CN1054626C

CN1054626C - 高清洁汽油添加剂及其制备方法和应用

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Publication number: CN1054626C
Application number: CN98100880A
Authority: CN
Inventors: 王良金; 李明生; 李立仁; 徐�明; 袁立
Original assignee: AISHIHUA STANDARD TECHNOLOGY Co BEIJING
Current assignee: AISHIHUA STANDARD TECHNOLOGY Co BEIJING
Priority date: 1998-03-04
Filing date: 1998-03-04
Publication date: 2000-07-19
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: CN1227866A

Abstract

本发明涉及高清洁汽油添加剂，尤其适用于中国市场以催化裂化组分为主体的汽油，该添加剂由分解剂、阻聚剂、光稳定剂、破乳剂、防锈剂、助溶剂及基础液组成，加入汽油中，可得到高清洁汽油，用于汽车燃油，可以大幅度降低油泥、积炭的生成，无论是温度较低的化油器和喷嘴，还是温度较高的进气阀，都能起到清洁作用，并可清洗已生成的沉积物，达到节约燃料，有效改善汽车发动机的动力性能，从而使由于积炭增加了的汽车排放尾气中的有害物含量明显减少。

Description

高清洁汽油添加剂及其制备方法和应用

本发明涉及汽油添加剂，具体地说是涉及以催化裂化组分为主体成分的汽油所适用的高清洁汽油添加剂及其制备方法。

以催化裂化组分为主体成分的汽油中，烯烃含量高，在高温下容易因氧化、聚合而生成油泥和积炭，这些沉积物是引起汽车发动机的化油器、电喷嘴和进气阀、燃烧室结焦堵塞的重要原因，由此会引起发动机供油不畅、燃烧不完全，不仅浪费燃料，而且影响发动机的动力性能，使发动机不能正常工作，造成汽车排放尾气中有害物质即一氧化碳、碳氢化合物和氧化氮含量大幅度增高。

众所周知，汽车工业的发展为国民经济的发展和改善人民的生活带来了很大的好处。中国的机动车保有量约为2500万辆，其中汽车约1300万辆，并且每年在以15～20％左右的速度递增。由于基础工业技术装备水平落后、汽车的技术水平低等原因，我国单车污染物排放量是发达国家的几倍甚至十几倍，国产车辆的污染物排放量是发达国家的一至五倍。

二十一世纪是环保世纪，降低汽车尾气中有害气体的排放是一个急待解决的新问题。尾气排放中的主要污染物是碳氢化合物、一氧化碳和氧化氮。碳氢化合物即烃类化合物排入大气后与氧化氮在阳光下容易生成臭氧而形成光化学烟雾，高空的臭氧可以遮蔽紫外线，对人体有利，而低空的臭氧则会损害人体的呼吸系统，还会影响农作物的生长。一氧化碳进入人体血液与血红蛋白结合，会降低血液输送功能，严重时导致中毒甚至致人死亡。氧化氮不仅影响人体呼吸系统，导致气管炎、肺炎和肺部疾病的发生，也是生成酸雨的主要成分。

研究证明，电子直喷燃料，用计算机控制空/燃比，能提高发动机的比功率，降低燃料消耗，使发动机燃烧完全，减少排气污染。发达国家的汽车大部分都采用这种方法来改善汽车发动机的性能，但同时必须使用加有了高清洁汽油添加剂的无铅汽油，这是因为在电子直喷状况下，燃烧室温度升高，汽油容易在喷嘴、进气阀甚至燃烧室内生成积炭，而使用加有高清洁汽油添加剂的汽油则可防止积炭的生成。中国的汽油组成同国外汽油相比有很大的差异，最主要的是催化裂化组分所占比例高，约为70～80％，而美国和西欧的汽油中催化裂化组分分别只有35.5％和27％，各组分的比较见表1。

