CN109266407A - 一种车用乙醇汽油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于清洁汽油技术领域，具体涉及一种车用汽油及其制备方法；所述车用乙醇汽油，原料由下列组分按重量分数组成，汽油60‑70份，乙醇10‑25份，表面活性剂10‑15份，复合添加剂5‑18份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂60‑80份、金属腐蚀抑制剂1‑5份、助燃剂10‑30份、抗磨剂0.5‑1份、分散剂1‑8份、催化剂5‑10份，使得乙醇与汽油具有较好的相容性，且在车辆运行过程中不产生气阻，原料简单易得，生产成本低。与现有技术相比，本发明配制工艺简单、生产成本低廉，是理想的一种替代性环保能源，具有明显、良好的经济效益，能广泛普及应用到机动车领域。

Description

一种车用乙醇汽油及其制备方法
技术领域
本发明属于清洁汽油技术领域，具体涉及一种车用汽油及其制备方法。
背景技术
汽油是不可再生的石油资源，经炼油厂加工调制而成。至今已有几百年的历史，油品的主要成分是碳、氢不含氧。作为燃料油车发动机内燃烧主要靠吸入空气，利用空气中的氧来助燃，而空气70％以上都是氮气，氧气只占20％左右。四冲程发动机每完成一个冲程的时间按毫秒计算，在高速缺氧的情况下吸入气缸内的可燃气体，不可能完全燃烧做功，其结果是既浪费能源，又造成排放污染。例如尾气中的一氧化碳就是因为缺氧燃烧未能生成二氧化碳，其热效率只发挥了一半。如果这个宝贵的石油资源作为有机化工的原料，其价值方可得到充分利用，而作为燃料燃烧是十分可惜的。
随着社会的发展，科技的进步，人类越来越充分认识到这种浪费能源，污染环境的愚蠢做法。如何充分利用能源又带来环境保护的效应，进一步提高发动机的热效率，使得燃油充分燃烧，但是改造的空间有限，尾气过滤也是治标不治本，我们要从源头抓起由传统的依靠外部供氧改为燃油自供氧燃烧，使得油品的主要成本改变为碳、氢、氧的合理结构。
因此，寻找可替代的清洁能源已成为当今全世界面临的重点课题。近年来快速发展的乙醇汽油等新型能源为解决石油资源紧张与环境污染严重提供了崭新的思路。使用乙醇汽油，机动车尾气中CO和烃类化合物平均减少30％，而且无需对机动车做任何改造。2017年国家发改委提出，到2020年，在全国范围内推广使用车用乙醇汽油，到2025年实现全覆盖。但目前乙醇汽油的使用还存在一些问题，例如与烃类汽油互溶性差，容易出现分层，腐蚀机动车的金属元器件，溶解橡胶部件等。同时，如果燃料乙醇添加过量，会在车辆运行过程中产生较大的气阻。这些都成为乙醇汽油大规模推广使用的制约因素。
如专利号CN201410840146.7公开了一种含水乙醇汽油，该含水乙醇汽油包括：汽油、含水乙醇，亲水性乳化剂、亲油性乳化剂和助溶剂，其特征在于，各组分体积百分数为：汽油比例为78～89.8％，含水乙醇比例为10～20％，复配乳化剂比例0.2～1.2％、助溶剂比例0～0.5％、助燃剂比例0～0.3％，其中含水乙醇的乙醇度为90～97％。本发明通过优选含水汽油调合组分及乳化剂助溶剂种类比例等，提高乙醇汽油对水的容纳量，降低含税乙醇汽油的相分离温度，工艺配方简单，密闭条件下存放半年以上也不发生相分离，储运方便，完全解决了乙醇汽油含水率超标而导致相分离现象的问题，但是其助燃剂为二茂铁，而汽油标准中严格控制铁含量。
专利号CN201810444635.9提供了一种混合醚类乙醇汽油，所述乙醇汽油按重量百分比计包括以下组分：尿素1-3‰；丙三醇3-5‰；乙醇汽油80-90％；混合醚20％-10％；表面活性剂1-2‰；添加剂1-2‰；其中，所述混合醚为二甲氧基二甲醚与三甲氧基二甲醚的混合物；所述二甲氧基二甲醚与三甲氧基二甲醚的重量比为10:1～2，所述乙醇汽油为乙醇与汽油的混合物。本发明提供的乙醇汽油配方作为汽油车燃料使用，能够同时降低汽油车尾气中的一氧化碳、碳氢和氮氧化物的排放量；且与相应的国标汽油相比，其动力有所提高，油耗有所下降，实现了汽车功能全面优化他污染物的同步下降，使用混合醚其虽然改善了乙醇与汽油的互溶性，但是其不能有效防止夏天使用时气阻的产生。
发明内容
