CN103666595A - 一种替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油及其制备方法，该清洁汽油按重量百分比，由93号汽油10～20%、直馏汽油45～55%、二乙氧基甲烷25～35%、腐蚀抑制剂0.1～0.3%和热值辛烷值提高剂0.1～0.2%组成，各组分总量100%；将二乙氧基甲烷加入调和反应釜；常温常压、在搅拌的条件下将所取的腐蚀抑制剂和热值辛烷值提高剂依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；将93号汽油和低辛烷值直馏汽油混合均匀，得第二物料；在搅拌的条件下将第二物料加入第一物料中，充分混合均匀，得到替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。该清洁汽油辛烷值高、稳定性好、NOx、CO、PM2.5排放低，性能指标符合欧Ⅳ标准。

Description

一种替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油及其制备方法

技术领域

本发明属于石油汽油制备技术领域，涉及一种清洁汽油，特别涉及一种替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油；本发明还涉及一种该清洁汽油的制备方法。 

背景技术

汽油作为一种重要的石油炼制产品，在燃料结构中占有较高的份额，是重要的动力燃料。随着世界范围内车辆汽油化趋势的加快，未来汽油的需求量会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快汽油替代燃料的开发步伐，以及促进各种节油、节能、清洁环保燃料生产技术的应用与开发。 

由于全球环保意识增强，生产清洁燃料将是燃料生产发展的总趋势。汽油的主要污染物含SOx，而且对NOx、PM2.5（颗粒物）的形成有促进作用。汽油芳烃含量影响发动机的点火性能，易形成NOx、PM2.5（颗粒物）。另外辛烷值与PM2.5的排放量有很大的相关性。近年来我国部分地区出现大面积雾霾天气其罪魁祸首就是汽车大量PM2.5（颗粒物）排放所致。现有的调和汽油大多添加有甲醇、乙醇、混合二甲苯、甲苯、异丙醇、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚等中的一种或几种。如：专利《醇汽油》（专利号ZL200410054960.2，公告号CN1324117B，公告日2007.07.04）公开的含有甲醇的调和汽油，其组分以及各组分在该醇汽油中的重量百分比是：石脑油35～65%、混合二甲苯8～1.5%、甲苯8～20%、甲醇2～12%，异丙醇1～12%、C9+石油烃5～15%、异戊烷1～10%或甲基叔丁基醚1～15%或乙基叔丁基醚1～15%。专利申请《高适应性车用环保甲醇汽油》（申请号200610150666.0，公布号CN101168688A，公布日2008.04.30）公开的高适应性车用环保甲醇汽油由正丁醇45～55%、5～10%的UOP4、氯化石蜡7～15％%、乙二醇10～15%、10～15%的PPG和炔丙醇5～12%组成。甲醇汽油复合添加剂的组成为：甲苯或二甲苯(包括邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯)35～50%、羟基二苯胺2～10%、苯三唑脂肪酸铵盐5～15%、N,N1-二亚水杨丙二胺0.01～0.1%、二聚酸3～8%、烷基水杨酸铬0.05～0.1%、丁二酸二异辛酯磺酸钙0.05～0.1%和异丁醇25～45%。专利《清洁汽油及其制备方法》（专利ZL200610090664.7，公告号CN100487088B，公告日2009.05.13）公开的稀释剂的组分以及各组分在清洁汽油中的含量为：甲苯20～45%、二甲苯15～40%和苯0.1～0.5%。而甲醇在汽油中的溶解度不好、遇水易分层、物化性能差、冬季不易发动。乙醇与甲醇有相似的特点，另外，生产乙醇需要消耗大量的粮食，使得汽车与人类争粮食。甲基叔丁基醚本身的化学特性使得它极易穿过土壤进入地下污染地下水体，如果人饮用含甲基叔丁基醚的水会引发肠胃炎，对肝脏、肾脏和神经系统也有损害，所以选用甲基叔丁基醚的调和汽油不环保。混合二甲苯、甲苯在国家标准里明确含量规定。 

