CN108998114A - 一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂及其制备方法，该柴油清洁剂包括以下重量份的原料：甲醇25‑40份、环烷酸铈6‑15份、十六酸十六酯5‑11份、多乙烯多胺4‑13份、三硬脂酸甘油酯8‑14份、N‑甲基吡咯烷酮10‑22份、纳米负载型活性炭2‑6份、去离子水15‑32份、降凝剂2‑5份、润滑剂0.1‑0.8份、抗氧稳定剂0.06‑0.25份；其制备方法包括混合物A的制备、混合物B的制备、搅拌静置。本发明的柴油清洁剂与柴油的混溶性好，制备方法简单，在柴油发动机高速高温运转的情况下能够稳定助燃，提高动力，腐蚀性低，大大提高了对柴油燃烧后产生的硫化物、氮氧化物、可吸入颗粒的吸附降解效率。

Description

一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及柴油添加剂技术领域，具体涉及一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂及其制备方法。
背景技术
现有的燃油车辆的发动机尾气均由其尾气管道直接排放到空气中，这些尾气含有大量的硫化物、氮氧化物、碳、铅等有害气体和可吸入颗粒物，污染性的排放物在空气中扩散，不断增加着空气中有害气体、浮尘的浓度，导致雾霾天气和温室效应的加重，日益严重地污染着人类的生存环境，威胁着人类的健康。目前汽车尾气的治理方法多种多样，一般都是为了减少汽车尾气对环境的排放、保护大气环境。
现有技术中，某些与燃油直接混合的添加剂虽然能够起到较好的净化效果，但是对尾气净化装置的腐蚀较大，尾气净化的持续性差。其中，柴油是轻质石油产品、复杂烃类(碳原子数约10～22)混合物，广泛用于大型车辆、铁路机车、船舰。与汽油相比，柴油能量密度高，燃油消耗率低。目前关于柴油用车的尾气清洁剂或添加剂研究较为普遍，但是应用效果不理想，仍然存在以下问题：1、与柴油的混溶性较差，在柴油发动机高速运转的情况下，不稳定，容易产生副产物；2、配方不够节能环保，腐蚀性较强，对柴油的燃烧率提高不够显著。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂及其制备方法，该柴油清洁剂与柴油的混溶性好，制备方法简单，在柴油发动机高速高温运转的情况下能够稳定助燃，提高动力，腐蚀性低，大大提高了对柴油燃烧后产生的硫化物、氮氧化物、可吸入颗粒的吸附降解效率。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，包括以下重量份的原料：甲醇25-40份、环烷酸铈6-15份、十六酸十六酯5-11份、多乙烯多胺4-13份、三硬脂酸甘油酯8-14份、N-甲基吡咯烷酮10-22份、纳米负载型活性炭2-6份、去离子水15-32份、降凝剂2-5份、润滑剂0.1-0.8份、抗氧稳定剂0.06-0.25份。
作为本发明进一步的方案，该清洁剂包括以下重量份的原料：甲醇35份、环烷酸铈10份、十六酸十六酯7份、多乙烯多胺7份、三硬脂酸甘油酯12份、N-甲基吡咯烷酮15份、纳米负载型活性炭4份、去离子水25份、降凝剂3份、润滑剂0.5份、抗氧稳定剂0.14份。
作为本发明进一步的方案，所述纳米负载型活性炭的制备方法为：将20mL的钛酸正丁酯加入到40mL的无水乙醇中，升温至110℃搅拌均匀后，静置冷却至室温，加入2g的活性炭，再置于-5℃冰箱中冷却成凝胶状；-10℃超微粉碎得到粒径为45-60μm的纳米负载活性炭。
作为本发明进一步的方案，所述降凝剂制备方法为：将50g丙烯酸十八酯和30g醋酸乙烯脂加入烧瓶中，再加入5g甲苯，通入惰性气体并开通冷凝水，加热至120℃时加入一勺十二胺，继续加热至190℃，保温使内部反应5小时后将温度降到120℃，再加入5g甲苯，边搅拌边降温，温度降至60℃时得到初步的降凝剂，加入EVA并继续加热至190℃，放置到冷却室降至室温得到所需的降凝剂。
作为本发明进一步的方案，所述抗氧稳定剂的制备方法为：将10g的4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)粗晶体加入到20g的C6烷烃和5g低级醇的复合溶剂混合，升温至200℃溶解后，恒温搅拌十分钟，加入6g2,6-二叔丁基对甲酚，继续搅拌十分钟，使2,6-二叔丁基对甲酚充分溶解后，静置冷却至室温。
本发明还提供了一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将十六酸十六酯、三硬脂酸甘油酯、N-甲基吡咯烷酮、纳米负载型活性炭置于反应瓶中，40℃搅拌均匀，静置陈化8h得到混合物A；
(2)将甲醇、环烷酸铈、多乙烯多胺、降凝剂、润滑剂加入反应瓶中，60℃水浴加热2h后，静置降温，再加入抗氧稳定剂、水，50-60℃减压浓缩至含水量小于2％，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B在常温下混合搅拌均匀，静置24h得到该清洁剂。
