CN104893769B - 一种有机燃油添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种有机燃油添加剂及其制备方法，有机燃油添加剂成分按体积百分比计包括：蓖麻油8～15％，改性蓖麻油7～12％，助燃剂15～22％，表面活性剂2～5％，双氧水7～11％，有机溶剂6～9％，盐酸11～15％，乳酸乙酯9～13％，高级脂肪酸盐2～3％，二叔丁基过氧化物3～6％，环烷酸盐2.5～4.5％。本发明中将蓖麻油与其他添加剂结合制备了环境友好的有机燃油添加剂，通过添加剂的类型和数量的控制以达到各个性能之间的平衡，不仅具有较好的抗氧化性和自清净能力，而克服了油层乳化这一缺陷，因此能够提高发动机的使用寿命，并降低油耗；由于分步添加原料，控制制备中的温度和转速，并在制备方法中采用超声混合的方法，使得原料混合更加彻底、分布更加均匀，因此能够得到性能更好的有机燃油添加剂。

Description

一种有机燃油添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及有机燃油添加剂。更具体地说，本发明具体涉及一种有机燃油添加剂及其制备方法。

背景技术

燃油添加剂的主要作用是防止燃油燃烧后产生的积碳附着于发动机表面，可有效清除积碳，提升动力，节省燃油，降低噪音，防止燃油导致的发动机故障。具有清洗、分散、破乳、抗氧、助燃、防腐、防锈、润滑、保洁功能。所含有的净化物，对于已粘附在受热面等部位的油垢、胶质及燃烧室中的积碳有松化作用，使之容易在气流中得以“清除”，并在燃烧后排出。此类添加剂的活化分子加入油中即能使分散剂中的小分子迅速扩散，直接攻击油类分子中的长链碳键，从而引发完全燃烧，使引擎的动力性提高，油耗降低。

但是，由于燃油添加剂容易在运输、储存、使用过程中遇水而引起油层乳化，在油水界而形成乳化乳渣，导致过滤网堵塞，而油层乳化容易将水分带入进气系统及燃烧室中造成腐蚀和影响发动机的正常运转，并且现有的燃油添加剂大多含有硫、磷等对环境有污染的物质，会造成二次污染，危害人类健康。

发明内容

作为各种广泛且细致的研究和实验的结果，本发明的发明人已经发现，在蓖麻油和蓖麻油多元醇酯中含有特定的助燃剂、有机溶剂等添加物质后，有助于提高燃油添加剂的整体性能。基于这种发现，完成了本发明。

本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种有蓖麻油和改性后的蓖麻油做为原料的有机燃油添加剂，其能够达到减少污染、保护环境的目的。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种有机燃油添加剂，所述有机燃油添加剂成分按体积百分比计包括：蓖麻油8～15％，改性蓖麻油7～12％，助燃剂15～22％，表面活性剂2～5％，双氧水7～11％，有机溶剂6～9％，盐酸11～15％，乳酸乙酯9～13％，高级脂肪酸盐2～3％，二叔丁基过氧化物3～6％，环烷酸盐2.5～4.5％。

优选的是，所述改性蓖麻油为化学改性后的蓖麻油多元醇酯，其化学改性方法为：在50～60℃下，取重量比为4:1的三羟甲基丙烷和乙醇搅拌溶解完全，得到混合物，将混合物加入盛有蓖麻油的反应器中，将反应器放入摇床中预热至50～80℃，然后加入脂肪酶NOVO435，在200～500r/min的震荡速度下反应12～48h，过滤分离，将得到的液体物质静置2～4h，取上层液体，将上层液体用30℃的蒸馏水洗涤3～5次，洗涤后的产物用旋转蒸发仪在60～70℃下蒸发除去水分，然后过滤得到改性蓖麻油，即蓖麻油多元醇酯；所述蓖麻油与三羟甲基丙烷的重量比为10～50:1；所述脂肪酶NOVO435的用量占蓖麻油重量的3～6％；

优选的是，所述有机溶剂的制备方法为：将去离子水100～300份、甲苯15～25份、二异丙基醚30～40份放入反应釜中，在温度为140～150℃、压力8～10MPa下进行搅拌10～15min后，加入异辛烷20～25份继续搅拌10～15min，制得所述有机溶剂。

优选的是，所述环烷酸盐为环烷酸铁、环烷酸锰、环烷酸钴中的一种。

优选的是，所述的表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、脂肪酸山梨坦和植物油酸中的一种。

本发明的目的还可以进一步由一种有机燃油添加剂的制备方法来实现，该方法包括以下步骤：

步骤一：将体积比2.2～2.6:100的乙烯基甲醚和乙二醇在室温下进行混合，并在搅拌机转速为800～1200r/min下搅拌20～25min，制得助燃剂，备用；

步骤二：将蓖麻油、表面活性剂、有机溶剂以及步骤一中制得的助燃剂置于反应釜中，在搅拌速度为1000-1300r/min、30-80℃的温度下恒温搅拌30-60min后超声混合20-30min；