发明内容

本发明的目的是提供一种有害物质排放少、环保效果好的替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油，避免使用对环境有害及不宜做添加剂的物质。 

本发明的另一个目的是提供一种上述清洁汽油的制备方法，生产工艺简单、设备投资少、生产成本低。 

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油，按重量百分比，由93号汽油10～20%、直馏汽油45～55%、二乙氧基甲烷25～35%、腐蚀抑制剂0.1～0.3%和热值辛烷值提高剂0.1～0.2%组成，各组分总量100%； 

所述直馏汽油的辛烷值为50～70。

本发明采用的另一个技术方案是：一种上述清洁汽油的制备方法，具体按以下步骤进行： 

步骤1：按重量百分比，分别取93号汽油10～20%、直馏汽油45～55%、二乙氧基甲烷25～35%、腐蚀抑制剂0.1～0.3%和热值辛烷值提高剂0.1～0.2%，各组分总量100%；所述直馏汽油的辛烷值为50～70；

步骤2：将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的腐蚀抑制剂和热值辛烷值提高剂依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；

将所取的93号汽油和低辛烷值直馏汽油混合均匀，得第二物料；

步骤3：将第二物料在搅拌的条件下加入第一物料中，充分混合均匀，得到替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。

本发明清洁汽油采用二乙氧基甲烷替代乙醇、甲醇、苯、甲苯、二甲苯等，实现了真正意义上的清洁汽油。各组分的选择以及配比适当，具有优良的使用性能、经过对本发明替代乙醇、甲醇清洁汽油产品取样检测表明，本发明替代乙醇、甲醇清洁汽油具有辛烷值高、稳定性好、燃烧性能好、NOx、CO、PM2.5排放低，其性能指标参数符合欧Ⅳ标准。 

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。 

目前普遍使用的乙醇、甲醇汽油存在如下问题：1）甲醇和乙醇与汽油的互溶性差；2）易产生气阻；3）容易挥发，损失大；4）启动性能差；5）甲醇、乙醇能使橡胶和塑料部件产生溶胀；6）甲醇的低热值为4800大卡，而汽油的低热值为10490大卡，甲醇低热值是汽油低热值一半。为了解决现有乙醇、甲醇汽油存在的问题，本发明提供了一种替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油，按重量百分比，由93号汽油10～20%、直馏汽油45～55%、二乙氧基甲烷（DEM）25～35%、腐蚀抑制剂0.1～0.3%和热值辛烷值提高剂0.1～0.2%组成，各组分总量100%； 

所用直馏汽油的辛烷值为50～70。

93号汽油采用热裂化汽油、催化裂化汽油、催化重整汽油或加氢精制汽油中的一种；或者采用热裂化汽油、催化裂化汽油、催化重整汽油和加氢精制汽油的混合物，该混合物中的各组分采用任意比例混合。 

直馏汽油采用常减压直馏汽油、石脑油、轻烃油、凝析油或C5抽余油中的一种；或者常减压直馏汽油、石脑油、轻烃、凝析油和C5抽余油的混合物，该混合物中的各组分采用任意比例混合。 

腐蚀抑制剂采用咪唑啉或二氢代咪唑，咪唑啉是含两个氮原子的五元杂环化合物，咪唑啉的母体结构式为（1）式所示的咪唑：二氢代咪唑如（2）式所示，其杂环大小与咪唑一致。 

二乙氧基甲烷（DEM）是可以用煤和天然气生产的大宗化工产品，其分子式为C₅H₁₂O₂，结构式为CH₃CH₂OCH₂OCH₂CH₃；熔点-66.5℃，沸点89℃，相对密0.8391（20/4℃），折光率1.3748（18℃），闪点-5℃。为无色透明液体，含量≥99.5（m/m）%，水分含量≤0.10（m/m）%，乙醇含量≤0.10（m/m）%。二乙氧基甲烷具有燃烧速度快、少烟，降低NOx、CO、PM2.5排放低，与石化汽油互溶性强、溶水性低、辛烷值高等优点。利用二乙氧基甲烷配制调和汽油，可以提高汽油的辛烷值，提高汽油机的压缩比，改善内燃机内的燃烧状况而使燃烧趋于完全，降低NOx、CO、PM2.5排放和不完全燃烧烃的排放，提高热效率。因此，混有二乙氧基甲烷的汽油是很有发展前途的发动机燃料。 

