CN103695051A

CN103695051A - 用于改善甲醇汽油动力性的添加剂

Info

Publication number: CN103695051A
Application number: CN201310716833.3A
Authority: CN
Inventors: 郭四虎; 吴跃曲; 常永龙; 李永浩; 边建红; 石卫红
Original assignee: SHANXI HUADUN INDUSTRY Co Ltd
Current assignee: CRPC Innovation Energy Co., Ltd.
Priority date: 2013-12-23
Filing date: 2013-12-23
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-23
Also published as: CN103695051B

Abstract

本发明公开了一种用于改善甲醇汽油动力性的添加剂，由2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷18.0～31.0%，氨基乙醛缩二乙醇15.0～29.5%，1,3-环辛二烯15.0～24.5%，1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑13.0～24.0%，5-甲基-2-庚烯-4-酮10.0～20.5%，1,4-二(苯乙二酰基)苯9.0～19.5%在常温下搅拌混合均匀制成。本发明添加剂对甲醇汽油的热值动力改善效果显著，在普通甲醇汽油中添加0.3～1.0%，加速等动力性明显优于同牌号甲醇汽油。

Description

用于改善甲醇汽油动力性的添加剂

技术领域

本发明属于甲醇替代车用燃料技术领域，涉及甲醇汽油添加剂，特别是用于改善甲醇汽油动力性的添加剂。

背景技术

随着世界石油资源日趋短缺和大气污染日益严重，能源危机已成为经济发展的瓶颈，新的代用燃料引起各方关注。我国石油对外依存度已超过53%，能源和环境问题制约着我国经济的快速发展。我国属于贫油少气但相对富煤的国家，以煤生产甲醇替代部分石油完全可行，利用甲醇作为内燃机代用燃料是保护环境、合理利用能源的有效途径。

根据国家发改委颁布的能源可代替战略政策，以及甲醇汽油标准的陆续制订，使甲醇汽油进一步合法化，促使人们开始试验醇类汽油的各种添加剂。但是在技术上，制约甲醇汽油的最大难题是甲醇热值低，影响汽车发动机的功率输出，这就限制了甲醇的高比例掺入。

汽油的热值为44.4MJ/kg，而甲醇的热值仅为20.1MJ/kg，只有汽油的45%。因此，当汽油中加入甲醇后，其混合燃料低热值呈线性下降。当甲醇比例增大时，将明显减小发动机的功率和扭矩。因而解决甲醇燃料热值低、动力不足是推广醇类燃料特别是高比例甲醇汽油的重大课题。通过添加剂有效提高甲醇汽油的的动力性意义重大、实施简便。

为了解决甲醇燃料低热值、动力欠缺的问题，近年来涌现出了较多的成果或专利，如CN 102260548A、CN 101724471A动力增进剂中使用了煤焦油和无水肼，煤焦油胶质、灰分等有害物含量高、燃烧特性很差，无水肼剧毒，添加在甲醇汽油中对人和环境有害。有些热值催化剂使用了重金属盐，如CN 101029258A(KMnO₄)、CN 101343574A(二茂铁）、CN 102146304A(KNO₃)、CN 101372636A(MMT)，这些有机金属盐属于车用燃料的限制使用物。还有采用各类催化方法的，如在CN 101985569A、CN 101643673A中，其动力促进剂为硝酸酯、硝基苯等硝基化合物，CN 101619250A中燃料催化剂和热值剂使用了硝酸盐、碳酸盐，引出剂使用卤化物，这些试剂都将造成电化学反应的加剧。更多的专利中为了提高动力、增加辛烷值，采用了MTBE、叔丁醇等受限物质，如CN 101906329A、CN 101851534A、CN 101886004A及CN 101705122A等。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够有效提高甲醇汽油动力且效率高、性能好的添加剂。

