CN109181797B - 一种高效汽油清净剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效汽油清净剂及其制备方法，属于清净剂技术领域。本发明以氧氯化锆、磷酸钨制得固体酸高效催化剂，加入硼酸酯添加剂对中间体进行改性，其在汽油中具有较好的分散性能，分子中聚异丁烯段链与油性颗粒结合并包围，防止积碳，维持燃油热稳定性和抗氧化性；本发明在清净活性添加剂制备过程中引入硼酸酯添加剂，从而起到延长机械寿命、控制油耗的作用；本发明对氨基苯乙醚和丙三醇经催化剂催化，其增加了乙氧基和氨基烷基化结构，达到消除爆震燃烧的目的；本发明加入正辛醇、正十二醇混合，促进汽油的燃烧，使得燃油过程中的清洁效果得到发挥。本发明解决了目前汽油清净剂清洁除碳效果差，不能减少油耗和防止发动机的磨损的问题。

Description

一种高效汽油清净剂及其制备方法

技术领域

本发明属于清净剂技术领域，具体涉及一种高效汽油清净剂及其制备方法。

背景技术

随着汽车工业的快速发展，汽车的保有量在迅速增加。伴随着汽车给人们生产、生活带来方便的同时，也加大了石油资源的消耗与尾气有害物质的排放。如何让汽车发动机长期处于良好的工况状态，使燃料汽油充分的燃烧，降低油耗、改善排放。这就必须要求汽车发动机的燃油进气系统长期保持清洁。

目前，市售汽油清净剂品种繁多，性能良莠不齐。多数汽油清净剂使用后能有效控制喷嘴沉积物和进气阀沉积物的形成，但会造成燃烧室沉积物的增加。汽油清净剂通常含有高沸点化合物，特别是汽油清净剂中的载体油，容易形成燃烧室沉积物。为此，环保标准中明确规定车用汽油中必须添加有效的汽油清净剂。

随着现代发动机技术的发展，涡轮增压和废弃再循环系统的应用日益广泛，发动机的热负荷越来越大，发动机进气阀的沉积物问题也越来越严重，进气阀沉积物造成气缸密封不严，导致发动机混合气外泄，缸压下降，功率降低，严重影响发动机的燃料经济性、动力性和环保性，使得发动机的整体性能下降。汽油清净剂的性能不佳也会导致发动机燃烧室沉积物的增加，汽油发动机燃烧室总沉积物明显的增加，会使发动机的压缩比增大，且不易散热，将导致燃烧室内压缩中的气体温度升高，辛烷值要求增大，严重时增加活塞顶部和缸盖之间的机械干扰，产生“碳敲缸”，最终要引起发动机油耗增大、排放恶化。因此对汽油清净剂的性能有较高的要求。

因此，这对上述问题，本发明提供一种高效汽油清净剂，其清洁除碳效果理想、使用量小、能更有效的清除发动机喷油嘴、燃烧室和进气门积碳；提高燃油经济性，减少油耗，防止发动机的磨损；延长发动机使用寿命，减少维修费用且成本低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：针对目前汽油清净剂清洁除碳效果差，不能减少油耗和防止发动机的磨损的问题，提供一种高效汽油清净剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：

一种高效汽油清净剂，包括清净活性添加剂、燃烧稳定添加剂、助溶添加剂；

所述清净活性添加剂的制备方法为：

（1）取异丁烯按质量比1~4：5~7：2~5加入正己烷、甲苯混合，于1~5℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比80~90：1~4：0.5~1加入催化活性剂、异丙醇混合，于-10~-5℃搅拌混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取苯酚按质量比2~5：8~10加入正己烷，于40~50℃搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比2~5：10~15加入旋转蒸发物，再加入混合液质量10~20%的三氟化硼乙醚，通入氮气保护，升温至75~80℃搅拌混合，经无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（3）取减压蒸馏物按质量比2~5：10~20加入丙三醇，通入氩气保护，加入减压蒸馏物质量10~20%的二甲苯，升温至90~100℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10~15：2~5加入硼酸酯添加剂，升温至140~150℃保温，旋转蒸发，即得清净活性添加剂。