热值辛烷值提高剂采用环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物、甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）或环戊二烯三羰基锰（MCPD）中的一种，或者采用环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物、甲基环戊二烯三羰基锰（MMT）和环戊二烯三羰基锰（MCPD）的混合物，该混合物中的各组分为任意比例混合。所用的热值辛烷值提高剂具有辛烷值高、热值高等特点。 

本发明还提供了一种上述清洁汽油的制备方法，具体按以下步骤进行： 

步骤1：按重量百分比，分别取93号汽油10～20%、直馏汽油45～55%、二乙氧基甲烷25～35%、腐蚀抑制剂0.1～0.3%和热值辛烷值提高剂0.1～0.2%，各组分总量100%；

步骤2：将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的腐蚀抑制剂和热值辛烷值提高剂依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；

将所取的93号汽油和低辛烷值直馏汽油混合均匀，得第二物料；

步骤3：将第二物料在搅拌的条件下加入第一物料中，充分混合均匀，得到替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。

本发明清洁汽油以二乙氧基甲烷替代了乙醇、甲醇、苯、甲苯、二甲苯等，弥补了甲醇、乙醇的缺陷；有害物质排放低、环保效果好，能够替代甲醇、乙醇汽油。 

实施例1

按重量百分比，分别取热裂化汽油20%、常减压直馏汽油49.5%、二乙氧基甲烷30%、咪唑啉0.3%和环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物0.2%；将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的咪唑啉和环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；将所取的热裂化汽油和常减压直馏汽油混合均匀，得第二物料；在搅拌的条件下将第二物料加入第一物料中，充分混合均匀，制得替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。测得该制得的清洁汽油的辛烷值为93.6，硫含量为0.005%（质量分数），苯含量为0.06%（体积分数），芳烃含量为30%（体积分数），烯烃含量为24%（体积分数），硫醇硫含量为0.0006%（质量分数），甲醇含量0.2%（质量分数），锰含量0.01g/L。该清洁汽油与现有乙醇、甲醇汽油相比，其中的有害物质（硫、苯、芳烃、烯烃、硫醇硫等）均有明显降低。符合国4汽油标准（DB11-238）。

实施例2

按重量百分比，分别取催化裂化汽油10%、石脑油55%、二乙氧基甲烷34.7%、二氢代咪唑0.2%和甲基环戊二烯三羰基锰0.1%；将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的二氢代咪唑和甲基环戊二烯三羰基锰依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；将所取的催化裂化汽油和石脑油混合均匀，得第二物料；在搅拌的条件下将第二物料加入第一物料中，充分混合均匀，制得替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。测得该制得的清洁汽油的辛烷值为94。

实施例3

按重量百分比，分别取催化重整汽油15%、轻烃油50%、二乙氧基甲烷34.75%、二氢代咪唑0.1%和环戊二烯三羰基锰0.15%；将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的二氢代咪唑和环戊二烯三羰基锰依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；将所取的催化重整汽油和轻烃油混合均匀，得第二物料；在搅拌的条件下将第二物料加入第一物料中，充分混合均匀，制得替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。测得该制得的清洁汽油的辛烷值为93.8。

实施例4

按重量百分比，分别取加氢精制汽油19.8%、凝析油45%、二乙氧基甲烷35%、咪唑啉0.1%以及由环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物、甲基环戊二烯三羰基锰和环戊二烯三羰基锰组成的混合物0.1%；将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的咪唑啉和该混合物依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；将所取的加氢精制汽油和凝析油混合均匀，得第二物料；在搅拌的条件下将第二物料加入第一物料中，充分混合均匀，制得替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。测得该制得的清洁汽油的辛烷值为93.2。

