CN108102746A - 一种环保型节能减排汽油添加剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及到汽油添加剂领域，具体涉及到一种环保性节能减排汽油添加剂及其制备方法。一种环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚4～9份、碳酸二甲酯2～5份、3‑苯基‑1‑(2‑氨基‑3,4,5‑三甲氧基‑苯基)丙烯酮1～3份、3,4,5‑三羟基苯甲酰胺2～6份、1‑(4‑羟基苯基)‑5‑巯基‑四氮唑3～9份、苯并三氮唑1～5份、乙酸乙酯4～8份、三乙醇胺2～5份、异戊二醇11～15份、溶剂14～30份。

Description

一种环保型节能减排汽油添加剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及到汽油添加剂领域，具体涉及到一种环保性节能减排汽油添加剂及其制备方法。
背景技术
汽油，外观为透明液体，可燃，馏程为30℃至220℃，主要成分为C5～C12脂肪烃和环烷烃类以及一定量芳香烃。汽油由石油炼制得到的直馏汽油组分、催化裂化汽油组分、催化重整汽油组分等不同汽油组分经精制后与汽油添加剂经调和制得，主要用作汽车点燃式内燃机的燃料。
汽油添加剂也就是市面上销售的“燃油宝”，亦称作燃油添加剂、节油添加剂、汽油清净剂等。简单地说，汽油添加剂是出于“节能减排”的目的向汽车燃油中添加的一种物质。“节能”即节省汽油的消耗，提高汽油的燃烧性能，使得汽车同等情况下消耗一定量的汽油行驶的里程数增加。“减排”即减少有害物质的排放，依然是通过汽油添加剂来减少燃油的不充分燃烧，使得积碳、尾气中有害物质的含量等相应减少。一些研究试验表明，汽车在使用燃油添加剂后，在其使用寿命中可相应减少一吨以上的有关废气(碳氢氧化物、一氧化碳和氮氧化物等)。
汽油添加剂的主要作用包括：清除积碳，清洁燃油系统；增强动力性能；改善雾化，节省燃油；防腐、防锈、润滑，保护引擎；降低噪音，减少磨损，延长发动机寿命；消除黑烟，降低排放等。但是一些研究表明，某些汽油添加剂可能会对汽油的安定性、燃烧热值造成不良影响。
本发明提供了一种环保型节能减排汽油添加剂，能有效提高低标号的汽油的辛烷值，提高燃烧性能和抗爆性能，并且不对汽油的其他性能造成不良影响。本发明的环保型节能减排汽油添加剂能够提升引擎动力，具有明显的改善发动机经济性、动力性的作用。同时本发明能防止燃油燃烧后产生的积碳附着与发动机表面，可有效清除积碳，清洁燃油系统提升动力，节省燃油，降低噪音，防止燃油导致的发动机故障。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚4～9份、碳酸二甲酯2～5份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮1～3份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺2～6份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑3～9份、苯并三氮唑1～5份、乙酸乙酯4～8份、三乙醇胺2～5份、异戊二醇11～15份、溶剂14～30份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚7份、碳酸二甲酯4份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮2.4份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺5份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑6份、苯并三氮唑2.5份、乙酸乙酯6份、三乙醇胺3份、异戊二醇13份、溶剂21份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的溶剂为一元醇或苯类有机物。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的一元醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇、2-己醇、1-辛醇、2-辛醇、2-丁氧基乙醇、对壬基酚中的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的苯类有机物选自甲苯、二甲苯、硝基苯、硝基甲苯、三硝基甲苯中的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的环保性节能减排汽油添加剂中还包括助剂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的助剂选自清净剂、携带剂、摩擦改进剂、金属钝化剂、抗氧化剂、分散剂、抗腐蚀剂、抗静电剂、抗磨剂、酸中和剂、抗酸蚀剂、流动改进剂、助燃剂、表面活性剂、润滑剂、消烟剂、生物酶、助燃剂中的任一种或多种。