催化裂化组分的主要组成是烯烃，烯烃含量高的汽油在高温下极易氧化、聚合生成弱酸性的油泥和积炭，因此我国的汽油生成油泥和积炭的问题比国外的汽油严重得多。这就会造成发动机油路堵塞，空/燃比失调，燃烧不完全，发动机功率下降，导致排放尾气中有害气体量增加。在汽油中加入高清洁汽油添加剂是解决这一问题的有效办法之一。因此美国联邦在1995年作出在汽油中加入高清洁汽油添加剂的规定，在新配方汽油中限制烯烃的含量在5～10％以下，欧洲、日本等国也已大量使用。

表1 中国、美国和西欧汽油组成％

汽油组分	主要组成	中国		美国1993年	西欧1991年
		中国				1995年	2000年
		催化裂化组分	烯烃			1995年	2000年	73.1	78.1	35.5	27
催化重整组分	芳烃	催化裂化组分	烯烃	6.5	15.1	33	47	73.1	78.1	35.5	27
催化重整组分	芳烃	烷基化组分	异构烷烃	6.5	15.1	33	47	0.2	3.5	12	4
异构化组分	异构烷烃	烷基化组分	异构烷烃	＿＿	＿＿	10	5	0.2	3.5	12	4
异构化组分	异构烷烃	醚化组分	含氧醚	＿＿	＿＿	10	5	＿＿	3.3	1.5	＿＿
直馏组分	烷烃	醚化组分	含氧醚	16.1	＿＿	＿＿	8	＿＿	3.3	1.5	＿＿
直馏组分	烷烃	焦化组分	烷烃	16.1	＿＿	＿＿	8	1	＿＿	＿＿	＿＿
热裂化组分	烷烃	焦化组分	烷烃	＿＿	＿＿	＿＿	＿＿	1	＿＿	＿＿	＿＿
热裂化组分	烷烃	加氢裂化组分	＿＿	＿＿	＿＿	＿＿	＿＿	1	＿＿	2	＿＿
芳烃	芳烃	加氢裂化组分	＿＿	0.6	＿＿	＿＿	＿＿	1	＿＿	2	＿＿
芳烃	芳烃	丁烷	烷烃	0.6	＿＿	＿＿	＿＿	＿＿	＿＿	6	6
其它	＿＿	丁烷	烷烃	1.5	＿＿	＿＿	3	＿＿	＿＿	6	6
其它	＿＿	合计		1.5	＿＿	＿＿	3	100	100	100	100

汽油中加入的高清洁汽油添加剂是一种表面活性剂，它不仅有清洁发动机油路系统的功效，而且能够将清洗下来的颗粒分散，由汽油带走燃烧，从而恢复发动机的正常供油功能，改善发动机的燃烧状态，降低由于燃烧不完全而增加的排放污染。加有高清洁汽油添加剂的汽油用于在用车有很强的清洗积炭效果，而在新车中使用时更具有保洁功能。

目前高清洁汽油添加剂在国外已广泛应用，但如表1所示，由于中国的汽油中烯烃含量很高，与国外汽油在组成上有较大的差异，所以进口的汽油清洁剂用于中国的汽油中其效果不甚理想；中国专利申请Appl.No.94117669·x，公开了一种汽油复合添加剂的组成，使用了一种低分子量的聚异丁烯胺作为分散剂，这种添加剂在化油器和喷嘴的较低温度区具有很好的分散性和清洁性，但对温度升至约240～250℃的进气阀中，这种低分子量的分散剂则较难起作用。

本发明的主要目的是提供一种高清洁汽油添加剂，尤其是适用于以催化裂化组分为主体成分的高清洁汽油添加剂的组成。

本发明的另一目的是提供一种适用于以催化裂化组分为主体成分的高清洁汽油添加剂的制备方法。

本发明的目的还在于提供该高清洁汽油添加剂的应用。

本发明的高效汽油清洁剂由以下成分组成：(重量％)