所述步骤（1）中催化活性剂的制备方法为：

取氧氯化锆按质量比1~3：8~10加入去离子水，加入去离子水质量10~30%的聚乙二醇-400，于30~50℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比10~20：2~5加入磷酸钨，加入混合物质量15~25%的氨水，静置，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于400~600℃焙烧，冷却至室温，即得催化活性剂。

所述步骤（3）中硼酸酯添加剂为：取三乙醇胺硼酸酯按质量比1~3：2~6：2~4加入硼酸双甘油硬脂酸酯、三丁氧基甲硼烷混合，即得。

所述燃烧稳定添加剂的制备方法为：

取对氨基苯乙醚按质量比3~6：2~4加入丙三醇，升温至180~220℃，加入对氨基苯乙醚质量5~10%的催化剂，冷却至室温，减压蒸馏，得减压蒸馏物a，取减压蒸馏物a按质量比3~7：3~5加入碳酸二甲酯混合，即得燃烧稳定剂。

所述催化剂为：CuO/ZnO/Al₂O₃催化剂。

所述助溶添加剂：取正辛醇按质量比1~3：2~5加入正十二醇混合，即得。

一种高效汽油清净剂的制备方法，包括如下步骤：

取助溶添加剂按质量比10~20：3~5：7~10加入二异丙基醚、2,2,4-三甲基戊烷混合，于35~40℃搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比3~6：8~10加入清净活性添加剂，再加入清净活性添加剂质量20~30%的燃烧稳定添加剂，于40~50℃搅拌混合，即得高效汽油清净剂。

本发明与其他方法相比，有益技术效果是：

（1）本发明以氧氯化锆、磷酸钨制得固体酸高效催化剂，加入聚乙二醇-400，其分子链中的醚键与离子表面的羟基形成氢键包覆于离子表面，在颗粒表面形成大分子亲水保护膜，使颗粒之间的排斥力增加，使得结晶体之间空间位阻增大，高效催化剂的比表面积变大，通过焙烧，增加了氧空位的数量，从而增强了催化活性，以异丁烯为原料，加入α-双键含量较高的异丙醇作为辅助催化剂，进行聚合形成聚异丁烯，再与苯酚反应，得到中间产物，最后再加入硼酸酯添加剂对中间体进行改性，得到清净活性添加剂，其在汽油中具有较好的分散性能，分子中聚异丁烯段链可以与汽油油性颗粒结合并将固体颗粒包围，定向排列形成一层的亲油膜，有效地防止固体颗粒再次发生聚沉，防止积碳，维持燃油热稳定性和抗氧化性；

（2）本发明在清净活性添加剂制备过程中引入硼酸酯添加剂，引入硼元素，一方面由于硼元素的引入，增加了汽油的抗磨性能，减少了摩擦系数，防止了与发动机之间的磨损，另一方利用硼酸酯类添加剂的润滑性能，提高汽油的流动性和发动机油箱管路的畅通，降低润滑物质在使用过程中的粘度增长，从而起到延长机械寿命、控制油耗的作用；

（3）本发明对氨基苯乙醚和丙三醇经催化剂催化，将氨基上的氮进行烷基化反应，得到燃烧稳定添加剂，其增加了乙氧基和氨基烷基化结构，在燃油的过程中提高了辛烷值，同时可以有效中断链反应的发生，达到消除爆震燃烧的目的；

（4）本发明加入正辛醇、正十二醇混合，引入长碳链醇增加了汽油的溶解性和各组分之间的相容性，保持各相稳定，不分离，促进汽油在燃烧时清净剂活性物质对燃油充分起到各组分之间的作用，同时加入辛烷值高、含氧量高、雷德蒸气压低的二异丙基醚，促进汽油的燃烧，使得燃油过程中的清洁效果得到发挥。

具体实施方式

催化活性剂的制备方法为：

取氧氯化锆按质量比1~3：8~10加入去离子水，加入去离子水质量10~30%的聚乙二醇-400，于30~50℃搅拌混合30~40min，得混合物，取混合物按质量比10~20：2~5加入磷酸钨，加入混合物质量15~25%的质量分数为25%的氨水，静置1~3h，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于400~600℃焙烧2~5h，冷却至室温，即得催化活性剂。

