CN105331404A - 一种环保型汽油添加剂及其制备方法 - Google Patents

一种环保型汽油添加剂及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种环保型汽油添加剂，以甲醇作为汽油添加剂的主要原料，苯甲醇、丙三醇、正辛醇作为辅助原料。通过添加乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚，使汽油的馏程温度降低，燃烧性能获得改善，汽车的驾驶性能指数提高，环境污染减少。同时，乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚代替甲基叔丁基醚，不含任何铅、铝、锰、锌等有色金属离子，具有环境友好的特点。其次，铈源催化剂燃烧过程中产生铈颗粒，这些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，其与戊基双环己基酮、三乙烯四胺协同作用，有效减少了含碳沉积物的产生和废气的排放。因此，本发明制备的汽油添加剂能提高汽车辛烷值，净化尾气。

Description

一种环保型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，尤其涉及一种环保型汽油添加剂及其制备方法。
背景技术
随着人们环保意识的不断增强和日益严格的环保要求，世界各国都十分重视汽油质量的提高。西方发达国家从上世纪80年代就开始实施汽油无铅化方案，目前大多数国家都禁止使用加铅汽油。而我国在实施汽油无铅化方面也进行了不懈的努力，颁布了《关于限期停止生产销售车用含铅汽油的通知》，同时将出台新的汽油添加剂标准。为了保证这些政策的顺利实施，国内广大科研工作者经过长期的努力，开发了一系列高辛烷值汽油添加剂。
近年来，为了满足清洁燃料的发展要求，我国高辛烷值汽油添加剂也呈现出多样化的局面。含氧有机化合物添加到汽油中，能提供更完全的燃烧，减少CO等的排放。在燃烧过程中，汽油添加剂与汽油中的不饱和烃发生化学反应，生成环氧化合物，使整个燃烧过程中生成的过氧化物浓度减少，避免多火焰中心生成，使向未燃区传播活性燃烧核心的作用减弱。
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，与汽油互溶性好，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。尽管MTBE在一定时期内仍成为我国主要的汽油添加剂，但从长远看，在决定继续扩建和新建MTBE装置时应慎重考虑。因此，开发新型环保型汽油添加剂具有重要意义，并且，从发展趋势来看，这些环保型燃料添加剂具有良好的市场前景和竞争力。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种环保型汽油添加剂及其制备方法，该环保型汽油添加剂能提高汽车辛烷值，净化尾气。
有鉴于此，本发明提供了一种环保型汽油添加剂，包括以下成分：
所述铈源添加剂由铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜组成。
优选的，所述铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的重量比为1：1-5：3-6：0.5-3。
优选的，所述铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的重量比为1：3：5：1。
优选的，所述铈源催化剂按照如下方法制备：
将硫酸铈铵加入至第一乙醇水溶液中，得到溶液A；
将2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入至第二乙醇水溶液中，得到溶液B；
将氢氧化钠加入去离子水中得到溶液C；
室温下，将所述溶液B滴加至所述溶液C中，搅拌后得到悬浮液；
向所述悬浮液中滴加所述溶液A，反应1-3小时，抽滤、水洗、干燥，重结晶后得到铈源催化剂。
优选的，所述硫酸铈、2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮和氢氧化钠的重量比为1：2：0.25。
相应的，本发明还提供一种环保型汽油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
将30-35重量份甲醇、4-6重量份对二甲苯、2-4重量份乙二醇叔丁基醚和3-5重量份脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚混合，搅拌10-15min，得到第一混合物；
向所述第一混合物中加入6-8重量份苯甲醇、4-6重量份丙三醇、4-8重量份正辛醇，用泵循环，搅拌20-25min，得到第二混合物；
向所述第二混合物中加入4-5重量份戊基双环己基酮、1-2重量份油酸酰胺、1-2重量份丁二酰亚胺、3-5重量份三乙烯四胺，升温至40-45℃下搅拌20-30min，得到第三混合物；
向所述第三混合物中加入2-5重量份铈源添加剂，搅拌后降至室温，过滤，得到环保型汽油添加剂，所述铈源添加剂由铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜组成。
优选的，得到环保型汽油添加剂的步骤中，搅拌温度为38-42℃，搅拌时间为15-20min。
优选的，所述铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的重量比为1：1-5：3-6：0.5-3。
优选的，所述铈源催化剂按照如下方法制备：
将硫酸铈铵加入至第一乙醇水溶液中，得到溶液A；
将2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入至第二乙醇水溶液中，得到溶液B；
将氢氧化钠加入去离子水中得到溶液C；
室温下，将所述溶液B滴加至所述溶液C中，搅拌后得到悬浮液；