A、复合清净分散剂 8～40％

B、阻聚剂 0.5～4％

C、光稳定剂 0.2～3％

D、破乳剂 0.3～3％

E、防锈剂 0.5～3％

F、助溶剂 2～10％

G、基础液余量

上述A、B、C、D、E、F、G组分之和为100％，其中，

复合清净分散剂为两种不同分子量的聚异丁烯丁二酰亚胺(I)的混合物：

上式(I)中，R是分子量1100～1300的聚异丁烯基团，R′是分子量1800～2200的聚异丁烯基团，两种聚异丁烯胺的比例为8～2∶2～8；

阻聚剂是3-叔丁基-对羟基茴香醚(II)与叔丁基邻苯二酚(III)的混合物，两种化合物的混合比例为10～5∶1～5；

光稳定剂是2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(IV)、双酚A双水氧酸酯(V)或双癸二酸酯(VI)中的一种；

破乳剂为聚氧乙烯醚与聚氧丙烯醚的镶嵌共聚物(VII)：

该共聚物中a项组分的组成小于共聚物总量的15％，b项和c项组分的组成之和为共聚物总量的20～90％，余量是水相(该原料是市售商品)；

防锈剂为苯骈三氮唑(VIII)，

R为C₈～C₂₀的烷烃；

助溶剂为异丙醇(IX)

基础液为航空煤油与重芳烃的混合液，比例为8～5∶2～5。

本发明所用的清净分散剂是由两种不同分子量的聚异丁稀丁二酰亚胺混合而成的复合无灰分散剂，其作用是通过大分子一端的碱性基团和另一端的油溶性基团使积炭溶解在汽油中，达到胶溶、增溶和清洗的目的。由于清洗部位不同，所以温度也不同，化油器的温度约60℃，喷嘴温度约100～135℃，进气阀的温度约240～250℃，要达到全过程的清洁，就要求添加剂在不同的温度下都有良好的分散性和清净性，本发明选用了两种不同分子量的聚异丁稀丁二酰胺制成混合分散剂，以实现从低温到高温的清洁作用。上述分散剂的优选比例为清洁剂总量的14～27％(重量)。

本发明的阻聚剂采用茴香醚类化合物与叔丁基邻苯二甲酚类化合物的混合物，主要作用是在较高的温度下防止汽油中烯烃聚合及氧化而生成弱酸性油泥和积炭。阻聚剂的优选比例为添加剂总量的0.5～2.5％(重量)。

本发明的添加剂组成中加入了光稳定剂，因为烯烃在高温燃烧条件下会产生高能量的自由基，它是引起进一步的聚合，产生积炭的重要原因，电是空气中的氧与氮反应生成氧化氮的必要条件，光稳定剂的引入可吸收高能量的自由基，从而防止高温下结焦及减少和抑制氧化氮的生成。光稳定剂的优选比例为添加剂总量的0.3～1％(重量)。

破乳剂的主要功能是防止汽油与水乳化，将水带入燃烧室而影响汽油的燃烧功能。防锈剂的使用是为防止油路系统产生锈蚀。助溶剂即异丙醇，是一种载体油，用以保证A～E组分的溶解性，使之形成均一的溶液，使用的共聚物(VII)中，b项和c项组分的组成之和为共聚物总量的20～90％，最好是50％。

本发明的高清洁汽油添加剂采用重芳烃和航空煤油作为基础液。这两种复配基础液与其它溶剂相比，对油泥和结焦有更好的溶解性能，而且以高浓度的添加剂加入汽油中，对汽油箱成套组件中的胶管、塑料件、滤清器和油泵不会产生溶解和膨胀，且汽油燃烧后不会产生二次污染。

本发明的高清洁汽油添加剂的制备方法是先按要求称取和配制出各个组分，然后在35～50℃下将分散剂预先溶于基础液中，将阻聚剂、光稳定剂、破乳剂和防锈剂溶入助溶剂中，再将上述溶入了各组分的二者合并，常压下搅拌均匀，经超细过滤除去料液中的机械杂质，得到的棕色液体即为本发明的高清洁汽油添加剂产品。