本发明的第二个方面提供了所述的环保型节能减排汽油添加剂的制备方法，至少包括以下步骤：
按照重量份，将溶剂等分为2份，向第一份溶剂中依次加入乙基叔丁基醚、碳酸二甲酯、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮，在30～50℃下搅拌0.5～1h，获得溶液A；向第二份溶剂中依次加入3,4,5-三羟基苯甲酰胺、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑、苯并三氮唑、乙酸乙酯、三乙醇胺、异戊二醇，在25～40℃下搅拌0.5～1h，获得溶液B；将溶液A、B混合，在45～60℃下搅拌0.5～1h，获得所述的环保型节能减排汽油添加剂。
本发明的第三个方面提供了所述的环保型节能减排汽油添加剂在改善汽油性能领域的应用。
本发明的第四个方面提供了一种汽油组合物，所述的汽油组合物包括汽油以及所述的环保型节能减排汽油添加剂，按体积比所述的环保型节能减排汽油添加剂的添加量为0.5～4‰。
具体实施方式
参选以下本发明的优选实施方法的详述以及包括的实施例可更容易地理解本发明的内容。除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
单数形式包括复数讨论对象，除非上下文中另外清楚地指明。“任选的”或者“任意一种”是指其后描述的事项或事件可以发生或不发生，而且该描述包括事件发生的情形和事件不发生的情形。
说明书和权利要求书中的近似用语用来修饰数量，表示本发明并不限定于该具体数量，还包括与该数量接近的可接受的而不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。相应的，用“大约”、“约”等修饰一个数值，意为本发明不限于该精确数值。在某些例子中，近似用语可能对应于测量数值的仪器的精度。在本申请说明书和权利要求书中，范围限定可以组合和/或互换，如果没有另外说明这些范围包括其间所含有的所有子范围。
此外，本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显旨指单数形式。
为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚4～9份、碳酸二甲酯2～5份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮1～3份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺2～6份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑3～9份、苯并三氮唑1～5份、乙酸乙酯4～8份、三乙醇胺2～5份、异戊二醇11～15份、溶剂14～30份。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚7份、碳酸二甲酯4份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮2.4份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺5份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑6份、苯并三氮唑2.5份、乙酸乙酯6份、三乙醇胺3份、异戊二醇13份、溶剂21份。
乙基叔丁基醚，CAS：637-92-3，购自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司。乙基叔丁基醚，简称ETBE，沸点71.7℃，雷德蒸汽压为27.58KPa，研究法辛烷值(RON)为120，马达法辛烷值(MON)为102，含氧量为13.8％。ETBE是一种醚类抗爆剂，它自身具有较高的辛烷值，当其掺合到油品中能够通过调和作用提高油品的辛烷值。ETBE能与汽油以任意比例互溶不发生分层，与汽油组分有良好的调和效应，调和辛烷值高于其净辛烷值；能够降低一氧化碳、臭氧、苯、丁二烯等有害物质的排放，改善汽车性能。并且ETBE的沸点较高，能够与汽油相溶而不生成共沸混合物，因而即可使发动机内的气阻减小，又可使汽油的蒸发损失降低。使用ETBE作为抗爆剂具有极好的汽油经济性和安全性，具有很好的应用前景。
汽油抗爆性是汽油质量最重要的指标之一，汽油抗爆性指的是汽油在各种使用条件下抗爆震燃烧的能力。车用汽油的抗爆性用辛烷值表示。辛烷值越高，抗爆性越好。汽油抗爆能力的大小与化学组成有关。带支链的烷烃以及烯烃、芳烃、含氧化合物通常具有优良的抗爆性。规定异辛烷的辛烷值为100，抗爆性好；正庚烷的辛烷值为0，抗爆性差。汽油辛烷值由辛烷值机测定。高辛烷值汽油可以满足高压缩比汽油机的需要。汽油机压缩比高，则热效率高，可以节省燃料。
