CN105087090A - 一种汽油添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽油添加剂，按重量计包括以下组分:异辛烷6～10份，乙二醇叔丁基醚5～8份，二氨基苯甲醚3～4份，二聚对二甲苯7～12份，甲苯20～30份，异辛醇10～12份，四乙烯五胺2～4份，聚异丁烯基丁二酰亚胺1～2份，二十烷酸1～3份，碳酸二甲酯2～4份，添加剂2～5份。本发明还涉及上述汽油添加剂的制备方法，本发明中在燃烧过程中会产生铈颗粒，稀土氧化物可以有效提高和延长催化剂的效率，且在高温时提高催化剂的热稳定性，铈的稀土复合氧化物在高温下可以维持晶粒结构无变化，使得Ce在储存氧、释放氧的过程中较易实现，铈颗粒可有效降低燃烧过程的反应活化能，从而使汽油在较低温度下完全燃烧，降低了尾气中污染物的排放。

Description

一种汽油添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及汽油添加剂技术领域，具体指一种能提高汽油辛烷值的汽油添加剂，本发明还涉及该汽油添加剂的制备方法。

背景技术

汽油添加剂是燃油添加剂的一种简称，是为了弥补燃油自身存在的质量问题和机动车机械制造极限存在的不足，从而使汽油发动机能够克服激冷效应、缝隙效应，清除进气阀、电喷器的积炭，使柴油发动机能够克服喷油器难以更加细的雾化以及产生残油后滴的问题，使汽油和柴油发动机车辆都能够达到保护发动机工况、实现燃油更完善和更完全的燃烧，从而达到清除积炭、节省燃油、降低排放、增强动力等功效。

从添加剂的生产工艺来区分，燃油添加剂可分为化学添加剂、生物及物理添加剂。化学添加剂是最早出现且应用最广泛的添加剂，即把化学药品添加到燃油中，通过化学反应来达到相应作用，如抗爆剂、清洁剂、抗氧化剂、防冻剂、抗静电剂、助燃剂及染色剂等。提高汽油的品质主要从提高辛烷值入手，应用比较普遍的汽油添加剂组分主要是有机金属化合物、醚类、酸脂类、醇类等。

甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)是一种能提高汽油辛烷值的有机金属化合物，属于金属化合物类抗爆剂，其抗爆性能佳、与汽油感应性良好，但美国油浴担心MMT对人体健康和车辆排放控制系统造成不良影响，一直没有大面积使用。甲基叔丁基醚(MTBE)为甲醇和异丁烯反应的产物，具有醚类所特有的气味，与汽油的相溶性好，且由于化学结构中叔碳原子和甲基的影响，使其具有良好的化学稳定性。然而在20世纪90年代后期，首先在美国加州的地下水中发现含有MTBE，被污染的地下水10多年后依然不会降解。醇类主要是指甲醇、乙醇等，属含氧燃料，乙醇和甲醇的含氧量分别是34.7％和50％，其辛烷值高。但是，乙醇的饱和蒸汽压、闪点、燃烧热值、水溶性等与汽油之间存在一定的差距，因此，将乙醇加入汽油会对发动机、油品存储等产生负面影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能有效提高汽油的辛烷值、减少含碳沉积物的产生和废气排放的汽油添加剂，该汽油添加剂有利于降低汽油中烯烃、芳烃和硫的含量。

本发明所要解决的另一个技术问题是针对现有技术的现状，提供一种上述汽油添加剂的制备方法，该方法制备的催化剂能有效提高汽油的辛烷值、减少含碳沉积物的产生和废气排放，且有利于降低汽油中烯烃、芳烃和硫的含量。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种汽油添加剂，其特征在于：按重量计，包括以下组分

作为改进，所述添加剂为邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜与催化剂的混合物，且该混合物中邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜、催化剂的质量比为1:(3～4):(5～6):1。

再改进，所述催化剂的制备过程如下：

(a)将硝酸铈铵加入到乙醇水溶液中，搅拌均匀，配置成溶液A；将二苯甲酰甲烷加入到乙醇水溶液中，搅拌均匀，配置成溶液B；将氢氧化钠加入到去离子水中配置成溶液C；

(b)室温下，将溶液B滴加到溶液C中，生成白色悬浮液，滴加完毕后继续搅拌反应30～60min，反应完毕后将溶液A滴加到上述的B、C的反应混合液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应2～3h，反应完毕后依次抽滤、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重结晶，得到的固体产物即所述的催化剂。