步骤三：将改性蓖麻油、双氧水、盐酸和乳酸乙酯依次加入到步骤二制得的中间物中，并在搅拌速度为1000-1300r/min、40-60℃下用搅拌器搅拌反应1-2小时；

步骤四：将步骤三完成的反应物料分别加入高级脂肪酸盐、二叔丁基过氧化物、环烷酸盐，在搅拌速度为1500-1800r/min、65-80℃温度下搅拌30-40min后调节温度为40-55℃继续搅拌20-30min，然后超声混合10-20min，得到有机燃油添加剂。

优选的是，所述有机燃油添加剂加入量按体积百分比计包括：蓖麻油13％，改性蓖麻油10％，助燃剂20％，表面活性剂3％，双氧水9％，有机溶剂8％，盐酸14％，乳酸乙酯12％，高级脂肪酸盐2.5％，二叔丁基过氧化物5％，环烷酸盐3.5％。

优选的是，所述超声混合的超声频率为90～120KHZ。

在本发明中采用的改性蓖麻油，即蓖麻油多元醇酯，能够增强机油组合物的氧化稳定性和低温性能。

本发明中采用的表面活性剂、双氧水及高级脂肪酸盐可以提高燃油的蒸发性和喷油嘴的清洁性，其主要作用是使发动机内部保持清洁，使生成的不溶性物质呈胶体悬浮状态，不致于进一步形成积炭、漆膜或油泥，并能将已经吸附在部件表面上的漆膜和积炭洗涤下来，分散在油中，使发动机和金属表面保持清洁。

本发明中采用的二叔丁基过氧化物，其能够帮助车辆发动机在寒冷的环境中解决难启动的问题。

本发明中采用的乳酸乙酯和助燃剂能够加快燃油的点火速率和燃烧速度，助燃剂随燃油溶解后进入缸体，在发动机燃烧室的高温下产生大量的可燃气体，为燃油燃烧提供了更多的氧气，使得燃油能够充分燃烧，大量减少车辆尾气污染，并大大提高了发动机的动力性能。

本发明中采用的环烷酸盐可使燃油的着火温度降低，燃烧速度增快，并促使柴油燃烧完全，其作用机理为这些油溶性金属化合物在燃烧时生成新的金属化合物，其对燃烧氧化反应起催化剂的作用。

本发明至少包括以下有益效果：本发明中将蓖麻油与其他添加剂结合制备了环境友好的有机燃油添加剂，通过添加剂的类型和数量的控制以达到各个性能之间的平衡，而非针对某一性能而简单选择相应的添加剂，并且添加剂的类型和种类的选择上尽量避免相互之间产生的消极影响，同时该有机燃油添加剂中不含硫、磷元素，不仅具有较好的抗氧化性和自清净能力，而且克服了油层乳化这一缺陷，因此能够提高发动机的使用寿命，并降低油耗；由于分步添加原料，控制制备有机燃油添加剂过程中的温度和转速，并在制备方法中采用超声混合的方法，使得原料混合更加彻底、分布更加均匀，因此能够得到性能更好的有机燃油添加剂。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

具体实施方式

下面对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实例1：

一种有机燃油添加剂，成分按体积百分比计包括：蓖麻油15％，改性蓖麻油9％，助燃剂12％，表面活性剂5％，双氧水11％，有机溶剂8％，盐酸15％，乳酸乙酯13％，高级脂肪酸盐3％，二叔丁基过氧化物6％，环烷酸盐3％。

上述有机燃油添加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将体积比2.2:100的乙烯基甲醚和乙二醇在室温下进行混合，并在搅拌机转速为800r/min下搅拌25min，制得助燃剂，备用；

步骤二：将蓖麻油、表面活性剂、有机溶剂以及步骤一中制得的助燃剂置于反应釜中，在搅拌速度为1300r/min、80℃的温度下恒温搅拌30min后超声混合20min；

步骤三：将改性蓖麻油、双氧水、盐酸和乳酸乙酯依次加入到步骤二制得的中间物中，并在搅拌速度为1300r/min、60℃下用搅拌器搅拌反应1小时；

步骤四：将步骤三完成的反应物料分别加入高级脂肪酸盐、二叔丁基过氧化物、环烷酸盐，在搅拌速度为1800r/min、80℃温度下搅拌30min后调节温度为40℃继续搅拌30min，然后超声混合20min，得到有机燃油添加剂。