本发明提供的用于改善甲醇汽油动力性的添加剂由以下质量百分比的组分组成：

2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷18.0～31.0%

氨基乙醛缩二乙醇15.0～29.5%

1,3-环辛二烯15.0～24.5%

1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑13.0～24.0%

5-甲基-2-庚烯-4-酮10.0～20.5%

1,4-二(苯乙二酰基)苯9.0～19.5%。

本发明用于改善甲醇汽油动力性的添加剂的制备方法是按照所述质量百分比，将2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷、1,4-二(苯乙二酰基)苯和1,3-环辛二烯加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，顺序加入氨基乙醛缩二乙醇、5-甲基-2-庚烯-4-酮、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑，混合均匀后得到透明、清亮的用于改善甲醇汽油动力性的添加剂成品。

本发明制备的改善甲醇动力性添加剂可用于在各种甲醇汽油中添加，以提高甲醇汽油的燃烧效率、增强功力，解决甲醇汽油动力不足的问题。其在甲醇汽油中的体积百分数添加量为0.3～1.0%。

经测试，添加有本发明添加剂的各牌号甲醇汽油符合GB/T 23799-2009《车用甲醇汽油(M85)》及山西省地方标准DB14/T 92-2010《M5、M15车用甲醇汽油》、DB14/T 614-2011《M30甲醇汽油》指标要求。

经发动机台架试验和8种车型5万公里实际道路行车试验，在普通甲醇汽油中添加0.3～1.0%(体积比)本发明添加剂后，加速等动力性明显优于不加添加剂的同牌号甲醇汽油，而油耗、输出功率、尾气排放等也优于同牌号甲醇汽油，尾气污染物排放优于国Ⅳ标准。

本发明的改善甲醇汽油动力性添加剂无毒、无污染、添加量适当，燃烧效率提高明显，动力增强效果显著，不含锰、铁等金属及有害物质成份，避免了对环境产生次生污染。

本发明添加剂制备方法简单，实施方便，为甲醇汽油动力增强开辟了一种新途经，具有广泛的推广价值。

附图说明

图1为添加实施例1添加剂甲醇汽油的外特性下输出功率对比。

图2为添加实施例1添加剂甲醇汽油的外特性下油耗量对比。

图3、4、5、6分别为添加实施例2～5添加剂甲醇汽油油耗量随输出转矩的变化。

图7、8、9、10、11分别为添加实施例1～5添加剂甲醇汽油尾气CO排放随输出转矩的变化。

图12为添加实施例1添加剂甲醇汽油的外特性下尾气HC排放对比。

图13、14、15、16分别为添加实施例2～5添加剂甲醇汽油尾气HC排放随输出转矩的变化。

图17、18、19、20、21分别为添加实施例1～5添加剂甲醇汽油尾气NOx排放随输出转矩的变化。

图中，1^#：未添加动力改善添加剂的甲醇汽油；2^#：添加动力改善添加剂的甲醇汽油；3^#：国标93^#汽油。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但所述实施例并不局限于对本发明的限定。

实施例1

将2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷18kg、1,4-二(苯乙二酰基)苯13.5kg和1,3-环辛二烯19kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，顺序加入氨基乙醛缩二乙醇19kg、5-甲基-2-庚烯-4-酮14.5kg、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑16kg，混合均匀，得到透明、清亮的用于改善甲醇汽油动力性的添加剂成品。

实施例2

将2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷18kg、1,4-二(苯乙二酰基)苯14.5kg和1,3-环辛二烯20kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，顺序加入氨基乙醛缩二乙醇15kg、5-甲基-2-庚烯-4-酮15kg、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑17.5kg，混合均匀，得到透明、清亮的用于改善甲醇汽油动力性的添加剂成品。

实施例3

将2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷25kg、1,4-二(苯乙二酰基)苯16kg和1,3-环辛二烯15kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，顺序加入氨基乙醛缩二乙醇16kg、5-甲基-2-庚烯-4-酮12kg、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑16kg，混合均匀，得到透明、清亮的用于改善甲醇汽油动力性的添加剂成品。

实施例4

将2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷31kg、1,4-二(苯乙二酰基)苯9kg和1,3-环辛二烯17kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，顺序加入氨基乙醛缩二乙醇19kg、5-甲基-2-庚烯-4-酮11kg、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑13kg，混合均匀，得到透明、清亮的用于改善甲醇汽油动力性的添加剂成品。

