酸裂解酶，脱甲基酶，醇、酸、酯类脱水酶，脱巯基酶，脱硫甲基酶，钴螯合酶，镁螯合酶的混合物。本发明的一种含生物酶的柴油提升剂组合物，其通过利用生物酶的特性，在温和的环境下即可实现高速的催化性能，与现有技术中的分散剂组合使用，显著提高了分散剂的清净效率，提升了分散剂的清净效果。

Description

一种含生物酶的柴油提升剂组合物及其制备方法与应用

技术领域

本发明涉及一种含生物酶的柴油提升剂组合物及其制备方法，属于柴油添加剂技术领域。

背景技术

汽车尾气中有机污染物超标排放导致大气污染已经成为一种共识。由于我国炼油设备和工艺的原因，导致柴油中芳烃及烯烃含量较高，容易使发动机产生积碳和胶质等杂质，发动机燃油燃烧不充分并导致汽车尾气超标。由于更新炼油设备和工艺是一个长期复杂的工作，我国的车用柴油生产工艺和与国际先进水平相比还存在较大差距，仍基本采用重油催化裂化工艺，成品油中裂化柴油组分较多、硫含量高、十六烷值低、抗氧化安定性和储存安定性差、颜色深。其用于柴油发动机时，燃料喷嘴在高温下易结焦堵塞，排放物增加，对大气造成严重的污染。在基础车用柴油中添加清净剂可以减少发动机积碳，延长发动机的寿命，提高发动机的热效率，还可以降低油耗。

其中清净剂组合物中最关键的有效组分为清净分散剂，其一般由油性基团和极性基团联接而成。其油性基团延伸到燃料柴油中，能有效地屏蔽积碳和胶状物相互聚集，可以使积碳分子被胶溶而成为小颗粒被洗涤下来分散于油中，对发动机各个部位均能够起到清净作用；同时其极性基团整齐排列在金属表面上，增加其表面活性，阻止小颗粒的沉积物沉积在金属表面形成大的沉积颗粒，因而能够起到清洗和保洁的作用。合理使用可保证柴油燃烧的充分性，恢复发动机原有性能的发挥，延长了燃油系统及发动机的保养周期。

清净性好的车用柴油能使汽车在运行中自动清洗发动机供油系统，清除积炭和沉积物，保持燃油喷嘴的清洁和燃油喷射正常，使汽车发动机工作平稳，保持优良的排放特性。

中国专利文献CN101921638A公开了一种柴油清净剂组合物，并具体公开了其以重量份为基准，包括以下组分：15-60%聚异丁烯丁二酸酰胺；5-20%聚烯烃胺；5-20%烷基咪唑；5-15%油酸甘油酯；20-70%有机溶剂。上述的柴油清净剂对清洁柴油车油路，清除喷油嘴积碳有良好效果，同时能提高柴油的润滑性，改善尾气排放，节省柴油。但是，柴油的组成复杂多变，上述的柴油清净剂组合物在具体应用时效率较低，清净效果有限。因此如何进一步提升柴油清净剂的清净效率和清净效果，改善柴油的燃烧性能，是摆在本领域技术人员面前的一道难题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种含生物酶的柴油提升剂组合物，用以进一步改善柴油的积碳清净效率和清净效果，改善柴油的燃烧性能。

因此，本发明提供一种含生物酶的柴油提升剂组合物，包括重量份比为1：0.01-1的分散剂和生物酶；

所述分散剂为聚异丁烯基丁二酸酐衍生物、曼尼希碱、聚烷基多胺中的一种；

所述生物酶为EC1.1.1醇氧化酶、EC1.2.1醛氧化酶、EC1.4.3胺氧化酶、EC1.8.3巯基氧化酶、EC1.8.3甲硫醇氧化酶和EC1.10.3甲基萘醌氧化酶、EC1.11.1过氧化物酶、EC1.5.8脱甲基酶、EC4.1.1脱羧酶、EC4.1.2醛缩酶、EC4.1.3含氧酸裂解酶和EC4.2.1醇、酸、酯类脱水酶、EC4.4.1磺基酶、EC4.4.1脱巯基酶、EC4.4.1脱硫甲基酶、EC4.99.1铁螯合酶、EC6.6.1钴螯合酶和EC6.6.1镁螯合酶的混合物。