但是研究发现，汽油中烯烃含量增加时汽油的燃烧性能变差，发动机排放尾气中NOx、CO、CH化合物、颗粒等的总含量大幅度增加并形成光化学烟雾，严重污染环境。因此，各国对汽油的烯烃含量进行严格限制。然而。车用汽油的辛烷值会随其烯烃含量的降低而下降。与提高汽油辛烷值的其他技术相比，添加抗爆剂是目前提高低烯烃含量汽油辛烷值最经济、最有效的方法。
当发动机吸入燃油蒸汽与空气的混合物后，在压缩行程还未到达设计的点火位置、种种控制之外的因素却导致燃气混合物自行点火燃烧、此时，燃烧所产生的巨大冲击力与活塞运动的方向相反、引起发动机震动，这种现象称为爆震。爆震是汽油机汽缸内未燃混合气的自燃。爆震发生的根本原因是燃料在燃烧前活性过氧化物的大量积聚引起的链分支反应加快而产生的瞬时反应放热过快，进而引起温度和压力的急剧升高。汽油发动机产生爆震很大程度上与燃料的性质有关，如果汽油很易被氧化，而形成的过氧化物不易分解，导致汽油自燃点下降，就很容易发生爆震现象。
爆震是限制发动机热效率提高的主要原因之一。汽油机爆震时会使气缸的压力和温度急剧升高，这与周围气压极不平衡，在火焰前方引起的高强度冲击波，不断往复地撞击缸壁、活塞顶和燃烧室壁，从而引起强烈振动并产生噪音，而且未完全燃烧的气体会形成黑烟随废气一起排向大气，给汽油机部分构件和环境造成危害。
汽油机爆震时产生的不正常燃烧脉冲压力波，冲击和加剧了发动机零部件的负荷，会使活塞、连杆轴承和主轴轴承磨损加剧，造成轴承合金表层破坏。同时局部的高温、高压容易使活塞、气门烧坏，严重影响发动机的动力性，缩短发动机的使用寿命。
爆震时燃烧室内部温度高达3000℃左右，压力波和灼热气体对缸壁反复冲击，从而破坏了缸壁等的气体附着层和油膜，导致气缸等零件的温度过高，造成发动机过热，严重时使活塞顶部烧蚀发生粘滞。气缸过热会加快积碳的形成，甚至会使金属变软、熔化或烧损，发动机运转不稳定，剧烈振动。
爆震燃烧使得气缸盖燃烧室内积碳过多，排气管冒黑烟。由于积碳传热性较差，使缸盖受热小均匀而造成变形或裂纹。高温积碳表面还会促使表面点火的产生，导致新的不正常燃烧，使发动机的功率及经济性严重下降。
在发动机产生爆震时，局部区域的压力和温度很高，带冲击性的压力波会使一部分能量消耗在零件的变形和压力波本身的反复振荡上。燃烧产物的热分解还要消耗一部分热量，这些能量也不能回收利用。同时，由于传给冷却系统的热量增多，冷却水带走的热量增大，从而使热效率降低，做功的热量进一步减少。因此，爆震时功率下降，油耗上升。
抗爆剂所能起的作用就是要和焰前反应的活性物质反应，改变反应的路径，延长反应的诱导期，使抗爆剂或抗爆组分起着反催化剂的作用，即抑制反应的自动加速，就是说把燃料燃烧的速度限制在正常的燃烧范围内，即在燃烧室内火焰前锋到达之前，抑制烃类燃料的自燃，就是要延长未燃混合气自燃的诱导期或设法使火焰的传播速度增加，这就是抗爆剂作用机理的实质。作为抗爆剂的物质必须具备破坏或分解过氧化物延长反应诱导期的能力或加快火焰传播速度的能力。
碳酸二甲酯，CAS：616-38-6，购自梯希爱(上海)化成工业发展有限公司。碳酸二甲酯，简称DMC，DMC的RON和MON分别为110、97，比甲基叔丁基醚低。DMC是含氧化合物，添加到汽油中，着火速度快，燃烧后污染程度较轻，其中所含氧原子也可参与燃烧，改善燃烧过程，降低未燃烧的HC排放量。但是也有研究发现，加入DMC会使汽油的燃烧热值有所降低，冰点及氧含量升高，对汽油的馏程、饱和蒸汽压及水溶性基本上没有影响；DMC更适合于基础辛烷值大于80的汽油的调和。但是DMC是一种低毒、环保性能优异、用途广泛的“绿色”化工原料，在生产中具有使用安全、方便、污染少、容易运输等特点，具有非常好的应用前景。
3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮的制备方法至少包括以下步骤：
将0.8mol苯乙酮和0.7mol2’-氨基-3’,4’,5’-三甲氧基苯乙酮加入到溶解有0.7mol肉桂醛的0.8ml的甲醇中。向其中加入0.4mL的6mol/L氢氧化钠溶液，搅拌40min，放入冰箱中冷藏过夜。过滤，用冰水和甲醇洗至中性，所述的甲醇在使用前需在冰箱冷藏12h以上。重结晶纯化获得3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮。
2’-氨基-3’,4’,5’-三甲氧基苯乙酮，CAS：42465-69-0，购自杭州杰恒化工有限公司。
苯乙酮，CAS：98-86-2，购自国药集团化学试剂有限公司。
肉桂醛，CAS：104-55-2，购自国药集团化学试剂有限公司。
3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮，1H NMR(DMSO-d6，250MHz)：δ7.90(1H，H-β)；7.56(1H，H-α)；7.30(2H，H-2，H-6)；7.21(2H，H-3，H-5)；7.14(1H，H-4)；6.52(1H，H-6′)；4.0(2H，NH2)；3.62～3.81(3×3H，3×CH3O)。
