CN104004554A - 车用醇醚替代燃料尾气改善剂及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂及其制备方法和应用，按重量百分比先后加入以下原料：醇类组合物30％～60％、酯类组合物5％～35％、醚类组合物3％～17％、烷类组合物2％～18％、促进剂1％～20％，混合均匀后得到车用醇醚替代燃料尾气改善剂；使用时将改善剂加入到车用醇醚替代燃料中，搅拌后稳定即可。与现有技术相比，本发明的车用醇醚替代燃料尾气改善剂对原车用醇醚替代燃料的理化性能、动力性能、经济无任何负面影响，对尾气有良好的改善效果，其中HC排放减低10％～50％；CO排放降低20％～60％；NOx降低5％～30％；甲醛降低5％～20％；PM2.5降低20％～40％，PM10降低20％～55％。

Description

车用醇醚替代燃料尾气改善剂及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种车用燃油尾气改善剂及其制备方法，尤其是涉及一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着经济的快速发展，机动车保有量日趋增大，尾气排放已经成为我国空气污染的主要来源，机动车尾气中CO、HC、NOx、甲醛和颗粒物PM2.5、PM10等污染物的排放，是造成雾霾、光化学污染、大气污染的主要原因之一。目前，汽车发动机尾气造成的空气污染已开始向深度污染和二次污染方向发展，严重威胁着居民的身体健康，不利于经济与环境的协调发展。为有效改善目前的大气污染状况，国家连续出台多项政策方案进行治理，例如《“十二五”节能减排综合性工作方案》、《关于加强环境保护重点工作意见》、《国家环境保护“十二五规划”》等政策文件对机动车尾气排放提出了明确的要求。因此，全面提高机动车排放水平，加快提升车用燃油品质，推进车用燃油清洁化进程，改善尾气排放势在必行。

目前对车辆尾气排放有害物质的处理方法主要有机内净化、燃料改性和排气后处理等方法。机内净化主要是对燃烧过程进行优化，如优化燃烧室结构，改动发动机等技术，主要缺点是需要在汽车出厂前进行改动，对正在使用的汽车无法进行尾气改善。排气后处理方法主要包括选择性催化氧化还原、颗粒物捕集器等在机动车尾气排放末端进行后处理的技术方法，缺点是需要增加相应配件进行改造，对使用者来说需要增加额外的改进费用，推广使用有一定的难度。

醇醚替代燃料作为替代燃料具有动力性能不损失，提高经济性能等优点，越来越受到国内专家学者的关注，相应出现的醇醚替代燃料添加剂产品也越来越多，但目前添加剂基本将功能定位于改善互溶性，抗暴性，腐蚀性，动力性，经济性等指标研究上，鲜有用于尾气改善，尤其对尾气中CO、HC、NOx、甲醛和颗粒物PM2.5、PM10等主要组分改善更少有研究。本发明有别于其他添加剂的研究，首先定位于改善剂对发动机尾气的改善，提高油品品质，降低尾气中各项有害物质排放，其次考虑提高发动机动力性能与经济性能。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种成本低、方法简单、燃烧性能好、保质期长、有效改善机动车尾气排放的车用醇醚替代燃料尾气改善剂及其制备方法和应用，该改善剂主要用于对车用醇醚替代燃料尾气排放中的CO、HC、NOx、甲醛、PM2.5、PM10等污染排放的改善。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂，所述的改善剂由以下重量百分比的原料制成：醇类组合物30％～60％、酯类组合物5％～35％、醚类组合物3％～17％、烷类组合物2％～18％、促进剂1％～20％。

所述的醇类组合物由以下重量百分比的原料组成：乙醇5％～30％、丙醇3％～8％、异丙醇3％～6％、丁醇1％～30％、异丁醇5％～35％、叔丁醇5％～20％、辛醇2％～8％、戊醇1％～10％、异戊醇1％～25％。

所述的酯类组合物由以下重量百分比的原料组成：醋酸丁酯1％～7％、醋酸乙烯酯2％～9％、草酸二丁酯3％～8％、碳酸二甲酯5％～36％、碳酸二乙酯5％～15％、乙酸甲酯2％～9％、乙酸乙酯5％～25％、乙酸丁酯1％～12％、乙酸戊酯1％～11％、甘油三酯1％～15％。