作为优选，所述硝酸铈铵、二苯甲酰甲烷、氢氧化钠的重量比为1:2:0.3。

优选地，所述乙醇水溶液为乙醇与去离子水按照体积比1:1混合而得到的混合溶液。

一种上述汽油添加剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在常温常压下，分别将各组分原料中的不溶物除去；

(2)将6～10份异辛烷、3～4份二氨基苯甲醚、5～8份乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并搅拌10～15min；然后加入20～30份甲苯、10～12份异辛醇，采用泵循环方式混合搅拌20～25min；

(3)向步骤(2)所得混合物中加入2～4份四乙烯五胺、1～2份聚异丁烯基丁二酰亚胺、1～3份二十烷酸、2～4份碳酸二甲酯，升温至40～45℃保温并搅拌20～30min；

(4)向步骤(3)所得混合物中加入2～5份添加剂，于38～42℃下搅拌15～20min，然后降至室温并对混合物进行过滤去除不溶物，即得到所述的汽油添加剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明中使用的异辛烷为纯碳氢化合物，燃烧后无污染，可以有效降低普通汽油燃烧产生的PM2.5，并且可以替代传统汽油辛烷值添加剂MTBE；乙二醇叔丁基醚、二氨基苯甲醚的添加可使汽油的馏程温度降低，燃烧性能获得改善，使汽车的驾驶性能指数提高，环境污染减少，且乙二醇叔丁基醚、二氨基苯甲醚的稀释作用有利于降低汽油中烯烃、芳烃和硫的含量；碳酸二甲酯毒性非常低，欧洲1992年把其列为无毒化学品，它难溶于水，但可以与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶，由于碳酸二甲酯的分子结构中含有CH₃-、-CO-、CH₃O-CO-等多种官能团，具有良好的化学反应活性，可以有效提高汽油的辛烷值；聚异丁烯基丁二酰亚胺可以在高温分解下产生活性的自由基，有助于汽油燃料的氧化燃烧，使其产生具有催化助燃和节能助燃的作用；

本发明中所使用的添加剂中，二甲基亚砜作为主要的溶剂，能很好将邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、催化剂混溶在一起，乙酰丙酮作为催化剂的稳定剂，而邻苯二甲酰肼可以与四乙烯五胺一起提高催化剂的活性；

本发明中所使用的催化剂在燃烧过程中会产生铈颗粒，稀土氧化物可以有效提高和延长催化剂的效率，且在高温时提高催化剂的热稳定性，铈的稀土复合氧化物在高温下可以维持晶粒结构无变化，具有很好的催化能力，且具有抗硫、抗铅的能力，这是因为Ce还原电位比较低，Ce⁴⁺和Ce³⁺离子之间氧化还原较为容易，由此使得Ce在储存氧、释放氧的过程中较易实现，同时，铈颗粒还可以更有效地降低燃烧过程的反应活化能，从而使汽油可以在较低温度下完全燃烧，降低了尾气中污染物的排放，改善了动力性能，另外，铈颗粒分散在气缸和排气系统中，能催化氧化不完全燃烧的烃类，其与聚异丁烯基丁二酰亚胺、二十烷酸协同作用有效减少了含碳沉积物的产生和废气的排放。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例中的汽油添加剂按重量计，包括以下组分：

其中，添加剂为邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜与催化剂的混合物，且该混合物中邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜、催化剂的质量比为1:4:6:1。

上述催化剂的制备过程如下：

(a)将1质量份的硝酸铈铵加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液A；将2质量份的二苯甲酰甲烷加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液B；将0.3质量份的氢氧化钠加入到10质量份的去离子水中配置成溶液C；

(b)室温下，将溶液B滴加到溶液C中，生成白色悬浮液，滴加完毕后继续搅拌反应30min，反应完毕后将溶液A滴加到上述的B、C的反应混合液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应2h，反应完毕后依次抽滤、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重结晶，得到的固体产物即所述的催化剂。

本实施例中汽油添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在常温常压下，分别将各组分原料中的不溶物除去；

(2)将异辛烷、二氨基苯甲醚、乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并搅拌10min；然后加入甲苯、异辛醇，采用泵循环方式混合搅拌20min；

(3)向步骤(2)所得混合物中加入四乙烯五胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二十烷酸、碳酸二甲酯，升温至40℃保温并搅拌20min；

(4)向步骤(3)所得混合物中加入添加剂，于38℃下搅拌15min，然后降至室温并对混合物进行过滤去除不溶物，即得到目标产物汽油添加剂。

实施例2：

本实施例中的汽油添加剂按重量计，包括以下组分：

其中，添加剂为邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜与催化剂的混合物，且该混合物中邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜、催化剂的质量比为1:3:5:1。