作为一种优选，所述分散剂和所述生物酶的重量份比为1：0.1-0.2。

所述聚异丁烯基丁二酸酐衍生物为聚异丁烯基丁二酸酰胺或聚异丁烯基丁二酰亚胺。

优选的，所述生物酶各组分重量份数如下：所述磺基酶为1-3重量份，所述醇氧化酶为3-7重量份，所述醛氧化酶为3-7重量份，所述胺氧化酶为3-7重量份，所述巯基氧化酶为3-7重量份，所述甲硫醇氧化酶为3-7重量份，所述甲基萘醌氧化酶为3-7重量份，所述过氧化物酶为10-20重量份，所述铁螯合酶为2-6重量份，所述脱甲基酶为15-25重量份，所述脱羧酶为5-15重量份，所述醛缩酶为3-7重量份，所述含氧酸裂解酶为3-7重量份，所述醇、酸、酯类脱水酶为3-7重量份，所述脱巯基酶为1-3重量份，所述脱硫甲基酶为1-3重量份，所述钴螯合酶微量，所述镁螯合酶微量。其中所述微量钴螯合酶和微量镁螯合酶基于柴油的含量均小于等于100ppm。

最优的，所述生物酶各组分重量份数如下：所述磺基酶为1.5-2.5重量份，所述醇氧化酶为4-6重量份，所述醛氧化酶为4-6重量份，所述胺氧化酶为4-6重量份，所述巯基氧化酶为4-6重量份，所述甲硫醇氧化酶为4-6重量份，所述甲基萘醌氧化酶为4-6重量份，所述过氧化物酶为12-17重量份，所述铁螯合酶为3-5重量份，所述脱甲基酶为17-23重量份，所述脱羧酶为7-13重量份，所述醛缩酶为4-6重量份，所述含氧酸裂解酶为4-6重量份，所述醇、酸、酯类脱水酶为4-6重量份，所述脱巯基酶为1.5-2.5重量份，所述脱硫甲基酶为1.5-2.5重量份，所述钴螯合酶微量，所述镁螯合酶微量。

所述含生物酶的柴油提升剂组合物是通过调和的方法制备的，在调和过程中，为了使各组分的混合及调和更为均匀均质，本领域技术人员可以根据对各组分性质的通常了解，选择合适的烷烃或芳烃溶剂进行辅助调和之用，但溶剂的添加与否事实上并不影响所述添加剂组合物对柴油性能的改善，仅作为改善其溶解性能之用。

一种制备所述含生物酶的柴油提升剂组合物的方法，包括按照选定的重量份比取所述分散剂和生物酶，于室温至60℃进行调和的步骤。

含生物酶的柴油提升剂组合物在改善柴油性能领域的应用。

所述含生物酶的柴油提升剂组合物基于柴油的含量为20-1000ppm。

作为一种优选，所述含生物酶的柴油提升剂组合物基于柴油的含量为100-800ppm。

1998年世界燃油规范将柴油标准划分为三类。2000年为了进一步减少汽车排放，增加了第四类，但属于推荐性标准。2002年12月，世界燃油规范进行了第三次修订，将柴油标准正式划分为四类：

Ⅰ类：汽车市场对排放污染控制没有或极少要求，主要考虑汽车或发动机本身的技术状况；

Ⅱ类：市场上有严格的排放控制和其它要求，例如美国的Tier0或Tier1,EU I或EU II法规，以及类似排放控制水平的市场要求；

Ⅲ类：市场上有更超前的排放控制要求和其它要求，例如美国加州LEV、ULEV和EUIII或EU IV法规，以及类似排放控制水平的要求；

Ⅳ类：无硫燃料，满足最新汽车排放控制技术，实现超低排放。例如美国加州LEV-II、US EPA Tier 2和EU IV法规，以及类似排放控制水平的要求。

按照世界燃油规范-柴油质量要求（2002版），对于第Ⅱ类、Ⅲ类和第Ⅳ类的柴油标准要求喷嘴清洁度，空气流量损失应当不大于85%。

本发明的含生物酶的柴油提升剂组合物具有以下优点：

1、本发明的一种含生物酶的柴油提升剂组合物，其通过利用生物酶的特性，在温和的环境下即可实现高速的催化性能，与现有技术中的分散剂组合使用，显著提高了分散剂的清净效率，提升了分散剂的清净效果。