所述的醚类组合物由以下重量百分比的原料组成：石油醚20％～50％、二异丙醚50％～80％。

所述的烷类组合物由以下重量百分比的原料组成：异丁烷15％～40％、异辛烷20％～60％、异己烷10％～40％。

所述的促进剂由以下重量百分比的原料组成：聚异丁烯10％～30％、二叔丁基过氧化物15％～35％、甲苯1％～16％、二甲苯5％～19％、丙酮3％～17％、氢化石脑油5％～30％。

上述各种原料均为市售工业级原料，要求纯度＞95％，且含水量＜1％。

一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备方法，包括以下步骤：

1)配制醇类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：乙醇5％～30％、丙醇3％～8％、异丙醇3％～6％、丁醇1％～30％、异丁醇5％～35％、叔丁醇5％～20％、辛醇2％～8％、戊醇1％～10％、异戊醇1％～25％，混合均匀后安全存放。

2)配制酯类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：醋酸丁酯1％～7％、醋酸乙烯酯2％～9％、草酸二丁酯3％～8％、碳酸二甲酯5％～36％、碳酸二乙酯5％～15％、乙酸甲酯2％～9％、乙酸乙酯5％～25％、乙酸丁酯1％～12％、乙酸戊酯1％～11％、甘油三酯1％～15％，混合均匀后安全存放。

3)配制醚类组合物：石油醚20％～50％、二异丙醚50％～80％。

4)配制烷类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：异丁烷15％～40％、异辛烷20％～60％、异己烷10％～40％，混合均匀后安全存放。

5)配制促进剂，先后加入以下重量百分比的原料：聚异丁烯10％～30％、二叔丁基过氧化物15％～25％、甲苯1％～16％、二甲苯5％～19％、丙酮3％～17％、氢化石脑油5％～30％，混合均匀后安全存放。

6)按重量百分比先后加入以下原料：醇类组合物30％～60％、酯类组合物5％～35％、醚类组合物3％～17％、烷类组合物2％～18％、促进剂1％～20％，混合均匀后得到车用醇醚替代燃料尾气改善剂。

车用醇醚替代燃料尾气改善剂的应用，将改善剂加入到车用醇醚替代燃料中，搅拌后稳定10～20min即可，其中改善剂重量百分比为0.5％～15％，车用醇醚替代燃料重量百分比为85％～99.5％。所述的车用醇醚替代燃料由以下重量百分比的原料组成：甲醇或乙醇0～85％、汽油或柴油15％～100％。

与现有技术相比，本发明利用相似相溶原理及微乳液的形成机理，选择出合适的表面活性剂、助溶剂、添加剂、促进剂等进行复配，制备出一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂。所配制的车用醇醚替代燃料尾气改善剂具有以下特点：1、成本低；2、互溶性优；3、燃烧性能好；4、稳定性好；5、使用方法简单；6、尾气改善效果明显。所配制的尾气改善剂，对原车用醇醚替代燃料的理化性能、动力性能、经济无任何负面影响，对尾气有良好的改善效果，其中HC排放减低10％～50％；CO排放降低20％～60％；NOx降低5％～30％；甲醛降低5％～20％；PM2.5降低20％～40％，PM10降低20％～55％。

本发明通过使用尾气改善剂对油品进行改善，不改变机动车结构，不增加机动车额外配件，简单添加到油品即可达到尾气改善的目的，具有灵活、简便、成本低等优点，添加改善剂后油品的动力性能、经济性能不损失，机动车尾气排放各项指标改善效果明显。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

(1)车用醇醚替代燃料尾气改善剂的配制：

按照重量份比例在反应器中配制醇类组合物，先后加入乙醇30％、丙醇8％、异丙醇6％、丁醇7％、异丁醇30％、叔丁醇15％、辛醇2％、戊醇1％、异戊醇1％，混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制酯类组合物，先后加入醋酸丁酯6％、醋酸乙烯酯8％、草酸二丁酯5％、碳酸二甲酯35％、碳酸二乙酯5％、乙酸甲酯9％、乙酸乙酯20％、乙酸丁酯4％、乙酸戊酯4％、甘油三酯4％，混合均匀后安全存放。

醚类组合物为石油醚20％、二异丙醚80％。

按照重量份比例在反应器中配制烷类组合物，先后加入异丁烷40％、异辛烷50％、异己烷10％混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制促进剂，先后加入聚异丁烯30％、二叔丁基过氧化物25％、甲苯6％、二甲苯8％、丙酮7％、氢化石脑油24％混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制改善剂，先后加入醇类组合物60％；酯类组合物15％；醚类组合物5％；烷类组合物10％；促进剂10％混合均匀后存放即可得到尾气改善剂。