含氮类化合物也可以作为抗爆剂使用，最重要的是芳香胺类抗爆剂。芳香胺类抗爆剂对研究法辛烷值提高较多，对马达法辛烷值提高较少，而加剂后对实际胶质影响也很小，加剂后对汽油诱导期的影响较大，会使汽油的安定性变差。并且由于汽车用的密封圈以丁晴橡胶为原料的较多，使用这类添加剂后会对汽车中一些管路密封性能产生较大的影响。
3,4,5-三羟基苯甲酰胺，又名五倍子酰胺，CAS：618-73-5，购自杭州杰恒化工有限公司。3,4,5-三羟基苯甲酰胺含有多个酚羟基，还原性强，可用作抗氧化剂使用。
1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑，CAS：52431-78-4，购自杭州杰恒化工有限公司。1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑含有还原性的羟基和巯基，具有还原性。并且1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑中包含氮原子和硫原子，氮原子和硫原子含有未成对的电子，易于与金属配位，在金属表面形成保护膜，抑制金属表面腐蚀。
苯并三氮唑，白色浅褐色针状结晶，可加工成片状、颗粒状、粉状。在空气中氧化而逐渐变红。本品味苦、无臭。在真空中蒸馏时能发生爆炸。溶于乙醇、苯、甲苯、氯仿和N,N-二甲基甲酰胺，微溶于水。CAS：95-14-7，购自江苏倍达医药科技有限公司。
苯并三氮唑广泛应用于防锈剂、防冻液、油类抗氧剂(各种润滑油、液压油、刹车油、变压油等)、乳化剂、水质稳定剂、聚酰胺、聚脂等高分子材料的耐紫外或抗静电添加剂、照相防雾剂、乳化媒染剂、PVC发泡抑制剂、分析试剂、铜矿浮选剂及金属缓蚀剂。苯并三氮唑对铜、铝、铸铁、镍、锌等金属材料有防蚀作用。可与多种缓蚀剂配合以提高缓蚀效果。
乙酸乙酯是无色透明液体，低毒性，有甜味，浓度较高时有刺激性气味，易挥发，对空气敏感，能吸水分，使其缓慢水解而呈酸性反应。能与氯仿、乙醇、丙酮和乙醚混溶，溶于水。相对密度0.902，熔点-83℃，沸点77℃，折光率1.3719。CAS：141-78-6，购自国药化学试剂有限公司。
三乙醇胺，无色至淡黄色透明粘稠液体，微有氨味，低温时成为无色至淡黄色立方晶系晶体。露置于空气中时颜色渐渐变深。易溶于水、乙醇、丙酮、甘油及乙二醇等，微溶于苯、乙醚及四氯化碳等，在非极性溶剂中几乎不溶解。能吸收二氧化碳及硫化氢等酸性气体。三乙醇胺可用作纤维处理剂、防腐添加剂、增塑剂、照相显影液添加剂、发动机积碳防止剂等。还用作增塑剂、中和剂、润滑剂的添加剂或防腐蚀剂以及染料、树脂等的分散剂以及合成表面活性剂、稳定剂等。CAS：102-71-6，购自国药化学试剂有限公司。
异戊二醇，CAS：2568-33-4，购自国药化学试剂有限公司。异戊二醇，又名3-甲基-1,3-丁二醇，外观为无色液体，沸点202.5℃，密度0.976，闪点105℃。异戊二醇对皮肤/眼睛均无刺激性，没有急性口服毒性，是非常安全的化学原料。异戊二醇同其它醇类相比,具有卓越的油脂兼溶性,并且具有同非极性溶剂如苯等相溶性都非常好的特性，同时它具有非常好的化学稳定性和氧化稳定性，卓越的超低冻点(零下50度以下)仍具有非常好的流动性。异戊二醇可作为溶剂、抗菌剂、保湿剂、增溶剂等使用，广泛用于化妆品领域。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的溶剂为一元醇或苯类有机物。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的一元醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇、2-己醇、1-辛醇、2-辛醇、2-丁氧基乙醇、对壬基酚中的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的苯类有机物选自甲苯、二甲苯、硝基苯、硝基甲苯、三硝基甲苯中的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的环保性节能减排汽油添加剂中还包括助剂。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的助剂选自清净剂、携带剂、摩擦改进剂、金属钝化剂、抗氧化剂、分散剂、抗腐蚀剂、抗静电剂、抗磨剂、酸中和剂、抗酸蚀剂、流动改进剂、助燃剂、表面活性剂、润滑剂、消烟剂、生物酶、助燃剂中的任一种或多种。
所述的清净剂并没有其他限制，可列举的有聚异丁烯基胺、聚异丁烯丁二酰亚胺、壬基酚聚醚胺、聚异丁烯基多胺、聚醚胺、曼尼希碱、六次甲基四胺、油酸酰二乙胺、辛酸酰二乙胺、环烷酸酰二乙胺、辛酸酰乙二胺、油酸酰乙二胺、环烷酸酰乙二胺等。