为了解决上述乙醇与烃类汽油互溶性差，容易出现分层，腐蚀机动车的金属元器件，溶解橡胶部件，车辆运行中容易产生较大的气阻等问题，本发明提供一种车用乙醇汽油及其制备方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种车用乙醇汽油，原料由下列组分按重量分数组成，汽油60-70份，乙醇10-25份，表面活性剂10-15份，复合添加剂5-18份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂60-80份、金属腐蚀抑制剂1-5份、助燃剂10-30份、抗磨剂0.5-1份、分散剂1-8份、催化剂5-10份。
进一步的，汽油为国际92#或95#车用汽油；
乙醇为工业乙醇符合国家标准；
表面活性剂包括脂肪酸甲酯、山梨糖醇单油酸酯；
助溶剂包括甲苯、芳烃油、异丙醇、正丁醇、戊醇、环己醇、正辛醇中的一种或多种；
金属腐蚀抑制剂包括苯骈三氮唑、N，N′-二亚水杨基-丙二胺中的一种或多种；
助燃剂包括丙酮、异丙醇胺、二乙醇胺、四氢呋喃中的一种或多种的混合物；
抗磨剂包括有机氯化物；
分散剂包括石油磺酸钡、六甲基磷酰三胺中的一种或多种的混合物。
进一步的，原料由下列组分按重量分数组成，汽油60份，乙醇25份，表面活性剂15份，复合添加剂5份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂60份、金属腐蚀抑制剂5份、助燃剂20份、抗磨剂1份、分散剂2份、催化剂10份。
进一步的，原料由下列组分按重量分数组成，汽油65份，乙醇18份，表面活性剂12份，复合添加剂5份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂70份、金属腐蚀抑制剂1份、助燃剂15份、抗磨剂0.8份、分散剂6份、催化剂7.2份。
进一步的，原料由下列组分按重量分数组成，汽油70份，乙醇10份，表面活性剂10份，复合添加剂10份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂80份、金属腐蚀抑制剂1份、助燃剂10份、抗磨剂0.5份、分散剂1份、催化剂7.5份。
一种车用乙醇汽油的制备方法，制备上述的车用乙醇汽油，其方法如下：
步骤一，制备复合添加剂
将分散剂加入到含有助溶剂的反应容器中，缓慢搅拌并升温至30-50℃，充分混合均匀后，再依次加入助燃剂、催化剂、金属腐蚀抑制剂、抗磨剂，搅拌混合均匀，得到复合添加剂；
步骤二，制备车用乙醇溶液
将表面活性剂加入到含有乙醇的反应容器中，缓慢搅拌并升温至30-50℃，充分混合均匀后，再加入步骤一中的复合添加剂，继续搅拌并恒温反应0.5-3h，获得车用乙醇溶液；
步骤三，制备车用乙醇汽油
将步骤二中获得的车用乙醇溶液加入到含有汽油的反应容器中，缓慢搅拌并恒温反应至溶液澄清，静置，获得车用乙醇汽油。
进一步的，步骤一助溶剂：分散剂：助燃剂：催化剂：金属腐蚀抑制剂：抗磨剂的体积比为100：1.2-9.5：15-40：5.5-13.5：1.2-6.2：0.55-1.2。
进一步的，步骤二中乙醇：表面活性剂：复合添加剂的体积比为100：12-20：6-20。
进一步的，步骤三中车用乙醇溶液与汽油的体积比为1:1-5.52。
进一步的，步骤三中的恒温反应温度为30-45℃。
本发明提供一种车用乙醇汽油，原料由下列组分按重量分数组成，汽油60-70份，乙醇10-25份，表面活性剂10-15份，复合添加剂5-18份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂60-80份、金属腐蚀抑制剂1-5份、助燃剂10-30份、抗磨剂0.5-1份、分散剂1-8份、催化剂5-10份，使得乙醇与汽油具有较好的相容性，且在车辆运行过程中不产生气阻，原料简单易得，生产成本低。与现有技术相比，本发明配制工艺简单、生产成本低廉，是理想的一种替代性环保能源，具有明显、良好的经济效益，能广泛普及应用到机动车领域。
附图说明
图1为车用乙醇汽油的制备方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