(2)改善剂的使用：

按重量份将甲醇15％、汽油70％依次加入反应器中边加入边搅拌，然后加入步骤(1)得到的改善剂15％，搅拌后稳定10～20min后即可正常使用。

发动机尾气改善效果：HC排放减低30％；CO排放降低40％；NOx降低25％；甲醛降低15％；PM2.5降低20％，PM10降低35％。

实施例2

(1)车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备：

按照重量份比例在反应器中配制醇类组合物，先后加入乙醇25％、丙醇4％、异丙醇3％、丁醇10％、异丁醇27％、叔丁醇16％、辛醇3％、戊醇2％、异戊醇10％，混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制酯类组合物，先后加入醋酸丁酯4％、醋酸乙烯酯6％、草酸二丁酯5％、碳酸二甲酯33％、碳酸二乙酯6％、乙酸甲酯4％、乙酸乙酯17％、乙酸丁酯9％、乙酸戊酯9％、甘油三酯7％，混合均匀后安全存放。

醚类组合物为石油醚30％、二异丙醚70％。

按照重量份比例在反应器中配制烷类组合物，先后加入异丁烷30％、异辛烷40％、异己烷30％混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制促进剂，先后加入聚异丁烯27％、二叔丁基过氧化物35％、甲苯3％、二甲苯5％、丙酮10％、氢化石脑油20％混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制改善剂，先后加入醇类组合物38％；酯类组合物25％；醚类组合物10％；烷类组合物15％；促进剂12％；混合均匀后存放即可得到本发明的尾气改善剂。

(2)改善剂的使用：

按重量份将甲醇25％，汽油70％依次加入反应器中边加入边搅拌，然后加入步骤(1)得到的改善剂5％，搅拌后稳定10～20min后即可正常使用。

发动机尾气改善效果：HC排放减低50％；CO排放降低60％；NOx降低5％；甲醛降低10％；PM2.5降低40％，PM10降低20％。

实施例3

(1)车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备：

按照重量份比例在反应器中配制醇类组合物，先后加入乙醇15％、丙醇8％、异丙醇6％、丁醇5％、异丁醇20％、叔丁醇5％、辛醇7％、戊醇9％、异戊醇25％，混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制酯类组合物，先后加入醋酸丁酯4％、醋酸乙烯酯5％、草酸二丁酯5％、碳酸二甲酯25％、碳酸二乙酯7％、乙酸甲酯8％、乙酸乙酯21％、乙酸丁酯9％、乙酸戊酯9％、甘油三酯7％，混合均匀后安全存放。

醚类组合物为石油醚25％、二异丙醚75％。

按照重量份比例在反应器中配制烷类组合物，先后加入异丁烷30％、异辛烷30％、异己烷40％混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制促进剂，先后加入聚异丁烯21％、二叔丁基过氧化物33％、甲苯5％、二甲苯6％、丙酮12％、氢化石脑油23％混合均匀后安全存放。

按照重量份比例在反应器中配制改善剂，先后加入醇类组合物40％；酯类组合物19％；醚类组合物15％；烷类组合物16％；促进剂10％，混合均匀后存放即可得到本发明的尾气改善剂。