2、本发明的一种含生物酶的柴油提升剂组合物，其中所述脱甲基酶、脱羧酶、醛缩酶、和醇、酸、酯类脱水酶可以使柴油中的芳环开环加氢，提高柴油的十六烷值，改善柴油的抗爆震性能；同时可以催化裂解碳-碳化学键 ，使柴油滴迅速分解成微细分子；所述甲基萘醌氧化酶、过氧化物酶等可以使柴油周边富氧膜，使得柴油在发动机的燃烧过程中获得最佳的雾化效果，促进其充分燃烧，提高柴油的能源使用效率；所述磺基酶、脱巯基酶、脱硫甲基酶可以脱除柴油中的硫，降低排气中硫氧化物的排放，使排气更符合环境保护的要求；所述钴螯合酶和镁螯合酶可以促进燃烧过程中的质量转化，使氧化反应得以顺畅进行。

3本发明的一种含生物酶的柴油提升剂组合物，可以单独使用，也可以与其他柴油添加剂复合使用，从而提高柴油的综合性能。

具体实施方式

本发明的含生物酶的柴油提升剂组合物中的分散剂和生物酶均选用现有技术中的常规市售产品，例如：

所述聚异丁烯基丁二酰亚胺选用兰州石化公司T151产品，所述曼尼希碱选用由高活性聚异丁烯（分子量350）与苯酚反应，且反应产物与甲醛及二乙烯三胺反应，所得曼尼希反应产物类型，由英杰惠能公司生产，牌号B-3。；所述聚烷基多胺为聚异丁烯乙二胺（N-聚异丁烯基-1，2-二氨基乙胺）即“PIB-EDA”，型号为OGA-472，从奥伦耐公司购买；

所述生物酶选用现有技术中常规的上述生物酶，不同厂家生产的不同型号之间差别并不明显，均可实现本发明的目的及效果，下述各实施例中以英杰惠能公司生产的BestBurn-1产品为例。

下面仅以上述产品为示例并结合实施例对本发明的一种含生物酶的柴油提升剂组合物做详细说明。

实施例 1

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物由分散剂和生物酶按重量份1:0.01制备而成。

其中所用分散剂为T151型号的聚异丁烯基丁二酰亚胺，用量为10400g；

所用生物酶为104g，包括磺基酶1g，醇氧化酶为7g，醛氧化酶为3g，胺氧化酶为7g，巯基氧化酶为3g，甲硫醇氧化酶为7g，甲基萘醌氧化酶为3g，过氧化物酶为20g，铁螯合酶为2g，脱甲基酶为25g，脱羧酶为5g，醛缩酶为7g，含氧酸裂解酶为3g，醇、酸、酯类脱水酶为7g，脱巯基酶为1g，脱硫甲基酶为3g，钴螯合酶微量，镁螯合酶微量。

按照上述选定的数量取所述分散剂和生物酶，于室温至60℃下进行调和，制得所需的含生物酶的柴油提升剂组合物。

实施例 2

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物由分散剂和生物酶按重量份1:1制备而成。

其中所用分散剂为T151型号的聚异丁烯基丁二酰亚胺，用量为96g；

所用生物酶为96g，包括磺基酶3g，醇氧化酶为3g，醛氧化酶为7g，胺氧化酶为3g，巯基氧化酶为7g，甲硫醇氧化酶为3g，甲基萘醌氧化酶为7g，过氧化物酶为10g，铁螯合酶为6g，脱甲基酶为15g，脱羧酶为15g，醛缩酶为3g，含氧酸裂解酶为7g，醇、酸、酯类脱水酶为3g，脱巯基酶为3g，脱硫甲基酶为1g，钴螯合酶微量，镁螯合酶微量。

按照上述选定的数量取所述分散剂和生物酶，于室温至60℃下进行调和，制得所需的含生物酶的柴油提升剂组合物。

实施例 3

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物由分散剂和生物酶按重量份1:0.1制备而成。

其中所用分散剂为曼尼希碱，用量为1025g；

所用生物酶为102.5g，包括磺基酶1.5g，醇氧化酶为6g，醛氧化酶为4g，胺氧化酶为6g，巯基氧化酶为4g，甲硫醇氧化酶为6g，甲基萘醌氧化酶为4g，过氧化物酶为18g，铁螯合酶为3g，脱甲基酶为23g，脱羧酶为7g，醛缩酶为6g，含氧酸裂解酶为4g，醇、酸、酯类脱水酶为6g，脱巯基酶为1.5g，脱硫甲基酶为2.5g，钴螯合酶微量，镁螯合酶微量。