所述的携带剂并没有其他限制，可列举的有甘油单油酸酯、矿物油、聚醚、聚异丁烯等。
所述的摩擦改进剂并没有其他限制，可列举的有植物油酸胺盐等。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的生物酶选自醇氧化酶、醛氧化酶、胺氧化酶、巯基氧化酶、甲硫醇氧化酶、甲基萘醌氧化酶、过氧化物酶、脱甲基酶、脱羧酶、醛缩酶、含氧酸裂解酶、醇、酸、酯类脱水酶、脱巯基酶、磺基酶、脱硫甲基酶、铁螯合酶、钴螯合酶、镁螯合酶中的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的表面活性剂选自失水山梨醇单油酸酯、失水山梨醇油酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、脂肪酸聚氧乙烯醚、三乙醇胺油酸酯、聚乙二醇辛基苯基醚、十二烷基醇酰胺、十二烷基苯磺酸铵、蓖麻油聚氧乙烯醚、蔗糖脂、鼠李糖脂、磺基咪唑啉甜菜碱、椰油酰胺基丙基甜菜碱、椰油基羧甲基钠咪唑啉醋酸盐和N-乙基全氟辛基磺酰基氨基酸盐中的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的助燃剂选自硝基甲烷、硝基乙烷、1-硝基丙烷、硝基苯、三硝基甲苯、甲缩醛、石油脑、松节油、石油醚、矿物油精、萘溶剂油中的任一种或多种。
作为本发明一种优选的技术方案，所述的抗腐蚀剂选自石油磺酸盐、羊毛脂、亚硝酸二环己胺、苯并三氮唑、二壬基萘磺酸盐、烯基丁二酸、氧化石油脂中的任一种或多种。
本发明的第二个方面提供了所述的环保型节能减排汽油添加剂的制备方法，至少包括以下步骤：
按照重量份，将溶剂等分为2份，向第一份溶剂中依次加入乙基叔丁基醚、碳酸二甲酯、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮，在30～50℃下搅拌0.5～1h，获得溶液A；向第二份溶剂中依次加入3,4,5-三羟基苯甲酰胺、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑、苯并三氮唑、乙酸乙酯、三乙醇胺、异戊二醇，在25～40℃下搅拌0.5～1h，获得溶液B；将溶液A、B混合，在45～60℃下搅拌0.5～1h，获得所述的环保型节能减排汽油添加剂。
本发明的第三个方面提供了所述的环保型节能减排汽油添加剂在改善汽油性能领域的应用。
本发明的第四个方面提供了一种汽油组合物，所述的汽油组合物包括汽油以及包含所述的环保型节能减排汽油添加剂，按体积比所述的环保型节能减排汽油添加剂的添加量为0.5～4‰。
所述的汽油并没有其他的限制，可为市售的89号、92号、95号、98号汽油等。所述的环保型节能减排汽油添加剂主要根据燃油的效果和成本来确定，添加量过高会增加成本，效果也不会提高很大，添加量过低难以体现添加剂的效能，因此确定了上述添加量。出于经济考虑，本发明的环保型节能减排汽油添加剂的最适添加量为2‰。本发明的环保型节能减排汽油添加剂应用于更低标号的汽油，也能有效提高汽油的燃烧性能和抗爆性能。
本发明的环保型节能减排汽油添加剂通过特殊的组分和工艺制成，各组分之间协同作用突出，有效提高汽油的燃烧性能，使发动机的动力性能大幅度提高，自然耗油量也大为降低。本发明的环保型节能减排汽油添加剂使得燃烧更充分，降低了爆震发生的可能性，从而抑制了NOx、CO和HC的排放，能够大幅度地降低发动机在怠速时的排放。此外本发明还具有良好的防腐防锈功能，具有一定的保护引擎的作用。
本发明的环保型节能减排汽油添加剂不含金属元素，不会在燃烧室生成易沉积在燃烧室、进气阀和火花塞表面的固体颗粒，对进气阀、火花塞以及发动机的使用寿命不产生不良影响。本发明的环保型节能减排汽油添加剂含有氨基、甲氧基、羟基等极性基团，可以吸附在燃油发动机的金属表面，并且不同构型的分子相互配合，将附着在燃油发动机的金属表面的积碳剥离下来，分散成小颗粒，从而在燃烧室中烧掉。
本发明的环保型节能减排汽油添加剂的3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮含有亲油的非极性苯基和极性基团如氨基、甲氧基等组成，当它以一定的浓度溶入汽油中，极性基团在橡胶和金属表面形成一牢固的物理吸附和化学吸附共同作用的保护膜，不仅有助于剥离积碳也阻止了燃烧过程中积碳的生成；非极性基团向外与汽油中的组分相连，阻止了汽油中其他组分对橡胶和金属的腐蚀。并且3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮在燃烧室的充分扩散还有助于改善冷启动，加快燃烧速度，使汽油充分燃烧，减少有害气体排放等。苯基也是一种具有抗爆作用的活性基团，3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮的分散能充分发挥苯基的抗爆作用。