实施例5

按重量百分比，分别取C5抽余油54.6%、二乙氧基甲烷25%、咪唑啉0.2%、环戊二烯三羰基锰0.2%以及由热裂化汽油、催化裂化汽油、催化重整汽油和加氢精制汽油组成的混合物20%；将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的咪唑啉和环戊二烯三羰基锰依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；将所取的C5抽余油和该混合物混合均匀，得第二物料；在搅拌的条件下将第二物料加入第一物料中，充分混合均匀，制得替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。测得该制得的清洁汽油的辛烷值为94.5。

实施例6

按重量百分比，分别取由热裂化汽油、催化裂化汽油、催化重整汽油和加氢精制汽油组成的混合物15%、由常减压直馏汽油、石脑油、轻烃、凝析油和C5抽余油组成的混合物54.55%、二乙氧基甲烷30%、二氢代咪唑0.3%和环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物0.15%；将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的氢代咪唑和环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；将所取的由热裂化汽油、催化裂化汽油、催化重整汽油和加氢精制汽油组成的混合物以及由常减压直馏汽油、石脑油、轻烃、凝析油和C5抽余油组成的混合物混合均匀，得第二物料；将第二物料在搅拌的条件下加入第一物料中，充分混合均匀，得到替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。测得该制得的清洁汽油的辛烷值为9

实施例1～5制得的清洁汽油，经取样测试，性能指标参数符合欧Ⅳ标准。 

Claims (6)

1. 一种替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油，其特征在于，该清洁汽油按重量百分比，由93号汽油10～20%、直馏汽油45～55%、二乙氧基甲烷25～35%、腐蚀抑制剂0.1～0.3%和热值辛烷值提高剂0.1～0.2%组成，各组分总量100%；

所述直馏汽油的辛烷值为50～70。

2. 根据权利要求1所述替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油，其特征在于，所述93号汽油采用热裂化汽油、催化裂化汽油、催化重整汽油或加氢精制汽油中的一种；或者采用热裂化汽油、催化裂化汽油、催化重整汽油和加氢精制汽油的混合物，该混合物中的各组分采用任意比例混合。

3. 根据权利要求1所述替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油，其特征在于，所述直馏汽油采用常减压直馏汽油、石脑油、轻烃油、凝析油或C5抽余油中的一种；或者常减压直馏汽油、石脑油、轻烃、凝析油和C5抽余油的混合物，该混合物中的各组分采用任意比例混合。

4. 根据权利要求1所述替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油，其特征在于，所述腐蚀抑制剂采用咪唑啉或二氢代咪唑，咪唑啉是含两个氮原子的五元杂环化合物；二氢代咪唑的杂环大小与咪唑一致。

5. 根据权利要求1所述替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油，其特征在于，所述热值辛烷值提高剂采用环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物、甲基环戊二烯三羰基锰或环戊二烯三羰基锰中的一种，或者采用环戊二烯基铁中分子式为Fe(C₅H₅)₂的有机金属化合物、甲基环戊二烯三羰基锰和环戊二烯三羰基锰的混合物，该混合物中的各组分为任意比例混合。

6. 一种权利要求1所述清洁汽油的制备方法，其特征在于，该制备方法具体按以下步骤进行：

步骤1：按重量百分比，分别取93号汽油10～20%、直馏汽油45～55%、二乙氧基甲烷25～35%、腐蚀抑制剂0.1～0.3%和热值辛烷值提高剂0.1～0.2%，各组分总量100%；所述直馏汽油的辛烷值为50～70；

步骤2：将所取的二乙氧基甲烷加入调和反应釜中；常温常压、在搅拌的条件下将所取的腐蚀抑制剂和热值辛烷值提高剂依次加入调和反应釜内，混合均匀，得第一物料；

将所取的93号汽油和低辛烷值直馏汽油混合均匀，得第二物料；

步骤3：将第二物料在搅拌的条件下加入第一物料中，充分混合均匀，得到替代乙醇、甲醇汽油的清洁汽油。