向所述悬浮液中滴加所述溶液A，反应1-3小时，抽滤、水洗、干燥，重结晶后得到铈源催化剂。
优选的，所述硫酸铈、2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮和氢氧化钠的重量比为1：2：0.25。
本发明提供了一种环保型汽油添加剂，以甲醇作为汽油添加剂的主要原料，苯甲醇、丙三醇、正辛醇作为辅助原料。通过添加乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚，使汽油的馏程温度降低，燃烧性能获得改善，汽车的驾驶性能指数提高，环境污染减少。同时，乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚代替甲基叔丁基醚，不含任何铅、铝、锰、锌等有色金属离子，具有环境友好的特点。其次，铈源催化剂燃烧过程中产生铈颗粒，这些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，其与戊基双环己基酮、三乙烯四胺协同作用，有效减少了含碳沉积物的产生和废气的排放。因此，本发明制备的汽油添加剂能提高汽车辛烷值，净化尾气。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明实施例公开了一种环保型汽油添加剂，包括以下成分：
所述铈源添加剂由铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜组成。
本发明以甲醇作为汽油添加剂的主要原料，苯甲醇、丙三醇、正辛醇作为辅助原料，其中，甲醇是最简单的饱和脂肪醇，可进行氧化、酯化、脱水等化学反应，与汽油的理化性质很接近，这使得甲醇部分替代汽油是可行的。甲醇的含氧量是50％，其辛烷值高，可用压缩比高，着火界限宽，火焰传播速度快，有利于提高热效率，具有良好的抗爆性和低污染排放性能。
所述乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚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。同时，乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚代替甲基叔丁基醚，不含任何铅、铝、锰、锌等有色金属离子，具有环境友好的特点。并且，本发明提供的汽油添加剂在不需要改造现有汽车发动机的情况下即可直接完全使用。
按照本发明，所述丁二酰亚胺和油酸酰胺一起作用，提高节油率，降低氮氧化物的排放，还可以减少积炭结焦。所述三乙烯四胺是一种多乙烯多胺醇胺，属于胺类助燃剂，具有清洁尾气的作用，还降低了CO和碳烟的排放。
所述铈源添加剂是铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的混合物，所述铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的重量比优选为1：1-5：3-6：0.5-3，更优选为1：3：5：1。
本发明采用的铈源催化剂在燃烧过程中产生铈颗粒，这些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，其与戊基双环己基酮、三乙烯四胺协同作用，有效减少了含碳沉积物的产生和废气的排放。
作为优选方案，所述铈源催化剂按照如下方法制备：将硫酸铈铵加入至第一乙醇水溶液中，得到溶液A；将2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入至第二乙醇水溶液中，得到溶液B；将氢氧化钠加入去离子水中得到溶液C；室温下，将所述溶液B滴加至所述溶液C中，搅拌后得到悬浮液；向所述悬浮液中滴加所述溶液A，反应1-3小时，抽滤、水洗、干燥，重结晶后得到铈源催化剂。其中，所述硫酸铈、2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮和氢氧化钠的重量比优选为1：2：0.25。
铈的稀土复合氧化物在高温小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。此外，铈颗粒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。
相应的，本发明还提供一种环保型汽油添加剂的制备方法，包括以下步骤：将30-35重量份甲醇、4-6重量份对二甲苯、2-4重量份乙二醇叔丁基醚和3-5重量份脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚混合，搅拌10-15min，得到第一混合物；向所述第一混合物中加入6-8重量份苯甲醇、4-6重量份丙三醇、4-8重量份正辛醇，用泵循环，搅拌20-25min，得到第二混合物；向所述第二混合物中加入4-5重量份戊基双环己基酮、1-2重量份油酸酰胺、1-2重量份丁二酰亚胺、3-5重量份三乙烯四胺，升温至40-45℃下搅拌20-30min，得到第三混合物；向所述第三混合物中加入2-5重量份铈源添加剂，搅拌后降至室温，过滤，得到环保型汽油添加剂，所述铈源添加剂由铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜组成。
作为优选方案，得到环保型汽油添加剂的步骤中，搅拌温度优选为38-42℃，搅拌时间优选为15-20min。所述铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的重量比优选为1：1-5：3-6：0.5-3，更优选为1：3：5：1。
所述铈源催化剂按照如下方法制备：将硫酸铈铵加入至第一乙醇水溶液中，得到溶液A；将2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入至第二乙醇水溶液中，得到溶液B；将氢氧化钠加入去离子水中得到溶液C；室温下，将所述溶液B滴加至所述溶液C中，搅拌后得到悬浮液；向所述悬浮液中滴加所述溶液A，反应1-3小时，抽滤、水洗、干燥，重结晶后得到铈源催化剂。