另外，本发明的环保型节能减排汽油添加剂含有乙酸乙酯和异戊二醇等低熔点、低沸点组分，它们降低了汽油的馏程温度，提高燃烧性能以及汽车驾驶的安全性。并且它们能在燃烧过程迅速扩散，降低爆震发生的可能，也能在小范围区间产生微爆使大、冷油滴能充分燃烧，进而提高燃油的燃烧效率和减少有害物生成量，起到节能环保的作用。本发明的汽油添加剂还能提高汽油的冷启动性，避免了汽化器外结冰等现象的发生。
本发明的环保型节能减排汽油添加剂能有效提高低标号的汽油的性能，本发明人猜想可能的原因是本发明的环保型节能减排汽油添加剂包括多种抗爆剂，通过各种活性基团的协同作用，弥补单独一种抗爆剂的固有缺陷，扩大本发明的汽油添加剂的应用范围。另外本发明的环保型节能减排汽油添加剂通过各个组分的协同作用在改善汽油性能的同时不对汽油的安定性等造成影响。
下面通过实施例对本发明进行具体描述。有必要在此指出的是，以下实施例只用于对本发明作进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的专业技术人员根据上述本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。
实施例1：
实施例1提供了一种环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚4份、碳酸二甲酯2份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮1份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺2份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑3份、苯并三氮唑1份、乙酸乙酯4份、硝基苯6份、三乙醇胺2份、异戊二醇11份、溶剂14份。
3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮的制备方法至少包括以下步骤：
将0.8mol苯乙酮和0.7mol2’-氨基-3’,4’,5’-三甲氧基苯乙酮加入到溶解有0.7mol肉桂醛的0.8ml的甲醇中。向其中加入0.4mL的6mol/L氢氧化钠溶液，搅拌40min，放入冰箱中冷藏过夜。过滤，用冰水和甲醇洗至中性，所述的甲醇在使用前需在冰箱冷藏12h以上。重结晶纯化获得3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮。
所述的溶剂为甲醇。
所述的环保型节能减排汽油添加剂的制备方法，至少包括以下步骤：
按照重量份，将溶剂等分为3份，向第一份溶剂中依次加入乙基叔丁基醚、碳酸二甲酯、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮，在40℃下搅拌0.5～1h，获得溶液A；向第二份溶剂中依次加入3,4,5-三羟基苯甲酰胺、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑、苯并三氮唑、乙酸乙酯、三乙醇胺、异戊二醇，在35℃下搅拌0.5～1h，获得溶液B；向第三份溶剂中加入硝基苯，在30℃下搅拌0.5～1h，获得溶液C；将溶液A、B、C混合，在50℃下搅拌0.5～1h，获得所述的环保型节能减排汽油添加剂。
实施例2：
实施例2提供了一种环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚9份、碳酸二甲酯5份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮3份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺6份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑9份、苯并三氮唑5份、乙酸乙酯8份、硝基苯13份、异戊二醇15份、三乙醇胺5份、溶剂30份。
3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮的制备方法同实施例1。
所述的溶剂为乙醇。
所述的环保型节能减排汽油添加剂的制备方法同实施例1。
实施例3：
实施例3提供了一种环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚6份、碳酸二甲酯3份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮2份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺4份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑5份、苯并三氮唑2份、乙酸乙酯5份、三乙醇胺2份、异戊二醇12份、溶剂18份。