一种车用乙醇汽油，原料由下列组分按重量分数组成，汽油60-70份，乙醇10-25份，表面活性剂10-15份，复合添加剂5-18份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂60-80份、金属腐蚀抑制剂1-5份、助燃剂10-30份、抗磨剂0.5-1份、分散剂1-8份、催化剂5-10份。
汽油为国际92#或95#车用汽油；
乙醇为工业乙醇符合国家标准；
表面活性剂包括脂肪酸甲酯、山梨糖醇单油酸酯；
助溶剂包括甲苯、芳烃油、异丙醇、正丁醇、戊醇、环己醇、正辛醇中的一种或多种；
金属腐蚀抑制剂包括苯骈三氮唑、N，N′-二亚水杨基-丙二胺中的一种或多种；
助燃剂包括丙酮、异丙醇胺、二乙醇胺、四氢呋喃中的一种或多种的混合物；
抗磨剂包括有机氯化物；
分散剂包括石油磺酸钡、六甲基磷酰三胺中的一种或多种的混合物。
实施例一
一种车用乙醇汽油，其原料由下列组分按重量分数组成，汽油60份，乙醇25份，表面活性剂15份，复合添加剂5份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂60份、金属腐蚀抑制剂5份、助燃剂20份、抗磨剂1份、分散剂2份、催化剂10份。
如图1所示，一种车用乙醇汽油的制备方法，其方法如下：
S1：制备复合添加剂
将分散剂六甲基磷酰三胺加入到含有助溶剂芳烃油的反应容器中，缓慢搅拌并升温至30℃，充分混合均匀后，再依次加入助燃剂二乙醇胺、催化剂、金属腐蚀抑制剂苯骈三氮唑、抗磨剂有机氯化物，其中助溶剂：分散剂：助燃剂：催化剂：金属腐蚀抑制剂：抗磨剂的体积比为100：1.2：15：5.5：1.2：0.55，搅拌混合均匀，得到复合添加剂；
S2：制备车用乙醇溶液
将表面活性剂脂肪酸甲酯加入到含有乙醇的反应容器中，缓慢搅拌并升温至35℃，充分混合均匀后，再加入S1中的复合添加剂，其中乙醇：表面活性剂：复合添加剂的体积比为100：12：6，继续搅拌并恒温反应1h，获得车用乙醇溶液；
S3：制备车用乙醇汽油
将S2中获得的车用乙醇溶液加入到含有汽油的反应容器中，其中车用乙醇溶液与汽油的体积比为1:1.5，缓慢搅拌，在30℃下恒温反应至溶液澄清，静置，获得车用乙醇汽油。
S4：车用乙醇汽油的性能测试
将车用乙醇汽油放置于温度28-33℃，相对湿度75-85％，大气压95-96Kpa的环境条件进行排放性能、经济性能、动力性能及其物理性能的测试；
排放性能测试：样机分别燃用商品汽油和车用乙醇汽油，采用自由加速烟度试验方法，利用AVLDITCOM4000型排放测试仪测试样车的不透光烟度值，通过测试可知商品汽油的自由加速烟度值为3.05m-1，车用乙醇汽油的自由加速烟度值为2.26m-1。
经济性能测试：样机分别燃烧商品汽油和车用乙醇汽油，测试样机在2500r/min时的负荷特性试验，通过测试可知商品汽油的最低燃料消耗率265g/kW·h，车用乙醇汽油最低燃料消耗率248/kW·h；商品汽油的平均燃料消耗率327g/kW·h，车用乙醇汽油平均燃料消耗率296/kW·h。
动力性能测试：样机在100％油门开度下，分别燃用商品汽油和车用乙醇汽油，转速从2500r/min至4500r/min的外特性试验，通过测试可知在转速4500r/min时，商品汽油的最大功率为64.1kW，车用乙醇汽油的最大功率为72.5kW；在转速为2500r/min时，商品汽油的最大转矩为223N·m，车用乙醇汽油的最大转矩为237N·m。
通过排放性能、经济性能、动力性能测试可知车用乙醇汽油的动力性能和经济性能均有所提高，烟度等排放量有明显降低。
实施例二
一种车用乙醇汽油，其原料由下列组分按重量分数组成，汽油65份，乙醇18份，表面活性剂12份，复合添加剂5份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂70份、金属腐蚀抑制剂1份、助燃剂15份、抗磨剂0.8份、分散剂6份、催化剂7.2份；
如图1所示，一种车用乙醇汽油的制备方法，其方法如下：
S1：制备复合添加剂
将分散剂六甲基磷酰三胺加入到含有助溶剂芳烃油的反应容器中，缓慢搅拌并升温至30℃，充分混合均匀后，再依次加入助燃剂二乙醇胺、催化剂、金属腐蚀抑制剂苯骈三氮唑、抗磨剂有机氯化物，其中助溶剂：分散剂：助燃剂：催化剂：金属腐蚀抑制剂：抗磨剂的体积比为100：5.5：25：9.5：3.2：0.75，搅拌混合均匀，得到复合添加剂；