本发明的高清洁汽油添加剂在应用时以300～1000ppm的添加浓度加入汽油中即可得到高清洁汽油，该高清洁汽油的清净性、阻聚性和排污性均优于普通汽油。

本发明的最具创造性的特点就是针对中国的汽油中烯烃含量高、高温下极易氧化和聚合的特殊性，在添加剂的配方中使用了阻聚剂和光稳定剂，并且使用了两种不同分子量的复合型分散剂，这种添加剂加入到上述汽油中，形成高清洁汽油，试验结果证明，不仅可以大幅度降低油泥、积炭的生成，还可清洗已生成的沉积物，达到节约燃料，有效改善汽车发动机的动力性能，降低尾气排放中由于燃烧不完全而产生的有害物质含量的目的。

本发明所用的各种原料均为可购到的化工产品，或可通过现有技术制备得到。本发明的添加剂产品制备方法简单，使用方便，效果显著。

本发明的高清洁汽油添加剂广泛应用于商品含铅汽油和无铅汽油，也能适用于普通柴油。

总之，本方明提供的高清洁汽油添加剂可以说是目前我国汽车工业正在实施的以燃油直喷、电子点火型汽车淘汰落后的化油器型汽车的跨世纪技术更新中必须的产品。

本发明的高清洁汽油添加剂的理化指标见表2。

表2

项目	理化指标	试验方法
项目	理化指标	试验方法	外观	棕色液体	目测
密度，20℃ g/cm³	0.77～0.85	GB/T 1881	外观	棕色液体	目测
密度，20℃ g/cm³	0.77～0.85	GB/T 1881	铜片腐蚀试验50℃，3h	合格	GB/T 5096
氮含量％	≥0.2	电量法	铜片腐蚀试验50℃，3h	合格	GB/T 5096
氮含量％	≥0.2	电量法	闪点(闭口) ℃	≥28	GB/T 261

实施例1

制备100公斤高清洁汽油添加剂产品，各种原料的取用量如下：

A、分散剂： 14公斤

(其中分子量1100～1300和1800～2200的聚异丁烯丁二酰亚胺各7公斤)

B、阻聚剂：3-叔丁基-对羟基茴香醚(II) 0.5公斤

叔丁基邻苯二酚(III) 0.5公斤

C、光稳定剂：2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮(IV) 0.5公斤

D、破乳剂： 0.5公斤

E、防锈剂： 1.2公斤

F、助溶剂： 6公斤

G、基础液：(其中航空煤油∶重芳烃＝1∶1) 76.8公斤

在35～50℃条件下，将两种聚异丁烯丁二酰亚胺混合后溶入基础液中，3-叔丁基-对羟基茴香醚、叔丁基邻苯二酚、2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮、破乳剂及防锈剂溶解于助溶剂中，二者合并，常压下搅拌均匀，经超细过滤除去料液中的机械杂质，得到的棕色液体即为本发明的高清洁汽油添加剂产品。

实施例2

A、分散剂： 20公斤

(分子量1100～1300和1800～2200的聚异丁烯丁二酰亚胺分别是8和12公斤)

B、阻聚剂：3-叔丁基-对羟基茴香醚(II) 0.7公斤

叔丁基邻苯二酚(III) 0.3公斤

C、光稳定剂：双酚A双水氧酸酯(V) 0.5公斤

D、破乳剂： 0.8公斤

E、防锈剂： 1.5公斤

F、助溶剂： 8公斤

G、基础液：(航空煤油∶重芳烃＝1∶1) 68.2公斤

制备方法同实施例1。

实施例3

A、分散剂： 25公斤

(分子量1100～1300和1800～2200的聚异丁烯丁二酰亚胺分别是7.5和17.5公斤)

B、阻聚剂：3-叔丁基-对羟基茴香醚(II) 0.8公斤

叔丁基邻苯二酚(III) 0.4公斤

C、光稳定剂：双癸二酸酯(VI) 0.5公斤

D、破乳剂： 1.0公斤

E、防锈剂： 2.0公斤

F、助溶剂： 10公斤

G、基础液：(航空煤油∶重芳烃＝1∶1) 60.3公斤

制备方法同实施例1。

效果试验1

将实施例1中配方配制的高清洁汽油添加剂按1000ppm加入93号无铅汽油中，供已行驶58455公里的桑塔纳—化油器车使用，行车2764公里，在怠速条件下测定排放尾气中一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)的变动值，结果见表3。