实施例5

将2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷22kg、1,4-二(苯乙二酰基)苯10kg和1,3-环辛二烯16kg加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，顺序加入氨基乙醛缩二乙醇20kg、5-甲基-2-庚烯-4-酮19kg、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑13kg，混合均匀，得到透明、清亮的用于改善甲醇汽油动力性的添加剂成品。

汽油发动机台架试验是测试车用燃料综合性能的重要手段，也是国内外评价车用燃料的通用方法。本发明委托太原理工大学车辆工程实验室以国标93^#汽油和未添加本发明添加剂的甲醇汽油为对照，对实施例1～5添加剂调制的甲醇汽油的实际效果进行了验证测试。

试验所用设备及仪器：淮海成功发动机责任有限公司HH465Q/P-A汽油发动机；四川诚邦测功技术有限公司DW160型电涡流测功机；四川诚邦测功技术有限公司ET2000发动机测试系统；奥地利AVL公司DICOM 4000五组分尾气排放仪。

试验方法

1、根据GB/T 18297-2001《汽车发动机性能试验方法》进行外特性与负荷特性试验。

1）外特性：在发动机输出负荷为100%时进行试验，按照4200、3700、3200、2700、2200、1700、1200等依次降低转速进行试验，测量发动机的燃油消耗率、排气温度等参数。

2）负荷特性：在3700、3200、2700、2200、1700、1200等转速下进行试验，发动机转速不变，以外特性转矩的20%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%为测试点，测量发动机的燃油消耗率、排气温度等参数。

2、根据GB18285-2005《点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法(双怠速法及简易工况法)》选择双怠速法测量排放。

高怠速排放：发动机从800rpm（空载）加速至3500rpm（空载），运转30s后降至2000rpm，将取样探头插入排气管中，深度不少于400mm，并固定在排气管上。维持15s后，读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为高怠速排放测量结果。

低怠速排放：发动机从2000rpm降至1000rpm，在15s后，读取30s内的最高值和最低值，其平均值即为低怠速排放测量结果。

3、根据国家标准GB/T14951-2007《汽车节油技术评价方法》中负荷特性燃料消耗曲线计算的方法进行燃油经济性的计算。经济性计算使用的是小时燃料积分均值。

分析图1～图21，通过上述实施例验证测试表明，与未加动力改善添加剂的普通甲醇汽油对比，多数发动机转速下，使用本发明添加剂的甲醇汽油在同样油耗下输出功率或扭矩平均提高10%以上，说明在同样动力输出下降低了油耗。以上图示还明显显示本发明添加剂调制的甲醇汽油尾气污染物排放比国标汽油（图中3^#试样）大幅降低。

Claims

1.用于改善甲醇汽油动力性的添加剂，是由以下质量百分比的组分组成：

2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷18.0～31.0%

氨基乙醛缩二乙醇15.0～29.5%

1,3-环辛二烯15.0～24.5%

1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑13.0～24.0%

5-甲基-2-庚烯-4-酮10.0～20.5%

1,4-二(苯乙二酰基)苯9.0～19.5%。

2.用于改善甲醇汽油动力性的添加剂的制备方法，是将2,2-二异丙基-1,3-二恶茂烷18.0～31.0%、1,4-二(苯乙二酰基)苯9.0～19.5%和1,3-环辛二烯15.0～24.5%加入到搅拌釜中，常温下搅拌均匀，顺序加入氨基乙醛缩二乙醇15.0～29.5%、5-甲基-2-庚烯-4-酮10.0～20.5%、1-氰乙基-2-乙基-4-甲基咪唑13.0～24.0%，混合均匀后得到透明、清亮的改善甲醇汽油动力性添加剂成品。

3.权利要求1用于改善甲醇动力性的添加剂作为甲醇汽油添加剂的应用。

4.根据权利要求4所述的应用，其特征是所述添加剂在甲醇汽油中的体积百分数添加量为0.3～1.0%。