CN108384588A - 一种甲醇汽油生物添加剂 - Google Patents

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Abstract

一种甲醇汽油生物添加剂，由生物质汽油与复合改性剂混合配制而成。所述的甲醇汽油生物添加剂中，以重量计，生物质汽油占甲醇汽油生物添加剂的比例为80～99.99%。本发明的甲醇汽油生物添加剂适合M5～M30的甲醇汽油。添加了该甲醇汽油生物添加剂的甲醇汽油，在燃烧性与稳定性上都有提升，尤其不易吸水分层，同时对金属的腐蚀、对橡胶的溶胀作用都有所缓解。本发明发现，将所述的复合改性剂与生物质汽油配合使用，可以更好的提升甲醇汽油的使用性能。使用来源于可再生能源生物质的生物质汽油作为甲醇汽油生物添加剂的配方，不但绿色环保无污染，也为各种废弃生物质的加工再利用提供了思路。

Description

一种甲醇汽油生物添加剂
技术领域
本发明涉及一种甲醇汽油生物添加剂。
背景技术
随着环境污染的日益加重以及石油能源的严重消耗，寻找可替代的清洁能源已成为当今世界的热点课题。甲醇具有良好的燃烧性能，辛烷值高，抗爆性强，是很有前途的替代能源。目前一般是将甲醇与普通汽油进行调和，制成甲醇汽油使用。甲醇的理化特性比较接近汽油，可以作为点燃式发动机的替代燃料。甲醇分子中含有50%的氧，从理论上燃烧更充分, 同时燃烧时的有害排放低于汽油。以往甲醇多以天然气、煤炭和多种有机物作为原料，近年来随着生物质转换技术的发展，由植物制取甲醇已成为现实，甲醇也成为一种可再生资源。虽然将甲醇与汽油调和使用可以减少汽车尾气的排放，同时使辛烷值升高，抗暴性增强，但是甲醇汽油也存在诸多技术问题。首先甲醇的极性较强，容易吸水，当甲醇汽油中的甲醇含量较高时，容易出现吸水分层。其次甲醇对橡胶部件具有溶胀性，使汽车供油系统的橡胶部件发生溶胀、软化、龟裂。同时甲醇对金属也有一定的腐蚀性，会对发动机造成永久损害，影响行车安全。这些技术难题都制约了甲醇汽油大规模使用。
CN103396843A利用酵母脂肪酸作为原料，制取甲醇汽油添加剂，改善了甲醇汽油的各项性能。同样使用生物基作为醇类汽油添加剂的报道有CN100543117CA(大豆油）、CN101386795A(蓖麻油）、CN100564496C(玉米油）CN101955808A(植物油酸）。
CN101886004B公布了一种甲醇汽油添加剂及其生产方法，该添加剂包括醇类、醚类等，以及环戊二烯三羰基锰。遗憾的是环戊二烯三羰基锰属于污染物质，不宜添加在汽油中。
CN102585932B公布了一种甲醇汽油复合添加剂及其制备方法，该添加剂用于制备M15～M25甲醇汽油，主要包括助溶剂、分散稳定剂、动力促进剂、蒸汽压调整抑制剂、橡胶溶胀抑制剂和金属腐蚀抑制剂，主要解决甲醇汽油在夏天使用容易产生气阻的现象。
CN102021053A公布了一种甲醇汽油变性剂，变性剂由相分离抑制剂、腐蚀抑制剂、蒸汽压调节剂和甲醇完全燃烧促进剂组成，各种添加剂会产生协同机制，共同发挥作用。该甲醇汽油变性剂具有优异的抗腐蚀性，同时可以缓解汽车橡塑部件溶胀的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，针对目前甲醇汽油的缺点，提供一种甲醇汽油生物添加剂，将该添加剂加入到甲醇汽油中，可以提高甲醇汽油的燃烧性，稳定性，不易吸水分层，同时可以缓解甲醇汽油对机动车金属部件的腐蚀以及对橡胶部件的溶胀。本发明的甲醇汽油生物添加剂尤其适用于M5～M30的甲醇汽油，且添加量为甲醇汽油的1～10%（以重量计）。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种甲醇汽油生物添加剂，由生物质汽油与复合改性剂混合配制而成。