上述催化剂的制备过程如下：

(a)将1质量份的硝酸铈铵加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液A；将2质量份的二苯甲酰甲烷加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液B；将0.3质量份的氢氧化钠加入到10质量份的去离子水中配置成溶液C；

(b)室温下，将溶液B滴加到溶液C中，生成白色悬浮液，滴加完毕后继续搅拌反应60min，反应完毕后将溶液A滴加到上述的B、C的反应混合液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应3h，反应完毕后依次抽滤、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重结晶，得到的固体产物即所述的催化剂。

本实施例中汽油添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在常温常压下，分别将各组分原料中的不溶物除去；

(2)将异辛烷、二氨基苯甲醚、乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并搅拌15min；然后加入甲苯、异辛醇，采用泵循环方式混合搅拌25min；

(3)向步骤(2)所得混合物中加入四乙烯五胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二十烷酸、碳酸二甲酯，升温至45℃保温并搅拌30min；

(4)向步骤(3)所得混合物中加入添加剂，于42℃下搅拌20min，然后降至室温并对混合物进行过滤去除不溶物，即得到汽油添加剂。

实施例3：

本实施例中的汽油添加剂按重量计，包括以下组分：

其中，添加剂为邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜与催化剂的混合物，且该混合物中邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜、催化剂的质量比为1:3:6:1。

上述催化剂的制备过程如下：

(a)将1质量份的硝酸铈铵加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液A；将2质量份的二苯甲酰甲烷加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液B；将0.3质量份的氢氧化钠加入到10质量份的去离子水中配置成溶液C；

(b)室温下，将溶液B滴加到溶液C中，生成白色悬浮液，滴加完毕后继续搅拌反应50min，反应完毕后将溶液A滴加到上述的B、C的反应混合液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应2.5h，反应完毕后依次抽滤、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重结晶，得到的固体产物即所述的催化剂。

本实施例中汽油添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在常温常压下，分别将各组分原料中的不溶物除去；

(2)将异辛烷、二氨基苯甲醚、乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并搅拌12min；然后加入甲苯、异辛醇，采用泵循环方式混合搅拌22min；

(3)向步骤(2)所得混合物中加入四乙烯五胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二十烷酸、碳酸二甲酯，升温至42℃保温并搅拌22min；

(4)向步骤(3)所得混合物中加入添加剂，于40℃下搅拌17min，然后降至室温并对混合物进行过滤去除不溶物，即得到汽油添加剂。

实施例4：

本实施例中的汽油添加剂按重量计，包括以下组分：

其中，添加剂为邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜与催化剂的混合物，且该混合物中邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜、催化剂的质量比为1:4:5:1。

上述催化剂的制备过程如下：

(a)将1质量份的硝酸铈铵加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液A；将2质量份的二苯甲酰甲烷加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液B；将0.3质量份的氢氧化钠加入到10质量份的去离子水中配置成溶液C；

(b)室温下，将溶液B滴加到溶液C中，生成白色悬浮液，滴加完毕后继续搅拌反应40min，反应完毕后将溶液A滴加到上述的B、C的反应混合液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应2h，反应完毕后依次抽滤、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重结晶，得到的固体产物即所述的催化剂。

本实施例中汽油添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在常温常压下，分别将各组分原料中的不溶物除去；

(2)将异辛烷、二氨基苯甲醚、乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并搅拌15min；然后加入甲苯、异辛醇，采用泵循环方式混合搅拌20min；

(3)向步骤(2)所得混合物中加入四乙烯五胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二十烷酸、碳酸二甲酯，升温至45℃保温并搅拌20min；

(4)向步骤(3)所得混合物中加入添加剂，于42℃下搅拌15min，然后降至室温并对混合物进行过滤去除不溶物，即得到汽油添加剂。

实施例5：

本实施例中的汽油添加剂按重量计，包括以下组分：

其中，添加剂为邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜与催化剂的混合物，且该混合物中邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜、催化剂的质量比为1:4:6:1。

上述催化剂的制备过程如下：

(a)将1质量份的硝酸铈铵加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液A；将2质量份的二苯甲酰甲烷加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液B；将0.3质量份的氢氧化钠加入到10质量份的去离子水中配置成溶液C；