3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮的制备方法同实施例1。
所述的溶剂为二甲苯。
所述的环保型节能减排汽油添加剂的制备方法同实施例1。
实施例4：
实施例4提供了一种环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚8份、碳酸二甲酯5份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮3份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺5.5份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑8份、苯并三氮唑3份、乙酸乙酯7份、三乙醇胺4份、异戊二醇14份、溶剂25份。
3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮的制备方法同实施例1。
所述的溶剂为二甲苯。
所述的环保型节能减排汽油添加剂的制备方法同实施例1。
实施例5：
实施例5提供了一种环保型节能减排汽油添加剂，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚7份、碳酸二甲酯4份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮2.4份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺5份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑7份、苯并三氮唑2.5份、乙酸乙酯6份、三乙醇胺3份、异戊二醇13份、溶剂21份。
3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮的制备方法同实施例1。
所述的溶剂为异丁醇。
所述的环保型节能减排汽油添加剂的制备方法同实施例1。
实施例6：
实施例6的具体实施方式同实施例3，不同之处在于，所述的环保型节能减排汽油添加剂还包括1.5重量份的助燃剂甲缩醛。
对比例1：
对比例1的具体实施方式同实施例6，不同之处在于，所述的环保型节能减排汽油添加剂不包括乙基叔丁基醚。
对比例2：
对比例2的具体实施方式同实施例6，不同之处在于，所述的环保型节能减排汽油添加剂不包括碳酸二甲酯。
对比例3：
对比例3的具体实施方式同实施例6，不同之处在于，所述的环保型节能减排汽油添加剂不包括3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮。
对比例4：
对比例4的具体实施方式同实施例6，不同之处在于，将3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮更换为等质量的4-氨基苯乙酮和2’-氨基-3’,4’,5’-三甲氧基苯乙酮的混合物，4-氨基苯乙酮和2’-氨基-3’,4’,5’-三甲氧基苯乙酮的物质的量之比为8：7。
对比例5：
对比例5的具体实施方式同实施例6，不同之处在于，所述的环保型节能减排汽油添加剂不包括3,4,5-三羟基苯甲酰胺。
对比例6：
对比例6的具体实施方式同实施例6，不同之处在于，所述的环保型节能减排汽油添加剂不包括1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑。
对比例7：
对比例7的具体实施方式同实施例6，不同之处在于，所述的环保型节能减排汽油添加剂不包括苯并三氮唑。
对比例8：
对比例8的具体实施方式同实施例6，不同之处在于，所述的环保型节能减排汽油添加剂不包括三乙醇胺。
对比例9：
对比例9提供了一种市售汽油添加剂。
性能评价：
1.抗爆性能
按体积比，在基础汽油中分别加入一定量实施例1～6和对比例1～8所述的环保型节能减排汽油添加剂。使用汽油辛烷值机依据GB 5487-2015测试加剂前后的研究法辛烷值(RON)，评定所述环保型节能减排汽油添加剂的抗爆效果。分别进行两组测试，第一组测试中基础汽油的RON为70，第二组测试中基础汽油的RON为92。所述的基础汽油可以为市售汽油，也可以用异辛烷和正庚烷调配的标准样品。
表1抗爆性能测试
本发明的环保型节能减排汽油添加剂能有效提高较高辛烷值和较低辛烷值的汽油的辛烷值，提高汽油的抗爆效果。并且按照体积比加入2‰和4‰所述的环保型节能减排汽油添加剂对辛烷值的影响差异不大，从经济性上考虑，优选的环保型节能减排汽油添加剂的添加量为2‰。
2.环保型节能减排汽油添加剂对汽油的影响
按照体积比，在市售92#成品汽油中分别加入2‰实施例5和实施例6制备的汽油抗爆剂，依据GB 17930-2016车用汽油标准测定加剂前后的汽油全质量指标，其结果见下表。
表2汽油性能测试