进一步，所述的甲醇汽油生物添加剂中，以重量计，生物质汽油占甲醇汽油生物添加剂的比例为80～99.99%。
进一步，所述生物质汽油来源于热解生物质油高压加氢；所述热解生物质油是由玉米秸秆、果壳果核、树皮树根等生物质被研磨成颗粒后，在隔绝空气的条件下，迅速被加热到一定温度（600～1000℃），后又迅速冷凝，生成的一种棕黑色液体；所述热解生物质油一般包括酚类、酮类、酸类、醇类、醚类、呋喃类等含氧有机物；所述热解生物质油经过高压加氢后，其中的含氧有机物脱氧转化为烃类；所述高压加氢的条件，一般选用280～400℃，2～20MPa氢气压力，优选350～400℃，10～15MPa，以过渡金属化合物为催化剂；加氢后的热解生物质油经过过滤除去杂质，静置分层除去水相，再将油相蒸馏，收集馏程在70～205 ℃之间的有机物，即为生物质汽油。研究实践表明，由热解生物质油加氢得到的生物质汽油与甲醇和传统烃类原料均有良好的互溶性，并且可以对甲醇的吸水效应有一定的抑制作用。
进一步，所述复合改性剂的配制方法如下：以重量计，防金属腐蚀剂1～4份，优选2份，防橡胶溶胀剂2～7份，优选3～4份。其中，所述防金属腐蚀剂由防金属腐蚀剂A和防金属腐蚀剂B混合制成，所述防金属腐蚀剂A是苯丙三唑、巯基苯丙三唑、甲基苯丙三唑中的一种或几种，所述防金属腐蚀剂B是乙二醇、丙三醇、丁四醇、季戊四醇中的一种或几种，所述防金属腐蚀剂A和防金属腐蚀剂B按以下的重量份数进行配制：防金属腐蚀剂A 5～10份优选7～8份，防金属腐蚀剂B 1～3份，优选2份。所述防橡胶溶胀剂是由防橡胶溶胀剂A和防橡胶溶胀剂B混合制成的，所述防橡胶溶胀剂A是硫代乙酰胺、巯基乙酸、巯基丙酸、硫代甘油、巯基丁二酸中的一种或几种，所述防橡胶溶胀剂B是2-仲丁基-4，6-二硝基苯酚、阻聚剂701、阻聚剂702、阻聚剂770中的一种或几种，所述防橡胶溶胀剂A和防橡胶溶胀剂B按以下的重量份数进行配制：防橡胶溶胀剂A 1～7份，优选3～4份，防橡胶溶胀剂B 4～9份，优选6～7份。
将烃类汽油与甲醇在常温常压下混合，配制成甲醇汽油，以体积计，甲醇/（甲醇+烃类汽油）为5～30%，即M5～M30的甲醇汽油。其中烃类汽油包括但不限于由馏程在70～205℃之间的链烷烃、环烷烃、烯烃、芳烃组成的混合烃类或单一烃类物质。将本发明的甲醇汽油生物添加剂加入到M5～M30的甲醇汽油中，以重量计，甲醇汽油生物添加剂占甲醇汽油的比例为1～10%。
所述的复合改性剂也可作为甲醇汽油添加剂，直接加入甲醇汽油中，对甲醇汽油的抗腐蚀性、抗溶胀性以及燃烧性、稳定性都有一定的提高。但是，研究实践表明，复合改性剂与生物质汽油混合配制的添加剂加入到甲醇汽油中，对甲醇汽油各方面的性质，尤其是稳定性，会有更明显的改进。这是由于，首先生物质汽油中的烃类与传统汽油中的烃类完全可以互溶，其次，生物质汽油源于热解生物质油加氢，即源于含氧有机物加氢，所以其与含氧有机物甲醇也有很好的相溶性。生物质汽油的极性介于甲醇与烃类汽油之间，是两者良好的稳定剂。而当生物质汽油与复合改性剂配合使用时，生物质汽油中的加氢不完全的活泼中间体可以与复合改性剂中的有效组分发挥协同效应，使甲醇汽油的稳定性增加，并防止其吸水分层。同时，生物质汽油中的烃类可以作为助燃剂，促进甲醇汽油的动力性能。
本发明中的复合改性剂除了可以与生物质汽油发挥协同作用增强甲醇汽油的稳定性，同时具有防金属腐蚀和防橡胶溶胀的作用。两种防金属腐蚀剂A和B在配合使用时，可以有效的抑制甲醇进一步转化为其他具有金属腐蚀性的有机物，如甲酸、甲醛等，起到了抗腐蚀的作用。两种防橡胶溶胀剂的作用机理是，防橡胶溶胀剂A具有稳定作用，防橡胶溶胀剂B是一类含有自由基离子的化合物。两者配合使用时，防橡胶溶胀剂B的自由基离子与甲醇中引发橡胶溶胀的化合物发生反应，使其不再引发溶胀反应，防橡胶溶胀剂A又可以使其稳定在甲醇中而不发生沉降或分层。