作为本发明进一步的方案，所述步骤(1)使用搅拌轴搅拌，搅拌转速为400-600r/min；所述步骤(2)水浴加热时使用磁力搅拌，搅拌转速为100-200r/min。
本发明的有益效果：
1、本发明的节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，与柴油的混溶性好，掺水率可达到10-16％，制备方法简单，在柴油发动机高速高温运转的情况下能够稳定助燃，提高动力和柴油的燃烧率，腐蚀性低，节约了柴油使用量，大大提高了对柴油燃烧后产生的硫化物、氮氧化物、可吸入颗粒的吸附降解效率。
2、汽车尾气柴油清洁剂的成分中，以甲醇为主要成分，其燃烧后会产生二氧化碳和水份；环烷酸铈与多乙烯多胺混合反应产生混合物质能够促进汽油中烃类物质燃烧，减少燃烧过程中碳烟及多环芳烃等污染物的生成，同时具有胺基、聚氧乙烯、有机硅氧、多臂等结构，综合了反应后的各种优异性能，具有良好的表面活性和耐温特性，能够破坏清洁剂的乳化，增加润滑性能；三硬脂酸甘油酯与N-甲基吡咯烷酮反应，可以增加清洁剂的粘稠度和助燃性，生成的盐酸盐与金属离子结合，有效降低燃油所产生的烟雾。该清洁剂具有良好的助燃消烟、润滑性能。
3、纳米负载型活性炭采用常见的溶胶-凝胶法制备而成，以活性炭作为载体防止二氧化钛纳米的团聚，提高了纳米材料的稳定性，而且与纳米二氧化钛产生良好的协同效应，混入清洁剂后，活性炭和纳米二氧化钛均可对柴油燃烧产生的CO、CO2、NOX、可吸入颗粒进行大量的吸附，而且耐高温性能好，高温燃烧不会破坏该负载型活性炭的结构。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，包括以下重量份的原料：甲醇35份、环烷酸铈10份、十六酸十六酯7份、多乙烯多胺7份、三硬脂酸甘油酯12份、N-甲基吡咯烷酮15份、纳米负载型活性炭4份、去离子水25份、SY-100型降凝剂3份、润滑剂0.5份、抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚0.14份。
其中，纳米负载型活性炭的制备方法为：将20mL的钛酸正丁酯加入到40mL的无水乙醇中，升温至110℃搅拌均匀后，静置冷却至室温，加入2g的活性炭，再置于-5℃冰箱中冷却成凝胶状；-10℃超微粉碎得到粒径为45-60μm的纳米负载活性炭。
本实施例节能助燃汽车尾气柴油清洁剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将十六酸十六酯、三硬脂酸甘油酯、N-甲基吡咯烷酮、纳米负载型活性炭置于反应瓶中，40℃搅拌均匀，静置陈化8h得到混合物A；
(2)将甲醇、环烷酸铈、多乙烯多胺、SY-100型降凝剂、润滑剂加入反应瓶中，60℃水浴加热2h后，静置降温，再加入抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚、去离子水，50-60℃减压浓缩至含水量小于2％，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B在常温下混合搅拌均匀，静置24h得到该清洁剂。
其中，步骤(1)使用搅拌轴搅拌，搅拌转速为400-600r/min；所述步骤(2)水浴加热时使用磁力搅拌，搅拌转速为100-200r/min。
实施例2
一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，包括以下重量份的原料：甲醇28份、环烷酸铈12份、十六酸十六酯7份、多乙烯多胺5份、三硬脂酸甘油酯9份、N-甲基吡咯烷酮15份、纳米负载型活性炭4份、去离子水22份、HMD型降凝剂2.6份、润滑剂0.5份、抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚0.09份。
其中，纳米负载型活性炭的制备方法为：将20mL的钛酸正丁酯加入到40mL的无水乙醇中，升温至110℃搅拌均匀后，静置冷却至室温，加入2g的活性炭，再置于-5℃冰箱中冷却成凝胶状；-10℃超微粉碎得到粒径为45-60μm的纳米负载活性炭。
本实施例节能助燃汽车尾气柴油清洁剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将十六酸十六酯、三硬脂酸甘油酯、N-甲基吡咯烷酮、纳米负载型活性炭置于反应瓶中，40℃搅拌均匀，静置陈化8h得到混合物A；
(2)将甲醇、环烷酸铈、多乙烯多胺、HMD型降凝剂、润滑剂加入反应瓶中，60℃水浴加热2h后，静置降温，再加入抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚、去离子水，50-60℃减压浓缩至含水量小于2％，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B在常温下混合搅拌均匀，静置24h得到该清洁剂。