(2)改善剂的使用：

按重量份将甲醇35％，汽油50％依次加入反应器中边加入边搅拌，然后加入步骤(1)得到的改善剂15％，搅拌后稳定10～20min后即可正常使用。

发动机尾气改善效果：HC排放减低45％；CO排放降低50％；NOx降低7％；甲醛降低15％；PM2.5降低20％，PM10降低55％。

实施例4

(1)车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备方法：

采用实施例1中改善剂的方法及配比进行配制。

(2)改善剂的使用：

按重量份将乙醇15％、汽油75％依次加入反应器中边加入边搅拌，然后加入步骤(1)得到的改善剂10％，搅拌后稳定10～20min后即可正常使用。

发动机尾气改善效果：HC排放减低35％；CO排放降低30％；NOx降低20％；甲醛降低10％；PM2.5降低25％，PM10降低25％。

实施例5

(1)车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备方法：

采用实施例1中改善剂的方法及配比进行配制。

(2)改善剂的使用：

按重量份将甲醇10％、柴油75％依次加入反应器中边加入边搅拌，然后加入步骤(1)得到的改善剂15％，搅拌后稳定10～20min后即可正常使用。

发动机尾气改善效果：HC排放减低30％；CO排放降低35％；NOx降低15％；甲醛降低10％；PM2.5降低35％，PM10降低45％。

实施例6

(1)车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备方法：

采用实施例1中改善剂的方法及配比进行配制。

(2)改善剂的使用：

按重量份将乙醇15％、柴油75％依次加入反应器中边加入边搅拌，然后加入步骤(1)得到的改善剂10％，搅拌后稳定10～20min后即可正常使用。

发动机尾气改善效果：HC排放减低20％；CO排放降低25％；NOx降低25％；甲醛降低15％；PM2.5降低35％，PM10降低45％。

实施例7

一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备方法，包括以下步骤：

1)配制醇类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：乙醇5％、丙醇3％、异丙醇4％、丁醇30％、异丁醇5％、叔丁醇20％、辛醇8％、戊醇10％、异戊醇15％，混合均匀后安全存放。

2)配制酯类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：醋酸丁酯1％、醋酸乙烯酯2％、草酸二丁酯3％、碳酸二甲酯36％、碳酸二乙酯15％、乙酸甲酯2％、乙酸乙酯5％、乙酸丁酯12％、乙酸戊酯11％、甘油三酯13％，混合均匀后安全存放。

3)配制醚类组合物，石油醚35％、二异丙醚65％。

4)配制烷类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：异丁烷15％、异辛烷60％、异己烷25％，混合均匀后安全存放。

5)配制促进剂，先后加入以下重量百分比的原料：聚异丁烯10％、二叔丁基过氧化物15％、甲苯16％、二甲苯19％、丙酮17％、氢化石脑油23％，混合均匀后安全存放。

6)按重量百分比先后加入以下原料：醇类组合物30％、酯类组合物35％、醚类组合物17％、烷类组合物17％、促进剂1％，混合均匀后得到车用醇醚替代燃料尾气改善剂。

上述各种原料均为市售工业级原料，要求纯度＞95％，且含水量＜1％。

车用醇醚替代燃料尾气改善剂的应用，将改善剂加入到车用醇醚替代燃料中，搅拌后稳定10min即可，其中改善剂重量百分比为0.5％，车用醇醚替代燃料重量百分比为99.5％。车用醇醚替代燃料由以下重量百分比的原料组成：甲醇1％、汽油99％。

发动机尾气改善效果：HC排放减低22％；CO排放降低26％；NOx降低27％；甲醛降低18％；PM2.5降低32％，PM10降低39％。

实施例8

一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备方法，包括以下步骤：

1)配制醇类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：乙醇20％、丙醇3％、异丙醇5％、丁醇1％、异丁醇35％、叔丁醇15％、辛醇2％、戊醇5％、异戊醇14％，混合均匀后安全存放。

2)配制酯类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：醋酸丁酯7％、醋酸乙烯酯9％、草酸二丁酯8％、碳酸二甲酯20％、碳酸二乙酯5％、乙酸甲酯9％、乙酸乙酯25％、乙酸丁酯1％、乙酸戊酯1％、甘油三酯15％，混合均匀后安全存放。

3)配制醚类组合物，石油醚45％、二异丙醚55％。

4)配制烷类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：异丁烷40％、异辛烷20％、异己烷40％，混合均匀后安全存放。

5)配制促进剂，先后加入以下重量百分比的原料：聚异丁烯30％、二叔丁基过氧化物20％、甲苯1％、二甲苯16％、丙酮3％、氢化石脑油30％，混合均匀后安全存放。

6)按重量百分比先后加入以下原料：醇类组合物54％、酯类组合物5％、醚类组合物3％、烷类组合物18％、促进剂20％，混合均匀后得到车用醇醚替代燃料尾气改善剂。

上述各种原料均为市售工业级原料，要求纯度＞95％，且含水量＜1％。

车用醇醚替代燃料尾气改善剂的应用，将改善剂加入到车用醇醚替代燃料中，搅拌后稳定15min即可，其中改善剂重量百分比为5％，车用醇醚替代燃料重量百分比为95％。车用醇醚替代燃料由以下重量百分比的原料组成：乙醇20％、柴油80％。

发动机尾气改善效果：HC排放减低25％；CO排放降低20％；NOx降低15％；甲醛降低18％；PM2.5降低31％，PM10降低41％。

实施例9

一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备方法，包括以下步骤：

1)配制醇类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：乙醇20％、丙醇3％、异丙醇5％、丁醇1％、异丁醇35％、叔丁醇15％、辛醇2％、戊醇5％、异戊醇14％，混合均匀后安全存放。