按照上述选定的数量取所述分散剂和生物酶，于室温至60℃下进行调和，制得所需的含生物酶的柴油提升剂组合物。

实施例 4

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物由分散剂和生物酶按重量份1:0.2制备而成。

其中所用分散剂为“PIB-EDA”型号的聚烷基多胺，用量为487.5g；

所用生物酶为97.5g，包括磺基酶2.5g，醇氧化酶为4g，醛氧化酶为6g，胺氧化酶为4g，巯基氧化酶为6g，甲硫醇氧化酶为4g，甲基萘醌氧化酶为6g，过氧化物酶为12g，铁螯合酶为5g，脱甲基酶为17g，脱羧酶为13g，醛缩酶为4g，含氧酸裂解酶为6g，醇、酸、酯类脱水酶为4g，脱巯基酶为2.5g，脱硫甲基酶为1.5g，钴螯合酶微量，镁螯合酶微量。

按照上述选定的数量取所述分散剂和生物酶，于室温至60℃下进行调和，制得所需的含生物酶的柴油提升剂组合物。

实施例 5

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物由分散剂和生物酶按重量份1:0.4制备而成。

其中所用分散剂为曼尼希碱，用量为250g；

所用生物酶为100g，包括磺基酶2g，醇氧化酶为5g，醛氧化酶为5g，胺氧化酶为5g，巯基氧化酶为5g，甲硫醇氧化酶为5g，甲基萘醌氧化酶为5g，过氧化物酶为15g，铁螯合酶为4g，脱甲基酶为20g，脱羧酶为10g，醛缩酶为5g，含氧酸裂解酶为5g，醇、酸、酯类脱水酶为5g，脱巯基酶为2g，脱硫甲基酶为2g，钴螯合酶微量，镁螯合酶微量。

按照上述选定的数量取所述分散剂和生物酶，于室温至60℃下进行调和，制得所需的含生物酶的柴油提升剂组合物。

实施例 6

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物由分散剂和生物酶按重量份1:0.001制备而成。

其中所用分散剂为T151型号的聚异丁烯基丁二酰亚胺，用量为113500g；

所用生物酶为113.5g，包括磺基酶0.5g，醇氧化酶为9g，醛氧化酶为1g，胺氧化酶为9g，巯基氧化酶为1g，甲硫醇氧化酶为9g，甲基萘醌氧化酶为1g，过氧化物酶为25g，铁螯合酶为0.5g，脱甲基酶为30g，脱羧酶为3g，醛缩酶为9g，含氧酸裂解酶为1g，醇、酸、酯类脱水酶为9g，脱巯基酶为0.5g，脱硫甲基酶为5g，钴螯合酶微量，镁螯合酶微量。

按照上述选定的数量取所述分散剂和生物酶，于室温至60℃下进行调和，制得所需的含生物酶的柴油提升剂组合物。

实施例 7

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物与实施例1中的组分和添加量相同，区别在于，在上述组合物中的分散剂为Kerocom® PIBA，购自BASF公司。

实施例 8

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物与实施例1中的组分和添加量相同，区别在于，在上述组合物中没有添加过氧化物酶。

实施例 9

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物与实施例1中的组分和添加量相同，区别在于，在上述组合物中仅含有分散剂而没有添加任何生物酶。

实施例 10

本实施例的含生物酶的柴油提升剂组合物与实施例1中的组分和添加量相同，区别在于，在上述组合物中仅含有生物酶成分而没有添加任何分散剂。

试验例

将实施例中所述的含生物酶的柴油提升剂组合物按照基于柴油添加量为20ppm的添加量与空白柴油混合，对混合后的柴油进行CEC F-23-A-01试验，空气流量损失（%）评价柴油的喷嘴清洁度，检测结果为88%。可见，本发明所述的提升剂组合物仅以20ppm的添加量混合即可实现柴油性能的优化，但出于经济效益考虑，所述提升剂组合物基于柴油的添加量以20-1000ppm为宜，并最为适宜的添加100-800ppm。

下面，仅以添加量为200ppm为例进行对比说明，本发明的下述试验例中均以测定含有实施例1-10中所述各添加剂的柴油的空气流量损失进行试验效果的阐述和评价。

取实施例1-10中制备得到的柴油提升剂组合物，按照下表中的添加量进行喷嘴清洁度性能测试，分别编号1-10记录于下表，取市售0#空白柴油编号为0测试其喷嘴清洁度性能，记录于下表。

本发明测定实施例1-10柴油积碳清净性采用CEC F-23-A-01试验，如上述发明内容所说，第Ⅱ类、Ⅲ类和第Ⅳ类的柴油标准要求喷嘴清洁度，空气流量损失不大于85%。也就是说只要空气流量损失不大于85%就是符合标准，而越小则表明喷嘴的清洁度越高，柴油积碳的清净性能也就越好。