硼酸酯添加剂为：取三乙醇胺硼酸酯按质量比1~3：2~6：2~4加入硼酸双甘油硬脂酸酯、三丁氧基甲硼烷混合，即得。

清净活性添加剂的制备方法为：

（1）取异丁烯按质量比1~4：5~7：2~5加入正己烷、甲苯混合，于1~5℃搅拌混合30~50min，得混合物，取混合物按质量比80~90：1~4：0.5~1加入催化活性剂、异丙醇混合，于-10~-5℃搅拌混合20~30min，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取苯酚按质量比2~5：8~10加入正己烷，于40~50℃搅拌混合20~30min，得混合液，取混合液按质量比2~5：10~15加入旋转蒸发物，再加入混合液质量10~20%的三氟化硼乙醚，通入氮气保护，升温至75~80℃搅拌混合2~4h，经无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（3）取减压蒸馏物按质量比2~5：10~20加入丙三醇，通入氩气保护，加入减压蒸馏物质量10~20%的二甲苯，升温至90~100℃搅拌混合2~4h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10~15：2~5加入硼酸酯添加剂，升温至140~150℃保温3~5h，旋转蒸发，即得清净活性添加剂。

燃烧稳定添加剂的制备方法为：

取对氨基苯乙醚按质量比3~6：2~4加入丙三醇，升温至180~220℃，加入对氨基苯乙醚质量5~10%的催化剂，冷却至室温，减压蒸馏，得减压蒸馏物a，取减压蒸馏物a按质量比3~7：3~5加入碳酸二甲酯混合，即得燃烧稳定剂。

助溶添加剂：取正辛醇按质量比1~3：2~5加入正十二醇混合，即得。

一种高效汽油清净剂的制备方法，包括如下步骤：

取助溶添加剂按质量比10~20：3~5：7~10加入二异丙基醚、2,2,4-三甲基戊烷混合，于35~40℃搅拌混合30~50min，得混合液，取混合液按质量比3~6：8~10加入清净活性添加剂，再加入清净活性添加剂质量20~30%的燃烧稳定添加剂，于40~50℃搅拌混合1~3h，即得高效汽油清净剂。

实施例1

催化活性剂的制备方法为：

取氧氯化锆按质量比1：8加入去离子水，加入去离子水质量10%的聚乙二醇-400，于30℃搅拌混合30min，得混合物，取混合物按质量比10：2加入磷酸钨，加入混合物质量15%的质量分数为25%的氨水，静置1h，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于400℃焙烧2h，冷却至室温，即得催化活性剂。

硼酸酯添加剂为：取三乙醇胺硼酸酯按质量比1：2：2加入硼酸双甘油硬脂酸酯、三丁氧基甲硼烷混合，即得。

清净活性添加剂的制备方法为：

（1）取异丁烯按质量比1：5：2加入正己烷、甲苯混合，于1℃搅拌混合30min，得混合物，取混合物按质量比80：1：0.5加入催化活性剂、异丙醇混合，于-10℃搅拌混合20min，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取苯酚按质量比2：8加入正己烷，于40℃搅拌混合20min，得混合液，取混合液按质量比2：10加入旋转蒸发物，再加入混合液质量10%的三氟化硼乙醚，通入氮气保护，升温至75℃搅拌混合2h，经无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（3）取减压蒸馏物按质量比2：10加入丙三醇，通入氩气保护，加入减压蒸馏物质量10%的二甲苯，升温至90℃搅拌混合2h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10：2加入硼酸酯添加剂，升温至140℃保温3h，旋转蒸发，即得清净活性添加剂。

燃烧稳定添加剂的制备方法为：

取对氨基苯乙醚按质量比3：2加入丙三醇，升温至180℃，加入对氨基苯乙醚质量5%的催化剂，冷却至室温，减压蒸馏，得减压蒸馏物a，取减压蒸馏物a按质量比3：3加入碳酸二甲酯混合，即得燃烧稳定剂。

助溶添加剂：取正辛醇按质量比1：2加入正十二醇混合，即得。

一种高效汽油清净剂的制备方法，包括如下步骤：

取助溶添加剂按质量比10：3：7加入二异丙基醚、2,2,4-三甲基戊烷混合，于35℃搅拌混合30min，得混合液，取混合液按质量比3：8加入清净活性添加剂，再加入清净活性添加剂质量20%的燃烧稳定添加剂，于40℃搅拌混合1h，即得高效汽油清净剂。