本发明中的生物质汽油源于热解生物质油，目前用于制作热解生物质油的生物质一般都为废弃生物质。这部分生物质或者作为燃料烧掉，或者作为农业废物被处理掉，浪费了大量的资源，同时也污染了环境。而本发明将其制作成为高附加值的添加剂，为玉米秸秆、果壳果核、树皮树根等废弃生物质找到了加工再利用的方法。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作一步说明。
实施例1
生物质汽油来源于热解树皮生物质油加氢，加氢条件为350℃，15MPa氢气压力，以MoS2为催化剂，加氢后经过过滤除去杂质，静置分层除去水相，并收集馏程在70～205℃之间有机物为生物质汽油。复合改性剂中（以重量计）防金属腐蚀剂2份，防橡胶溶胀剂7份。其中，防金属腐蚀剂的配制方法为，以重量计，防金属腐蚀剂A 7份，防金属腐蚀剂B 3份，防金属腐蚀剂A由苯丙三唑和甲基苯丙三唑组成，两者比例（以重量计）为1/1，防金属腐蚀剂B由丙三醇和丁四醇组成，两者比例（以重量计）为3/1。防橡胶溶胀剂的配制方法为，以重量计，防橡胶溶胀剂A 4份，防橡胶溶胀剂B 5份，防橡胶溶胀剂A为硫代乙酰胺，防橡胶溶胀剂B由阻聚剂701和阻聚剂702组成，两者比例（以重量计）为2/3。烃类汽油为燕山直馏汽油。
将生物质汽油与复合改性剂在常温常压下按一定比例进行混合，配制成甲醇汽油生物添加剂，以重量计，生物质汽油/甲醇汽油生物添加剂为90%。
将烃类汽油与甲醇在常温常压下混合，配制成甲醇汽油，以体积计，甲醇/甲醇汽油为10 %。将甲醇汽油生物添加剂加入到甲醇汽油中，以重量计，甲醇汽油生物添加剂占甲醇汽油的8 %，配制成甲醇汽油1。
实施例2
生物质汽油同实施例1，烃类汽油同实施例1，复合改性剂同实施例1。将生物质汽油与复合改性剂在常温常压下按一定比例进行混合，配制成甲醇汽油生物添加剂，以重量计，生物质汽油/甲醇汽油生物添加剂为80%。
将烃类汽油与甲醇在常温常压下混合，配制成甲醇汽油，以体积计，甲醇/甲醇汽油为10%。将甲醇汽油生物添加剂加入到甲醇汽油中，以重量计，甲醇汽油生物添加剂占甲醇汽油的8%，配制成甲醇汽油2。
实施例3
生物质汽油同实施例1，烃类汽油同实施例1，复合改性剂同实施例1。将生物质汽油与复合改性剂在常温常压下按一定比例进行混合，配制成甲醇汽油生物添加剂，以重量计，生物质汽油/甲醇汽油生物添加剂为90%。
将烃类汽油与甲醇在常温常压下混合，配制成甲醇汽油，以体积计，甲醇/甲醇汽油为10%。将甲醇汽油生物添加剂加入到甲醇汽油，以重量计，甲醇汽油生物添加剂占甲醇汽油的2%，配制成甲醇汽油3。
实施例4
生物质汽油同实施例1，烃类汽油同实施例1。复合改性剂中（以重量计）防金属腐蚀剂1份，防橡胶溶胀剂5份。其中，防金属腐蚀剂的配制方法为，以重量计，防金属腐蚀剂A 7份，防金属腐蚀剂B1份，防金属腐蚀剂A为甲基苯丙三唑，防金属腐蚀剂B由乙二醇和季戊四醇组成，两者比例（以重量计）为5/2。防橡胶溶胀剂的配制方法为，以重量计，防橡胶溶胀剂A5份，防橡胶溶胀剂B 7份，防橡胶溶胀剂A为硫代甘油，防橡胶溶胀剂B为阻聚剂770。
将生物质汽油与复合改性剂在常温常压下按一定比例进行混合，配制成甲醇汽油生物添加剂，以重量计，生物质汽油/甲醇汽油生物添加剂为90%。
将烃类汽油与甲醇在常温常压下混合，配制成甲醇汽油，以体积计，甲醇/甲醇汽油为10%。将甲醇汽油生物添加剂加入到甲醇汽油中，以重量计，甲醇汽油生物添加剂占甲醇汽油的8%，配制成甲醇汽油4。
对比例1，烃类汽油同实施例1，将烃类汽油直接与甲醇混合，以体积计，甲醇/甲醇汽油为10%，配制成甲醇汽油5。