下表为本发明实施例1-10及空白柴油按照表中的组合物添加量，采用CEC F-23-A-01试验测试取得的试验数据：

序号	柴油中的添加量（ppm）	CEC F-23-A-01试验，柴油喷嘴清洁度，空气流量损失（%）
			0	0	91.3
1	200	83.4
			2	200	84.2
3	200	78.5
			4	200	81.4
5	200	83.0
			6	200	87.9
7	200	89.7
			8	200	84.9
9	200	87.4
			10	200	88.1

由上表中的数据对比可以看出，分散剂可有效提升柴油积碳的清净性能，而当加入了本发明所限定的生物酶之后，更是可以明显提升柴油积碳的清净效率和清净效果；优选含量组分下的分散剂与生物酶的组合物对于提升柴油积碳的清净效率和清净效果则更加突出。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种含生物酶的柴油提升剂组合物，其特征在于：包括重量份比为1：0.01-1的分散剂和生物酶；

所述分散剂为聚异丁烯基丁二酸酐衍生物、曼尼希碱、聚烷基多胺中的一种；

所述生物酶为磺基酶，醇氧化酶，醛氧化酶，胺氧化酶，巯基氧化酶，甲硫醇氧化酶，甲基萘醌氧化酶，过氧化物酶，铁螯合酶，脱羧酶，醛缩酶，含氧酸裂解酶，脱甲基酶，醇、酸、酯类脱水酶，脱巯基酶，脱硫甲基酶，钴螯合酶，镁螯合酶的混合物。

2.根据权利要求1所述的含生物酶的柴油提升剂组合物，其特征在于：所述分散剂和所述生物酶的重量份比为1：0.1-0.2。

3.根据权利要求1或2所述的含生物酶的柴油提升剂组合物，其特征在于：所述聚异丁烯基丁二酸酐衍生物为聚异丁烯基丁二酸酰胺或聚异丁烯基丁二酰亚胺。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的含生物酶的柴油提升剂组合物，其特征在于：所述生物酶各组分重量份数如下：所述磺基酶为1-3重量份，所述醇氧化酶为3-7重量份，所述醛氧化酶为3-7重量份，所述胺氧化酶为3-7重量份，所述巯基氧化酶为3-7重量份，所述甲硫醇氧化酶为3-7重量份，所述甲基萘醌氧化酶为3-7重量份，所述过氧化物酶为10-20重量份，所述铁螯合酶为2-6重量份，所述脱甲基酶为15-25重量份，所述脱羧酶为5-15重量份，所述醛缩酶为3-7重量份，所述含氧酸裂解酶为3-7重量份，所述醇、酸、酯类脱水酶为3-7重量份，所述脱巯基酶为1-3重量份，所述脱硫甲基酶为1-3重量份，所述钴螯合酶微量，所述镁螯合酶微量。

5.根据权利要求4所述的含生物酶的柴油提升剂组合物，其特征在于：所述生物酶各组分重量份数如下：所述磺基酶为1.5-2.5重量份，所述醇氧化酶为4-6重量份，所述醛氧化酶为4-6重量份，所述胺氧化酶为4-6重量份，所述巯基氧化酶为4-6重量份，所述甲硫醇氧化酶为4-6重量份，所述甲基萘醌氧化酶为4-6重量份，所述过氧化物酶为12-17重量份，所述铁螯合酶为3-5重量份，所述脱甲基酶为17-23重量份，所述脱羧酶为7-13重量份，所述醛缩酶为4-6重量份，所述含氧酸裂解酶为4-6重量份，所述醇、酸、酯类脱水酶为4-6重量份，所述脱巯基酶为1.5-2.5重量份，所述脱硫甲基酶为1.5-2.5重量份，所述钴螯合酶微量，所述镁螯合酶微量。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的含生物酶的柴油提升剂组合物，其特征在于：所述含生物酶的柴油提升剂组合物是通过调和的方法制备的。

7.一种制备权利要求1-6任一所述的含生物酶的柴油提升剂组合物的方法，其特征在于：包括按照选定的重量份比取所述分散剂和生物酶，于室温至60℃进行调和的步骤。

8.权利要求1-6中任一项所述的含生物酶的柴油提升剂组合物在改善柴油性能领域的应用。

9.一种包含权利要求1-6任一所述的含生物酶的柴油提升剂组合物的柴油组合物，其特征在于：所述含生物酶的柴油提升剂组合物基于柴油的含量为20-1000ppm。

10.根据权利要求9所述的柴油组合物，其特征在于：所述含生物酶的柴油提升剂组合物基于柴油的含量为100-800ppm。