实施例2

催化活性剂的制备方法为：

取氧氯化锆按质量比2：9加入去离子水，加入去离子水质量20%的聚乙二醇-400，于40℃搅拌混合35min，得混合物，取混合物按质量比15：3加入磷酸钨，加入混合物质量20%的质量分数为25%的氨水，静置2h，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于500℃焙烧3h，冷却至室温，即得催化活性剂。

硼酸酯添加剂为：取三乙醇胺硼酸酯按质量比2：4：3加入硼酸双甘油硬脂酸酯、三丁氧基甲硼烷混合，即得。

清净活性添加剂的制备方法为：

（1）取异丁烯按质量比2：6：3加入正己烷、甲苯混合，于3℃搅拌混合40min，得混合物，取混合物按质量比85：2：0.7加入催化活性剂、异丙醇混合，于-7℃搅拌混合25min，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取苯酚按质量比3：9加入正己烷，于45℃搅拌混合25min，得混合液，取混合液按质量比3：13加入旋转蒸发物，再加入混合液质量15%的三氟化硼乙醚，通入氮气保护，升温至77℃搅拌混合3h，经无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（3）取减压蒸馏物按质量比3：15加入丙三醇，通入氩气保护，加入减压蒸馏物质量15%的二甲苯，升温至95℃搅拌混合3h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比13：3加入硼酸酯添加剂，升温至145℃保温4h，旋转蒸发，即得清净活性添加剂。

燃烧稳定添加剂的制备方法为：

取对氨基苯乙醚按质量比4：3加入丙三醇，升温至200℃，加入对氨基苯乙醚质量7%的催化剂，冷却至室温，减压蒸馏，得减压蒸馏物a，取减压蒸馏物a按质量比5：4加入碳酸二甲酯混合，即得燃烧稳定剂。

助溶添加剂：取正辛醇按质量比2：3加入正十二醇混合，即得。

一种高效汽油清净剂的制备方法，包括如下步骤：

取助溶添加剂按质量比15：4：8加入二异丙基醚、2,2,4-三甲基戊烷混合，于37℃搅拌混合40min，得混合液，取混合液按质量比4：9加入清净活性添加剂，再加入清净活性添加剂质量25%的燃烧稳定添加剂，于45℃搅拌混合2h，即得高效汽油清净剂。

实施例3

催化活性剂的制备方法为：

取氧氯化锆按质量比3：10加入去离子水，加入去离子水质量30%的聚乙二醇-400，于50℃搅拌混合40min，得混合物，取混合物按质量比20：5加入磷酸钨，加入混合物质量25%的质量分数为25%的氨水，静置3h，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于600℃焙烧5h，冷却至室温，即得催化活性剂。

硼酸酯添加剂为：取三乙醇胺硼酸酯按质量比3：6：4加入硼酸双甘油硬脂酸酯、三丁氧基甲硼烷混合，即得。

清净活性添加剂的制备方法为：

（1）取异丁烯按质量比4：7：5加入正己烷、甲苯混合，于5℃搅拌混合50min，得混合物，取混合物按质量比90：4：1加入催化活性剂、异丙醇混合，于-5℃搅拌混合30min，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

（2）取苯酚按质量比5：10加入正己烷，于50℃搅拌混合30min，得混合液，取混合液按质量比5：15加入旋转蒸发物，再加入混合液质量20%的三氟化硼乙醚，通入氮气保护，升温至80℃搅拌混合4h，经无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（3）取减压蒸馏物按质量比5：20加入丙三醇，通入氩气保护，加入减压蒸馏物质量20%的二甲苯，升温至100℃搅拌混合4h，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比15：5加入硼酸酯添加剂，升温至150℃保温5h，旋转蒸发，即得清净活性添加剂。

燃烧稳定添加剂的制备方法为：

取对氨基苯乙醚按质量比6：4加入丙三醇，升温至220℃，加入对氨基苯乙醚质量10%的催化剂，冷却至室温，减压蒸馏，得减压蒸馏物a，取减压蒸馏物a按质量比7：5加入碳酸二甲酯混合，即得燃烧稳定剂。