表3

	尾气中CO排放量测定ppm		尾气中HC排放量测定ppm
	尾气中CO排放量测定ppm		尾气中HC排放量测定ppm		高怠速	低怠速	高怠速	低怠速
	已行驶58455公里，未加清洁剂	7.30	9.50	292	高怠速	低怠速	高怠速	低怠速	741
加清洁剂，后行车2764公里	已行驶58455公里，未加清洁剂	7.30	9.50	292	5.95	7.30	255	383	741
加清洁剂，后行车2764公里	尾气中有害物的降低(％)	18.49	23.18	12.7	5.95	7.30	255	383	48.3

效果试验2

将实施例3中配方配制的高清洁汽油添加剂按800ppm加入93号无铅汽油中，供已行驶61219公里的桑塔纳—化油器车使用，行车993公里，在怠速条件下测定排放尾气中一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)的变动值，结果见表4。

表4

	尾气中CO排放量测定ppm		尾气中HC排放量测定ppm
	尾气中CO排放量测定ppm		尾气中HC排放量测定ppm		高怠速	低怠速	高怠速	低怠速
	已行驶61219公里，未加清洁剂	5.95	7.30	255	高怠速	低怠速	高怠速	低怠速	383
加清洁剂后行车993公里	已行驶61219公里，未加清洁剂	5.95	7.30	255	2.00	0.85	205	129	383
加清洁剂后行车993公里	尾气中有害物的降低(％)	66.4	88.4	19.61	2.00	0.85	205	129	66.3

以上试验结果可以说明，使用加入了高清洁汽油添加剂的汽油，可使汽车排放尾气中有害物含量减少，汽车恢复良好工况，同时还有节油效果，经对上述试验用车测定，未加高清洁汽油添加剂前耗油量为9.96升/百公里，加入高清洁汽油添加剂后行车3757公里，耗油320升，耗油量为8.52升/百公里，节油14.5％。

Claims

1、一种高清洁汽油添加剂，其特征在于该添加剂由以下成分组成：(重量％)

A、复合清净分散剂 8～40％

B、阻聚剂 0.5～4％

C、光稳定剂 0.2～3％

D、破乳剂 0.3～3％

E、防锈剂 0.5～3％

F、助溶剂 2～10％

G、基础液余量

上述A、B、C、D、E、F、G组分之和为100％，其中，

破乳剂为聚氧乙烯醚与聚氧丙烯醚的镶嵌共聚物(VII)：

该共聚物中a项组分的组成小于共聚物总量的15％，b项和c项组分的组成之和为共聚物总量的20～90％，余量是水相；

防锈剂为苯骈三氮唑(VIII)，

R为C₈～C₂₀的烷烃；

助溶剂为异丙醇(IX)

基础液为航空煤油与重芳烃的混合液，比例为8～5∶2～5。

2、根据权利要求1所述的高清洁汽油添加剂，特征在于，复合清净分散剂的加入比例是添加剂总量的14～27％(重量)。

3、根据权利要求1所述的高清洁汽油添加剂，特征在于，阻聚剂的加入比例是添加剂总量的0.5～2.5％(重量)。

4、根据权利要求1所述的高清洁汽油添加剂，特征在于，光稳定剂的加入比例是添加剂总量的0.3～1％(重量)。

5、一种如权利要求1所述的高清洁汽油添加剂的制备方法，特征在于，先按要求称取和配制出各个组分，然后在35～50℃下将分散剂预先溶于基础液中，将阻聚剂、光稳定剂、破乳剂和防锈剂溶入助溶剂中，再将上述溶有各组分的基础液和助溶剂二者合并，常压下搅拌均匀，经超细过滤除去料液中的机械杂质。

6、一种如权利要求1所述的高清洁汽油添加剂的应用，特征在于，该添加剂可添加在汽油中制成高清洁汽油，该添加剂在汽油中的添加浓度为300～1000ppm。