其中，步骤(1)使用搅拌轴搅拌，搅拌转速为400-600r/min；所述步骤(2)水浴加热时使用磁力搅拌，搅拌转速为100-200r/min。
实施例3
一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，包括以下重量份的原料：甲醇35份、环烷酸铈12份、十六酸十六酯10份、多乙烯多胺8份、三硬脂酸甘油酯12份、N-甲基吡咯烷酮18份、纳米负载型活性炭5份、去离子水28份、SY-100型降凝剂4份、润滑剂0.5份、抗氧稳定剂硫代二丙酸二月桂酸酯0.20份。
其中，纳米负载型活性炭的制备方法为：将20mL的钛酸正丁酯加入到40mL的无水乙醇中，升温至110℃搅拌均匀后，静置冷却至室温，加入2g的活性炭，再置于-5℃冰箱中冷却成凝胶状；-10℃超微粉碎得到粒径为45-60μm的纳米负载活性炭。
本实施例节能助燃汽车尾气柴油清洁剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将十六酸十六酯、三硬脂酸甘油酯、N-甲基吡咯烷酮、纳米负载型活性炭置于反应瓶中，40℃搅拌均匀，静置陈化8h得到混合物A；
(2)将甲醇、环烷酸铈、多乙烯多胺、SY-100型降凝剂、润滑剂加入反应瓶中，60℃水浴加热2h后，静置降温，再加入抗氧稳定剂硫代二丙酸二月桂酸酯、去离子水，50-60℃减压浓缩至含水量小于2％，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B在常温下混合搅拌均匀，静置24h得到该清洁剂。
其中，步骤(1)使用搅拌轴搅拌，搅拌转速为400-600r/min；所述步骤(2)水浴加热时使用磁力搅拌，搅拌转速为100-200r/min。
实施例4
一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，包括以下重量份的原料：甲醇36份、环烷酸铈13份、十六酸十六酯8份、多乙烯多胺12份、三硬脂酸甘油酯11份、N-甲基吡咯烷酮18份、纳米负载型活性炭6份、去离子水30份、HMD型降凝剂4份、润滑剂0.7份、抗氧稳定剂硫代二丙酸二月桂酸酯0.23份。
其中，纳米负载型活性炭的制备方法为：将20mL的钛酸正丁酯加入到40mL的无水乙醇中，升温至110℃搅拌均匀后，静置冷却至室温，加入2g的活性炭，再置于-5℃冰箱中冷却成凝胶状；-10℃超微粉碎得到粒径为45-60μm的纳米负载活性炭。
本实施例节能助燃汽车尾气柴油清洁剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将十六酸十六酯、三硬脂酸甘油酯、N-甲基吡咯烷酮、纳米负载型活性炭置于反应瓶中，40℃搅拌均匀，静置陈化8h得到混合物A；
(2)将甲醇、环烷酸铈、多乙烯多胺、HMD型降凝剂、润滑剂加入反应瓶中，60℃水浴加热2h后，静置降温，再加入抗氧稳定剂硫代二丙酸二月桂酸酯、去离子水，50-60℃减压浓缩至含水量小于2％，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B在常温下混合搅拌均匀，静置24h得到该清洁剂。
其中，步骤(1)使用搅拌轴搅拌，搅拌转速为400-600r/min；所述步骤(2)水浴加热时使用磁力搅拌，搅拌转速为100-200r/min。
实施例5
一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，包括以下重量份的原料：甲醇38份、环烷酸铈15份、十六酸十六酯11份、多乙烯多胺13份、三硬脂酸甘油酯13份、N-甲基吡咯烷酮20份、纳米负载型活性炭6份、去离子水30份、LI-89型降凝剂5份、润滑剂0.8份、抗氧稳定剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)0.17份。
其中，纳米负载型活性炭的制备方法为：将20mL的钛酸正丁酯加入到40mL的无水乙醇中，升温至110℃搅拌均匀后，静置冷却至室温，加入2g的活性炭，再置于-5℃冰箱中冷却成凝胶状；-10℃超微粉碎得到粒径为45-60μm的纳米负载活性炭。
本实施例节能助燃汽车尾气柴油清洁剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将十六酸十六酯、三硬脂酸甘油酯、N-甲基吡咯烷酮、纳米负载型活性炭置于反应瓶中，40℃搅拌均匀，静置陈化8h得到混合物A；