助溶添加剂：取正辛醇按质量比3：5加入正十二醇混合，即得。

一种高效汽油清净剂的制备方法，包括如下步骤：

取助溶添加剂按质量比20：5：10加入二异丙基醚、2,2,4-三甲基戊烷混合，于40℃搅拌混合50min，得混合液，取混合液按质量比6：10加入清净活性添加剂，再加入清净活性添加剂质量30%的燃烧稳定添加剂，于50℃搅拌混合3h，即得高效汽油清净剂。

对比例1：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少清净活性添加剂。

对比例2：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少燃烧稳定添加剂。

对比例3：与实施例1的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少助溶添加剂。

对比例4：南通市某公司生产的汽油清净剂。

将实施例与对比例所得汽油清净剂按照GB19592-2004标准进行测试，测试结果如表1所示。

表1：

从上述数据可以看出，本发明提供的一种高效汽油清净剂，其清洁除碳效果理想、使用量小、能更有效的清除发动机喷油嘴、燃烧室和进气门积碳；提高燃油经济性，减少油耗，防止发动机的磨损；延长发动机使用寿命，值得大力推广。

以上所述仅为本发明的较佳方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高效汽油清净剂，其特征在于，包括清净活性添加剂、燃烧稳定添加剂、助溶添加剂；

所述清净活性添加剂的制备方法为：

（1）取异丁烯按质量比1~4：5~7：2~5加入正己烷、甲苯混合，于1~5℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比80~90：1~4：0.5~1加入催化活性剂、异丙醇混合，于-10~-5℃搅拌混合，旋转蒸发，得旋转蒸发物；

所述催化活性剂的制备方法为：

取氧氯化锆按质量比1~3：8~10加入去离子水，加入去离子水质量10~30%的聚乙二醇-400，于30~50℃搅拌混合，得混合物，取混合物按质量比10~20：2~5加入磷酸钨，加入混合物质量15~25%的氨水，静置，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于400~600℃焙烧，冷却至室温，即得催化活性剂；

（2）取苯酚按质量比2~5：8~10加入正己烷，于40~50℃搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比2~5：10~15加入旋转蒸发物，再加入混合液质量10~20%的三氟化硼乙醚，通入氮气保护，升温至75~80℃搅拌混合，经无水硫酸钠干燥，减压蒸馏，得减压蒸馏物；

（3）取减压蒸馏物按质量比2~5：10~20加入丙三醇，通入氩气保护，加入减压蒸馏物质量10~20%的二甲苯，升温至90~100℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10~15：2~5加入硼酸酯添加剂，升温至140~150℃保温，旋转蒸发，即得清净活性添加剂；所述硼酸酯添加剂为：取三乙醇胺硼酸酯按质量比1~3：2~6：2~4加入硼酸双甘油硬脂酸酯、三丁氧基甲硼烷混合，即得。

2.根据权利要求1所述的高效汽油清净剂，其特征在于，所述燃烧稳定添加剂的制备方法为：

取对氨基苯乙醚按质量比3~6：2~4加入丙三醇，升温至180~220℃，加入对氨基苯乙醚质量5~10%的催化剂，冷却至室温，减压蒸馏，得减压蒸馏物a，取减压蒸馏物a按质量比3~7：3~5加入碳酸二甲酯混合，即得燃烧稳定剂。

3.根据权利要求2所述的高效汽油清净剂，其特征在于，所述催化剂为：CuO/ZnO/Al₂O₃催化剂。

4.根据权利要求1所述的高效汽油清净剂，其特征在于，所述助溶添加剂：取正辛醇按质量比1~3：2~5加入正十二醇混合，即得。

5.一种如权利要求1~4任一项所述的高效汽油清净剂，其特征在于制备方法包括如下步骤：

取助溶添加剂按质量比10~20：3~5：7~10加入二异丙基醚、2,2,4-三甲基戊烷混合，于35~40℃搅拌混合，得混合液，取混合液按质量比3~6：8~10加入清净活性添加剂，再加入清净活性添加剂质量20~30%的燃烧稳定添加剂，于40~50℃搅拌混合，即得高效汽油清净剂。