从上表中可以看出，本发明制备的环保型节能减排汽油添加剂加入到成品汽油中，除辛烷值提高外，对其馏程、腐蚀性能、诱导期及氧化安定性能等相关质量指标均无影响，均满足车用汽油国标中的要求。
3.环保型节能减排汽油添加剂在汽车行驶过程中的作用
取200mL实施例6得到的环保型节能减排汽油添加剂加入到50L市售92#成品汽油中，并用于汽车。经检验不同车况下的平均节油率为18％，降低烟度，噪音明显降低，尾气排放减少，发动机气缸内部与活塞的积碳减少；在-10℃的环境温度下正常启动点火，汽车运行正常；以连续运行汽车至汽油消耗完全为一个周期，连续运行200个周期，发现供油管路未见腐蚀，也未发现油路堵塞现象。
取200mL对比例9中的市售的汽油添加剂加入到50L市售92#成品汽油中，并用于汽车。经检验不同车况下的平均节油率为10％，噪音稍有降低，尾气排放减少不明显，发动机气缸内部与活塞的积碳不增加；在-10℃的环境温度下点火困难；以连续运行汽车至汽油消耗完全为一个周期，连续运行200个周期，发现供油管路稍有腐蚀，油路有堵塞现象出现。
前述的实例仅是说明性的，用于解释本发明所述方法的一些特征。所附的权利要求旨在要求可以设想的尽可能广的范围，且本文所呈现的实施例仅是根据所有可能的实施例的组合的选择的实施方式的说明。因此，申请人的用意是所附的权利要求不被说明本发明的特征的示例的选择限制。在权利要求中所用的一些数值范围也包括了在其之内的子范围，这些范围中的变化也应在可能的情况下解释为被所附的权利要求覆盖。

Claims (10)

1.一种环保型节能减排汽油添加剂，其特征在于，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚4～9份、碳酸二甲酯2～5份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮1～3份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺2～6份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑3～9份、苯并三氮唑1～5份、乙酸乙酯4～8份、三乙醇胺2～5份、异戊二醇11～15份、溶剂14～30份。
2.如权利要求1所述的环保型节能减排汽油添加剂，其特征在于，按重量份计，至少包括以下组分：乙基叔丁基醚7份、碳酸二甲酯4份、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮2.4份、3,4,5-三羟基苯甲酰胺5份、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑6份、苯并三氮唑2.5份、乙酸乙酯6份、三乙醇胺3份、异戊二醇13份、溶剂21份。
3.如权利要求1所述的环保型节能减排汽油添加剂，其特征在于，所述的溶剂为一元醇或苯类有机物。
4.如权利要求3所述的环保型节能减排汽油添加剂，其特征在于，所述的一元醇选自甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇、异戊醇、1-己醇、2-己醇、1-辛醇、2-辛醇、2-丁氧基乙醇、对壬基酚中的任一种或多种。
5.如权利要求3所述的环保型节能减排汽油添加剂，其特征在于，所述的苯类有机物选自甲苯、二甲苯、硝基苯、硝基甲苯、三硝基甲苯中的任一种或多种。
6.如权利要求1所述的环保型节能减排汽油添加剂，其特征在于，所述的环保性节能减排汽油添加剂中还包括助剂。
7.如权利要求6所述的环保型节能减排汽油添加剂，其特征在于，所述的助剂选自清净剂、携带剂、摩擦改进剂、金属钝化剂、抗氧化剂、分散剂、抗腐蚀剂、抗静电剂、抗磨剂、酸中和剂、抗酸蚀剂、流动改进剂、助燃剂、表面活性剂、润滑剂、消烟剂、生物酶、助燃剂中的任一种或多种。
8.如权利要求1～7任一项所述的环保型节能减排汽油添加剂的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
按照重量份，将溶剂等分为2份，向第一份溶剂中依次加入乙基叔丁基醚、碳酸二甲酯、3-苯基-1-(2-氨基-3,4,5-三甲氧基-苯基)丙烯酮，在30～50℃下搅拌0.5～1h，获得溶液A；向第二份溶剂中依次加入3,4,5-三羟基苯甲酰胺、1-(4-羟基苯基)-5-巯基-四氮唑、苯并三氮唑、乙酸乙酯、三乙醇胺、异戊二醇，在25～40℃下搅拌0.5～1h，获得溶液B；将溶液A、B混合，在45～60℃下搅拌0.5～1h，获得所述的环保型节能减排汽油添加剂。
9.如权利要求1～7任一项所述的环保型节能减排汽油添加剂在改善汽油性能领域的应用。
10.一种汽油组合物，所述的汽油组合物包括汽油以及如权利要求1～7任一项所述的环保型节能减排汽油添加剂，按体积比所述的环保型节能减排汽油添加剂的添加量为0.5～4‰。
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