上述有机燃油添加剂中改性蓖麻油的化学改性方法为：

在50℃下，取重量比为4:1的三羟甲基丙烷和乙醇搅拌溶解完全，得到混合物，将混合物加入盛有蓖麻油的反应器中，将反应器放入摇床中预热至80℃，然后加入脂肪酶NOVO435，在200r/min的震荡速度下反应48h，过滤分离，将得到的液体物质静置4h，取上层液体，将上层液体用30℃的蒸馏水洗涤3次，洗涤后的产物用旋转蒸发仪在70℃下蒸发除去水分，然后过滤得到改性蓖麻油，即蓖麻油多元醇酯；所述蓖麻油与三羟甲基丙烷的重量比为10:1；所述脂肪酶NOVO435的用量占蓖麻油重量的4％；

上述有机燃油添加剂中有机溶剂的制备方法是：

将去离子水300份、甲苯25份、二异丙基醚30份放入反应釜中，在温度为150℃、压力10MPa下进行搅拌10min后，加入异辛烷20份继续搅拌15min，制得所述有机溶剂。

实例2：

一种有机燃油添加剂，成分按体积百分比计包括：蓖麻油8％，改性蓖麻油12％，助燃剂20％，表面活性剂5％，双氧11％，有机溶剂9％，盐酸13％，乳酸乙酯12％，高级脂肪酸盐2.5％，二叔丁基过氧化物4％，环烷酸盐3.5％。

上述有机燃油添加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将体积比2.6:100的乙烯基甲醚和乙二醇在室温下进行混合，并在搅拌机转速为1200r/min下搅拌25min，制得助燃剂，备用；

步骤二：将蓖麻油、表面活性剂、有机溶剂以及步骤一中制得的助燃剂置于反应釜中，在搅拌速度为1000r/min、30℃的温度下恒温搅拌60min后超声混合30min；

步骤三：将改性蓖麻油、双氧水、盐酸和乳酸乙酯依次加入到步骤二制得的中间物中，并在搅拌速度为1000r/min、40℃下用搅拌器搅拌反应2小时；

步骤四：将步骤三完成的反应物料分别加入高级脂肪酸盐、二叔丁基过氧化物、环烷酸盐，在搅拌速度为1500r/min、65℃温度下搅拌40min后调节温度为55℃继续搅拌20min，然后超声混合10min，得到有机燃油添加剂。

上述有机燃油添加剂中改性蓖麻油的化学改性方法为：

在60℃下，取重量比为4:1的三羟甲基丙烷和乙醇搅拌溶解完全，得到混合物，将混合物加入盛有蓖麻油的反应器中，将反应器放入摇床中预热至50℃，然后加入脂肪酶NOVO435，在500r/min的震荡速度下反应12h，过滤分离，将得到的液体物质静置2h，取上层液体，将上层液体用30℃的蒸馏水洗涤3～5次，洗涤后的产物用旋转蒸发仪在60℃下蒸发除去水分，然后过滤得到改性蓖麻油，即蓖麻油多元醇酯；所述蓖麻油与三羟甲基丙烷的重量比为50:1；所述脂肪酶NOVO435的用量占蓖麻油重量的6％；

上述有机燃油添加剂中有机溶剂的制备方法是：

将去离子水100份、甲苯15份、二异丙基醚30份放入反应釜中，在温度为140℃、压力8MPa下进行搅拌15min后，加入异辛烷25份继续搅拌10min，制得所述有机溶剂。

实例3：

一种有机燃油添加剂，成分按体积百分比计包括：蓖麻油13％，改性蓖麻油11％，助燃剂19％，表面活性剂4％，双氧水10％，有机溶剂8％，盐酸13％，乳酸乙酯12％，高级脂肪酸盐3％，二叔丁基过氧化物4％，环烷酸盐3％。

上述有机燃油添加剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将体积比2.5:100的乙烯基甲醚和乙二醇在室温下进行混合，并在搅拌机转速为1000r/min下搅拌20min，制得助燃剂，备用；

步骤二：将蓖麻油、表面活性剂、有机溶剂以及步骤一中制得的助燃剂置于反应釜中，在搅拌速度为1200r/min、60℃的温度下恒温搅拌40min后超声混合20min；

步骤三：将改性蓖麻油、双氧水、盐酸和乳酸乙酯依次加入到步骤二制得的中间物中，并在搅拌速度为1200r/min、50℃下用搅拌器搅拌反应2小时；

步骤四：将步骤三完成的反应物料分别加入高级脂肪酸盐、二叔丁基过氧化物、环烷酸盐，在搅拌速度为1600r/min、70℃温度下搅拌35min后调节温度为50℃继续搅拌25min，然后超声混合15min，得到有机燃油添加剂。