(2)将甲醇、环烷酸铈、多乙烯多胺、LI-89型降凝剂、润滑剂加入反应瓶中，60℃水浴加热2h后，静置降温，再加入抗氧稳定剂4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、去离子水，50-60℃减压浓缩至含水量小于2％，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B在常温下混合搅拌均匀，静置24h得到该清洁剂。
其中，步骤(1)使用搅拌轴搅拌，搅拌转速为400-600r/min；所述步骤(2)水浴加热时使用磁力搅拌，搅拌转速为100-200r/min。
对比例1
按照申请公布号CN 104862022 A的中国专利中实施例1制备的汽车尾气净化剂，具体由如下质量份的组分组成：碳酸钠20份，硼酸钠20份，偏铝酸钠25份，抗凝剂10份，三聚氰酸22份，活性炭25份，丙酮12份，十六酸十六酯12份，醇类25份，消烟除碳清洗剂8份，润滑剂8份，pH调节剂，余量为水。
将上述实施例与对比例的汽车尾气柴油清洁剂与普通柴油按照体积比1:8-10混合后，尾气中各排放物依据GB1318285-2005、DB371657-200b检测方法检测，选择2016款的行驶里程小于5000km的哈弗H5柴油版进行试验，测试添加前和添加后行驶100km、200km、300km后汽车的污染物排放量，具体检测结果见下表。
由上表可以看出，本发明实施例的汽车尾气柴油清洁剂，应用于柴油版的汽车后，大大降低了CO排放浓度和CH+NOX排放浓度。与现有技术的对比例1相比，降低排放浓度的效率更高，促进了柴油的充分燃烧，节约了柴油使用量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，其特征在于，包括以下重量份的原料：甲醇25-40份、环烷酸铈6-15份、十六酸十六酯5-11份、多乙烯多胺4-13份、三硬脂酸甘油酯8-14份、N-甲基吡咯烷酮10-22份、纳米负载型活性炭2-6份、去离子水15-32份、降凝剂2-5份、润滑剂0.1-0.8份、抗氧稳定剂0.06-0.25份。
2.根据权利要求1所述的节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，其特征在于，该清洁剂包括以下重量份的原料：甲醇35份、环烷酸铈10份、十六酸十六酯7份、多乙烯多胺7份、三硬脂酸甘油酯12份、N-甲基吡咯烷酮15份、纳米负载型活性炭4份、去离子水25份、降凝剂3份、润滑剂0.5份、抗氧稳定剂0.14份。
3.根据权利要求1所述的节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，其特征在于，所述纳米负载型活性炭的制备方法为：将20mL的钛酸正丁酯加入到40mL的无水乙醇中，升温至110℃搅拌均匀后，静置冷却至室温，加入2g的活性炭，再置于-5℃冰箱中冷却成凝胶状；-10℃超微粉碎得到粒径为45-60μm的纳米负载活性炭。
4.根据权利要求1所述的节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，其特征在于，所述降凝剂制备方法为：将50g丙烯酸十八酯和30g醋酸乙烯脂加入烧瓶中，再加入5g甲苯，通入惰性气体并开通冷凝水，加热至120℃时加入一勺十二胺，继续加热至190℃，保温使内部反应5小时后将温度降到120℃，再加入5g甲苯，边搅拌边降温，温度降至60℃时得到初步的降凝剂，加入EVA并继续加热至190℃，放置到冷却室降至室温得到所需的降凝剂。
5.根据权利要求1所述的节能助燃汽车尾气柴油清洁剂，其特征在于，所述抗氧稳定剂的制备方法为：将10g的4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)粗晶体加入到20g的C6烷烃和5g低级醇的复合溶剂混合，升温至200℃溶解后，恒温搅拌十分钟，加入6g2,6-二叔丁基对甲酚，继续搅拌十分钟，使2,6-二叔丁基对甲酚充分溶解后，静置冷却至室温。
6.一种节能助燃汽车尾气柴油清洁剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将十六酸十六酯、三硬脂酸甘油酯、N-甲基吡咯烷酮、纳米负载型活性炭置于反应瓶中，40℃搅拌均匀，静置陈化8h得到混合物A；
(2)将甲醇、环烷酸铈、多乙烯多胺、降凝剂、润滑剂加入反应瓶中，60℃水浴加热2h后，静置降温，再加入抗氧稳定剂、水，50-60℃减压浓缩至含水量小于2％，得到混合物B；
(3)将混合物A、混合物B在常温下混合搅拌均匀，静置24h得到该清洁剂。
7.根据权利要求6所述的节能助燃汽车尾气柴油清洁剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)使用搅拌轴搅拌，搅拌转速为400-600r/min；所述步骤(2)水浴加热时使用磁力搅拌，搅拌转速为100-200r/min。
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