(b)室温下，将溶液B滴加到溶液C中，生成白色悬浮液，滴加完毕后继续搅拌反应60min，反应完毕后将溶液A滴加到上述的B、C的反应混合液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应2h，反应完毕后依次抽滤、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重结晶，得到的固体产物即所述的催化剂。

本实施例中汽油添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在常温常压下，分别将各组分原料中的不溶物除去；

(2)将异辛烷、二氨基苯甲醚、乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并搅拌15min；然后加入甲苯、异辛醇，采用泵循环方式混合搅拌25min；

(3)向步骤(2)所得混合物中加入四乙烯五胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二十烷酸、碳酸二甲酯，升温至40℃保温并搅拌30min；

(4)向步骤(3)所得混合物中加入添加剂，于41℃下搅拌20min，然后降至室温并对混合物进行过滤去除不溶物，即得到汽油添加剂。

实施例6：

本实施例中的汽油添加剂按重量计，包括以下组分：

其中，添加剂为邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜与催化剂的混合物，且该混合物中邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜、催化剂的质量比为1:4:6:1。

上述催化剂的制备过程如下：

(a)将1质量份的硝酸铈铵加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液A；将2质量份的二苯甲酰甲烷加入到10质量份的乙醇水溶液(V乙醇：V水＝1：1)中，搅拌均匀，配置成溶液B；将0.3质量份的氢氧化钠加入到10质量份的去离子水中配置成溶液C；

(b)室温下，将溶液B滴加到溶液C中，生成白色悬浮液，滴加完毕后继续搅拌反应30min，反应完毕后将溶液A滴加到上述的B、C的反应混合液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应3h，反应完毕后依次抽滤、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重结晶，得到的固体产物即所述的催化剂。

本实施例中汽油添加剂的制备方法包括以下步骤：

(1)在常温常压下，分别将各组分原料中的不溶物除去；

(2)将异辛烷、二氨基苯甲醚、乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并搅拌15min；然后加入甲苯、异辛醇，采用泵循环方式混合搅拌25min；

(3)向步骤(2)所得混合物中加入四乙烯五胺、聚异丁烯基丁二酰亚胺、二十烷酸、碳酸二甲酯，升温至45℃保温并搅拌30min；

(4)向步骤(3)所得混合物中加入添加剂，于38℃下搅拌20min，然后降至室温并对混合物进行过滤去除不溶物，即得到汽油添加剂。

对上述各实施例制备的汽油催化剂进行性能测试，测试结果如表1所示。

表1

Claims (6)

1.一种汽油添加剂，其特征在于：按重量计，包括以下组分

2.根据权利要求1所述的汽油添加剂，其特征在于：所述添加剂为邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜与催化剂的混合物，且该混合物中邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜、催化剂的质量比为1:(3～4):(5～6):1。

3.根据权利要求2所述的汽油添加剂，其特征在于：所述催化剂的制备过程如下：

(a)将硝酸铈铵加入到乙醇水溶液中，搅拌均匀，配置成溶液A；将二苯甲酰甲烷加入到乙醇水溶液中，搅拌均匀，配置成溶液B；将氢氧化钠加入到去离子水中配置成溶液C；

(b)室温下，将溶液B滴加到溶液C中，生成白色悬浮液，滴加完毕后继续搅拌反应30～60min，反应完毕后将溶液A滴加到上述的B、C的反应混合液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应2～3h，反应完毕后依次抽滤、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重结晶，得到的固体产物即所述的催化剂。

4.根据权利要求3所述的汽油添加剂，其特征在于：所述硝酸铈铵、二苯甲酰甲烷、氢氧化钠的重量比为1:2:0.3。

5.根据权利要求4所述的汽油添加剂，其特征在于：所述乙醇水溶液为乙醇与去离子水按照体积比1:1混合而得到的混合溶液。

6.一种权利要求5所述汽油添加剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)在常温常压下，分别将各组分原料中的不溶物除去；

(2)将6～10份异辛烷、3～4份二氨基苯甲醚、5～8份乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并搅拌10～15min；然后加入20～30份甲苯、10～12份异辛醇，采用泵循环方式混合搅拌20～25min；

(3)向步骤(2)所得混合物中加入2～4份四乙烯五胺、1～2份聚异丁烯基丁二酰亚胺、1～3份二十烷酸、2～4份碳酸二甲酯，升温至40～45℃保温并搅拌20～30min；

(4)向步骤(3)所得混合物中加入2～5份添加剂，于38～42℃下搅拌15～20min，然后降至室温并对混合物进行过滤去除不溶物，即得到所述的汽油添加剂。