上述有机燃油添加剂中改性蓖麻油的化学改性方法为：

在55℃下，取重量比为4:1的三羟甲基丙烷和乙醇搅拌溶解完全，得到混合物，将混合物加入盛有蓖麻油的反应器中，将反应器放入摇床中预热至60℃，然后加入脂肪酶NOVO435，在300r/min的震荡速度下反应20h，过滤分离，将得到的液体物质静置4h，取上层液体，将上层液体用30℃的蒸馏水洗涤4次，洗涤后的产物用旋转蒸发仪在65℃下蒸发除去水分，然后过滤得到改性蓖麻油，即蓖麻油多元醇酯；所述蓖麻油与三羟甲基丙烷的重量比为30:1；所述脂肪酶NOVO435的用量占蓖麻油重量的5％；

上述有机燃油添加剂中有机溶剂的制备方法是：

将去离子水200份、甲苯20份、二异丙基醚35份放入反应釜中，在温度为145℃、压力9MPa下进行搅拌12min后，加入异辛烷22份继续搅拌12min，制得所述有机溶剂。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出的实例。

Claims (8)

1.一种有机燃油添加剂，其特征在于，所述有机燃油添加剂成分按体积百分比计包括：蓖麻油8～15％，改性蓖麻油7～12％，助燃剂15～22％，表面活性剂2～5％，双氧水7～11％，有机溶剂6～9％，盐酸11～15％，乳酸乙酯9～13％，高级脂肪酸盐2～3％，二叔丁基过氧化物3～6％，环烷酸盐2.5～4.5％。

2.如权利要求1所述的有机燃油添加剂，其特征在于，所述改性蓖麻油为化学改性后的蓖麻油多元醇酯，其化学改性方法为：在50～60℃下，取重量比为4:1的三羟甲基丙烷和乙醇搅拌溶解完全，得到混合物，将混合物加入盛有蓖麻油的反应器中，将反应器放入摇床中预热至50～80℃，然后加入脂肪酶NOVO435，在200～500r/min的震荡速度下反应12～48h，过滤分离，将得到的液体物质静置2～4h，取上层液体，将上层液体用30℃的蒸馏水洗涤3～5次，洗涤后的产物用旋转蒸发仪在60～70℃下蒸发除去水分，然后过滤得到改性蓖麻油，即蓖麻油多元醇酯；所述蓖麻油与三羟甲基丙烷的重量比为10～50:1；所述脂肪酶NOVO435的用量占蓖麻油重量的3～6％。

3.如权利要求1所述的有机燃油添加剂，其特征在于，所述有机溶剂的制备方法为：将去离子水100～300份、甲苯15～25份、二异丙基醚30～40份放入反应釜中，在温度为140～150℃、压力8～10MPa下进行搅拌10～15min后，加入异辛烷20～25份继续搅拌10～15min，制得所述有机溶剂。

4.如权利要求1所述的有机燃油添加剂，其特征在于，所述环烷酸盐为环烷酸铁、环烷酸锰、环烷酸钴中的一种。

5.如权利要求1所述的有机燃油添加剂，其特征在于，所述的表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、脂肪酸山梨坦和植物油酸中的一种。

6.如权利要求1-5任一项所述有机燃油添加剂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤一：将体积比2.2～2.6:100的乙烯基甲醚和乙二醇在室温下进行混合，并在搅拌机转速为800～1200r/min下搅拌20～25min，制得助燃剂，备用；

步骤二：将蓖麻油、表面活性剂、有机溶剂以及步骤一中制得的助燃剂置于反应釜中，在搅拌速度为1000-1300r/min、30-80℃的温度下恒温搅拌 30-60min后超声混合20-30min；

步骤三：将改性蓖麻油、双氧水、盐酸和乳酸乙酯依次加入到步骤二制得的中间物中，并在搅拌速度为1000-1300r/min、40-60℃下用搅拌器搅拌反应1-2小时；

步骤四：将步骤三完成的反应物料分别加入高级脂肪酸盐、二叔丁基过氧化物、环烷酸盐，在搅拌速度为1500-1800r/min、65-80℃温度下搅拌30-40min后调节温度为40-55℃继续搅拌20-30min，然后超声混合10-20min，得到有机燃油添加剂。

7.如权利要求6所述的有机燃油添加剂的制备方法，其特征在于，所述有机燃油添加剂加入量按体积百分比计包括：蓖麻油13％，改性蓖麻油10％，助燃剂20％，表面活性剂3％，双氧水9％，有机溶剂8％，盐酸14％，乳酸乙酯12％，高级脂肪酸盐2.5％，二叔丁基过氧化物5％，环烷酸盐3.5％。

8.如权利要求书6所述的有机燃油添加剂的制备方法，其特征在于，所述超声混合的超声频率为90～120KHZ。