对比例2，生物质汽油同实施例1，烃类汽油同实施例1，将烃类汽油与甲醇在常温常压下混合，配制成甲醇汽油，以体积计，甲醇/甲醇汽油为10%。将生物质汽油作为甲醇汽油生物添加剂加入到甲醇汽油中，以重量计，甲醇汽油生物添加剂占甲醇汽油的8%，配制成甲醇汽油6。
对比例3，烃类汽油同实施例1，复合改性剂同实施例1，将烃类汽油与甲醇在常温常压下混合，配制成甲醇汽油，以体积计，甲醇/甲醇汽油为10%。将复合改性剂加入到甲醇汽油中，以重量计，复合改性剂占甲醇汽油的8%，配制成甲醇汽油7。
测试甲醇汽油1～7的性质，如表1所示。
表1 甲醇汽油1～7的性质

Claims (9)

1.一种甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：由生物质汽油与复合改性剂混合配制而成。
2.根据权利要求1所述的甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：所述的甲醇汽油生物添加剂中，以重量计，生物质汽油占甲醇汽油生物添加剂的比例为80～99.99%。
3.根据权利要求1或2所述的甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：所述生物质汽油来源于热解生物质油高压加氢；所述热解生物质油是由生物质被研磨成颗粒后，在隔绝空气的条件下，迅速被加热到一定温度，后又迅速冷凝，生成的一种棕黑色液体；所述高压加氢的条件：280～400℃，2～20MPa氢气压力，以过渡金属化合物为催化剂；加氢后的热解生物质油经过过滤除去杂质，静置分层除去水相，再将油相蒸馏，收集馏程在70～205 ℃之间的有机物，即为生物质汽油。
4.根据权利要求3所述的甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：所述的生物质为玉米秸秆、果壳果核或树皮树根。
5.根据权利要求1或2所述的甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：所述复合改性剂的配制方法如下：以重量计，防金属腐蚀剂1～4份，防橡胶溶胀剂2～7份。
6.根据权利要求3所述的甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：所述复合改性剂的配制方法如下：以重量计，防金属腐蚀剂1～4份，防橡胶溶胀剂2～7份。
7.根据权利要求4所述的甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：所述复合改性剂的配制方法如下：以重量计，防金属腐蚀剂1～4份，防橡胶溶胀剂2～7份。
8.根据权利要求5所述的甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：所述防金属腐蚀剂由防金属腐蚀剂A和防金属腐蚀剂B混合制成，所述防金属腐蚀剂A是苯丙三唑、巯基苯丙三唑、甲基苯丙三唑中的一种或几种，所述防金属腐蚀剂B是乙二醇、丙三醇、丁四醇、季戊四醇中的一种或几种，所述防金属腐蚀剂A和防金属腐蚀剂B按以下的重量份数进行配制：防金属腐蚀剂A 5～10份，防金属腐蚀剂B 1～3份。
9.根据权利要求5所述的甲醇汽油生物添加剂，其特征在于：所述防橡胶溶胀剂是由防橡胶溶胀剂A和防橡胶溶胀剂B混合制成的，所述防橡胶溶胀剂A是硫代乙酰胺、巯基乙酸、巯基丙酸、硫代甘油、巯基丁二酸中的一种或几种，所述防橡胶溶胀剂B是2-仲丁基-4，6-二硝基苯酚、阻聚剂701、阻聚剂702、阻聚剂770中的一种或几种，所述防橡胶溶胀剂A和防橡胶溶胀剂B按以下的重量份数进行配制：防橡胶溶胀剂A 1～7份，防橡胶溶胀剂B 4～9份。
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