作为优选方案，所述硫酸铈、2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮和氢氧化钠的重量比为1：2：0.25。
本发明制备的铈源催化剂在燃烧过程中产生铈颗粒，这些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，其与戊基双环己基酮、三乙烯四胺协同作用，有效减少了含碳沉积物的产生和废气的排放。
从以上方案可以看出，本发明以醇类化合物为主，辅助以醚类化合物，不用MTBE，而用其他的醚类替代，更为环保，然后加上一些辅助的功能添加剂，例如，戊基双环己基酮、丁二酰亚胺、三乙烯四胺。本发明通过添加乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚，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。同时，乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚代替甲基叔丁基醚，不含任何铅、铝、锰、锌等有色金属离子，具有环境友好的特点。其次，铈源催化剂燃烧过程中产生铈颗粒，这些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，其与戊基双环己基酮、三乙烯四胺协同作用，有效减少了含碳沉积物的产生和废气的排放。因此，本发明制备的汽油添加剂能提高汽车辛烷值，净化尾气。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的技术方案进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
本发明实施例采用的原料和化学试剂均为市购。
所述的甲醇来自上海翔陵化工有限公司；
所述的苯甲醇来自上海实建实业有限公司；
所述的乙二醇叔丁基醚来自济南腾博化工有限公司；
所述的戊基双环己基酮来自石家庄迪亚诺精细化工有限公司；
所述的丁二酰亚胺来自山东省峰益科技化工。
实施例1
本发明的技术方案为一种环保型汽油添加剂，由以下原料组成：
上述的铈源添加剂为铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜的混合体，其质量比为1：3：5：1。
上述铈源催化剂的制备过程如下：
将1重量份的硫酸铈铵加入到10重量份的乙醇水溶液中(乙醇：水V/V＝1：1)配置成溶液A；
将2重量份的2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入到10重量份的乙醇水溶液中(乙醇：水V/V＝1：1)配置成溶液B；
将0.25重量份的氢氧化钠加入到12重量份的去离子水中配置成溶液C。
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，将溶液A滴加到上述的B、C混合溶液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应两个小时，抽滤水洗干燥，在氯仿溶液中重结晶得到固体产物，即铈源催化剂。
本发明的环保型汽油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1、将相应重量份的甲醇、对二甲苯、乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚加入到容器中，搅拌10-15min。
2、加入相应重量份的苯甲醇、丙三醇、正辛醇，用泵循环，混合搅拌20-25min。
3、加入相应重量份的戊基双环己基酮、油酸酰胺、丁二酰亚胺、三乙烯四胺，升温至40-45℃下搅拌20-30min。
4、加入相应重量份的铈源添加剂，于38-42℃下搅拌15-20min，降温至室温，最后对汽油添加剂进行过滤，去掉不溶物，得到最后的产物，即环保型汽油添加剂。
实施例2
本发明的技术方案为一种环保型汽油添加剂，由以下原料组成：
上述的铈源添加剂为铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜的混合体，其质量比为1：3：5：1。
上述铈源催化剂的制备过程如下：
将1重量份的硫酸铈铵加入到10重量份的乙醇水溶液中(乙醇：水V/V＝1：1)配置成溶液A；
将2重量份的2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入到10重量份的乙醇水溶液中(乙醇：水V/V＝1：1)配置成溶液B；
将0.25量份的氢氧化钠加入到12重量份的去离子水中配置成溶液C。
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，将溶液A滴加到上述的B、C混合溶液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应两个小时，抽滤水洗干燥，在氯仿溶液中重结晶得到固体产物，即铈源催化剂。
本发明的环保型汽油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1、将相应重量份的甲醇、对二甲苯、乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚加入到容器中，搅拌10-15min。
2、加入相应重量份的苯甲醇、丙三醇、正辛醇，用泵循环，混合搅拌20-25min。
3、加入相应重量份的戊基双环己基酮、油酸酰胺、丁二酰亚胺、三乙烯四胺，升温至40-45℃下搅拌20-30min。
4、加入相应重量份的铈源添加剂，于38-42℃下搅拌15-20min，降温至室温，最后对汽油添加剂进行过滤，去掉不溶物，得到最后的产物，即环保型汽油添加剂。