2)配制酯类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：醋酸丁酯7％、醋酸乙烯酯9％、草酸二丁酯8％、碳酸二甲酯5％、碳酸二乙酯15％、乙酸甲酯9％、乙酸乙酯25％、乙酸丁酯12％、乙酸戊酯9％、甘油三酯1％，混合均匀后安全存放。

3)配制醚类组合物，石油醚50％、二异丙醚50％。

4)配制烷类组合物，先后加入以下重量百分比的原料：异丁烷15％、异辛烷60％、异己烷25％，混合均匀后安全存放。

5)配制促进剂，先后加入以下重量百分比的原料：聚异丁烯25％、二叔丁基过氧化物25％、甲苯15％、二甲苯15％、丙酮15％、氢化石脑油5％，混合均匀后安全存放。

6)按重量百分比先后加入以下原料：醇类组合物54％、酯类组合物5％、醚类组合物3％、烷类组合物18％、促进剂20％，混合均匀后得到车用醇醚替代燃料尾气改善剂。

上述各种原料均为市售工业级原料，要求纯度＞95％，且含水量＜1％。

车用醇醚替代燃料尾气改善剂的应用，将改善剂加入到车用醇醚替代燃料中，搅拌后稳定20min即可，其中改善剂重量百分比为15％，车用醇醚替代燃料重量百分比为85％。车用醇醚替代燃料由以下重量百分比的原料组成：甲醇85％、汽油15％。

发动机尾气改善效果：HC排放减低18％；CO排放降低19％；NOx降低22％；甲醛降低21％；PM2.5降低29％，PM10降低49％。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂，其特征在于，由以下重量百分比的原料制成：

醇类组合物30％～60％、酯类组合物5％～35％、醚类组合物3％～17％、烷类组合物2％～18％、促进剂1％～20％。

2.根据权利要求1所述的一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂，其特征在于，所述的醇类组合物由以下重量百分比的原料组成：乙醇5％～30％、丙醇3％～8％、异丙醇3％～6％、丁醇1％～30％、异丁醇5％～35％、叔丁醇5％～20％、辛醇2％～8％、戊醇1％～10％、异戊醇1％～25％。

3.根据权利要求1所述的一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂，其特征在于，所述的酯类组合物由以下重量百分比的原料组成：醋酸丁酯1％～7％、醋酸乙烯酯2％～9％、草酸二丁酯3％～8％、碳酸二甲酯5％～36％、碳酸二乙酯5％～15％、乙酸甲酯2％～9％、乙酸乙酯5％～25％、乙酸丁酯1％～12％、乙酸戊酯1％～11％、甘油三酯1％～15％。

4.根据权利要求1所述的一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂，其特征在于，所述的醚类组合物由以下重量百分比的原料组成：石油醚20％～50％、二异丙醚50％～80％。

5.根据权利要求1所述的一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂，其特征在于，所述的烷类组合物由以下重量百分比的原料组成：异丁烷15％～40％、异辛烷20％～60％、异己烷10％～40％。

6.根据权利要求1所述的一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂，其特征在于，所述的促进剂由以下重量百分比的原料组成：聚异丁烯10％～30％、二叔丁基过氧化物15％～35％、甲苯1％～16％、二甲苯5％～19％、丙酮3％～17％、氢化石脑油5％～30％。

7.一种如权利要求1～6中任一所述的车用醇醚替代燃料尾气改善剂的制备方法，其特征在于，按重量百分比先后加入以下原料：醇类组合物30％～60％、酯类组合物5％～35％、醚类组合物3％～17％、烷类组合物2％～18％、促进剂1％～20％，混合均匀后得到车用醇醚替代燃料尾气改善剂。

8.一种如权利要求1～6中任一所述的车用醇醚替代燃料尾气改善剂的应用，其特征在于，将改善剂加入到车用醇醚替代燃料中，搅拌后稳定10～20min即可，其中改善剂重量百分比为0.5％～15％，车用醇醚替代燃料重量百分比为85％～99.5％。

9.根据权利要求8所述的一种车用醇醚替代燃料尾气改善剂的应用，其特征在于，所述的车用醇醚替代燃料由以下重量百分比的原料组成：甲醇或乙醇0～85％、汽油或柴油15％～100％。