实施例3
本发明的技术方案为一种环保型汽油添加剂，由以下原料组成：
上述的铈源添加剂为铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亚砜的混合体，其质量比为1：3：5：1。
上述铈源催化剂的制备过程如下：
将1重量份的硫酸铈铵加入到10重量份的乙醇水溶液中(乙醇：水V/V＝1：1)配置成溶液A；
将2重量份的2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入到10重量份的乙醇水溶液中(乙醇：水V/V＝1：1)配置成溶液B；
将0.25重量份的氢氧化钠加入到12重量份的去离子水中配置成溶液C。
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，将溶液A滴加到上述的B、C混合溶液中，出现固体颗粒沉淀，滴加完毕后继续反应两个小时，抽滤水洗干燥，在氯仿溶液中重结晶得到固体产物，即铈源催化剂。
本发明的环保型汽油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
1、将相应重量份的甲醇、对二甲苯、乙二醇叔丁基醚、脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚加入到容器中，搅拌10-15min。
2、加入相应重量份的苯甲醇、丙三醇、正辛醇，用泵循环，混合搅拌20-25min。
3、加入相应重量份的戊基双环己基酮、油酸酰胺、丁二酰亚胺、三乙烯四胺，升温至40-45℃下搅拌20-30min。
4、加入相应重量份的铈源添加剂，于38-42℃下搅拌15-20min，降温至室温，最后对汽油添加剂进行过滤，去掉不溶物，得到最后的产物，即环保型汽油添加剂。
对本发明实施例1-3环保型汽油添加剂的性能进行检测，结果如表1所示。
表1本发明实施例制备的汽油添加剂的性能测试结果
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种环保型汽油添加剂，其特征在于，包括以下成分：
所述铈源添加剂由铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜组成。
2.根据权利要求1所述的环保型汽油添加剂，其特征在于，所述铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的重量比为1：1-5：3-6：0.5-3。
3.根据权利要求2所述的环保型汽油添加剂，其特征在于，所述铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的重量比为1：3：5：1。
4.根据权利要求1所述的环保型汽油添加剂，其特征在于，所述铈源催化剂按照如下方法制备：
将硫酸铈铵加入至第一乙醇水溶液中，得到溶液A；
将2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入至第二乙醇水溶液中，得到溶液B；
将氢氧化钠加入去离子水中得到溶液C；
室温下，将所述溶液B滴加至所述溶液C中，搅拌后得到悬浮液；
向所述悬浮液中滴加所述溶液A，反应1-3小时，抽滤、水洗、干燥，重结晶后得到铈源催化剂。
5.根据权利要求4所述的环保型汽油添加剂，其特征在于，所述硫酸铈、2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮和氢氧化钠的重量比为1：2：0.25。
6.一种环保型汽油添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将30-35重量份甲醇、4-6重量份对二甲苯、2-4重量份乙二醇叔丁基醚和3-5重量份脂肪酸酰胺聚氧乙烯醚混合，搅拌10-15min，得到第一混合物；
向所述第一混合物中加入6-8重量份苯甲醇、4-6重量份丙三醇、4-8重量份正辛醇，用泵循环，搅拌20-25min，得到第二混合物；
向所述第二混合物中加入4-5重量份戊基双环己基酮、1-2重量份油酸酰胺、1-2重量份丁二酰亚胺、3-5重量份三乙烯四胺，升温至40-45℃下搅拌20-30min，得到第三混合物；
向所述第三混合物中加入2-5重量份铈源添加剂，搅拌后降至室温，过滤，得到环保型汽油添加剂，所述铈源添加剂由铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜组成。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，得到环保型汽油添加剂的步骤中，搅拌温度为38-42℃，搅拌时间为15-20min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述铈源催化剂、邻苯二甲酰肼、乙酰丙酮和二甲基亚砜的重量比为1：1-5：3-6：0.5-3。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述铈源催化剂按照如下方法制备：
将硫酸铈铵加入至第一乙醇水溶液中，得到溶液A；
将2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮加入至第二乙醇水溶液中，得到溶液B；
将氢氧化钠加入去离子水中得到溶液C；
室温下，将所述溶液B滴加至所述溶液C中，搅拌后得到悬浮液；
向所述悬浮液中滴加所述溶液A，反应1-3小时，抽滤、水洗、干燥，重结晶后得到铈源催化剂。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述硫酸铈、2,2,7-三甲基-3,5-辛二酮和氢氧化钠的重量比为1：2：0.25。
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