S2：制备车用乙醇溶液
将表面活性剂脂肪酸甲酯加入到含有乙醇的反应容器中，缓慢搅拌并升温至35℃，充分混合均匀后，再加入S1中的复合添加剂，其中乙醇：表面活性剂：复合添加剂的体积比为100：16：12，继续搅拌并恒温反应1h，获得车用乙醇溶液；
S3：制备车用乙醇汽油
将S2中获得的车用乙醇溶液加入到含有汽油的反应容器中，其中车用乙醇溶液与汽油的体积比为1:2.75，缓慢搅拌，在30℃下恒温反应至溶液澄清，静置，获得车用乙醇汽油。
S4：车用乙醇汽油的性能测试
将车用乙醇汽油放置于温度28-33℃，相对湿度75-85％，大气压95-96Kpa的环境条件进行排放性能、经济性能、动力性能及其物理性能的测试；
排放性能测试：样机分别燃用商品汽油和车用乙醇汽油，采用自由加速烟度试验方法，利用AVLDITCOM4000型排放测试仪测试样车的不透光烟度值，通过测试可知商品汽油的自由加速烟度值为3.05m-1，车用乙醇汽油的自由加速烟度值为2.16m-1。
经济性能测试：样机分别燃烧商品汽油和车用乙醇汽油，测试样机在2500r/min时的负荷特性试验，通过测试可知商品汽油的最低燃料消耗率265g/kW·h，车用乙醇汽油最低燃料消耗率241/kW·h；商品汽油的平均燃料消耗率327g/kW·h，车用乙醇汽油平均燃料消耗率285/kW·h。
动力性能测试：样机在100％油门开度下，分别燃用商品汽油和车用乙醇汽油，转速从2500r/min至4500r/min的外特性试验，通过测试可知在转速4500r/min时，商品汽油的最大功率为64.1kW，车用乙醇汽油的最大功率为71.5kW；在转速为2500r/min时，商品汽油的最大转矩为223N·m，车用乙醇汽油的最大转矩为245N·m。
通过排放性能、经济性能、动力性能测试可知车用乙醇汽油的动力性能和经济性能均有所提高，烟度等排放量有明显降低。
实施例三
一种车用乙醇汽油，其原料由下列组分按重量分数组成，汽油70份，乙醇10份，表面活性剂10份，复合添加剂10份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂80份、金属腐蚀抑制剂1份、助燃剂10份、抗磨剂0.5份、分散剂1份、催化剂7.5份；
如图1所示，一种车用乙醇汽油的制备方法，其方法如下：
S1：制备复合添加剂
将分散剂六甲基磷酰三胺加入到含有助溶剂芳烃油的反应容器中，缓慢搅拌并升温至30℃，充分混合均匀后，再依次加入助燃剂二乙醇胺、催化剂、金属腐蚀抑制剂苯骈三氮唑、抗磨剂有机氯化物，其中助溶剂：分散剂：助燃剂：催化剂：金属腐蚀抑制剂：抗磨剂的体积比为100：9.5：40：13.5：6.0：1.2，搅拌混合均匀，得到复合添加剂；
S2：制备车用乙醇溶液
将表面活性剂脂肪酸甲酯加入到含有乙醇的反应容器中，缓慢搅拌并升温至35℃，充分混合均匀后，再加入S1中的复合添加剂，其中乙醇：表面活性剂：复合添加剂的体积比为100：20：20，继续搅拌并恒温反应1h，获得车用乙醇溶液；
S3：制备车用乙醇汽油
将S2中获得的车用乙醇溶液加入到含有汽油的反应容器中，其中车用乙醇溶液与汽油的体积比为1:5.52，缓慢搅拌，在30℃下恒温反应至溶液澄清，静置，获得车用乙醇汽油。
S4：车用乙醇汽油的性能测试
S4：车用乙醇汽油的性能测试
将车用乙醇汽油放置于温度28-33℃，相对湿度75-85％，大气压95-96Kpa的环境条件进行排放性能、经济性能、动力性能及其物理性能的测试；
排放性能测试：样机分别燃用商品汽油和车用乙醇汽油，采用自由加速烟度试验方法，利用AVLDITCOM4000型排放测试仪测试样车的不透光烟度值，通过测试可知商品汽油的自由加速烟度值为3.05m-1，车用乙醇汽油的自由加速烟度值为2.04m-1。
经济性能测试：样机分别燃烧商品汽油和车用乙醇汽油，测试样机在2500r/min时的负荷特性试验，通过测试可知商品汽油的最低燃料消耗率265g/kW·h，车用乙醇汽油最低燃料消耗率237/kW·h；商品汽油的平均燃料消耗率327g/kW·h，车用乙醇汽油平均燃料消耗率280/kW·h。
动力性能测试：样机在100％油门开度下，分别燃用商品汽油和车用乙醇汽油，转速从2500r/min至4500r/min的外特性试验，通过测试可知在转速4500r/min时，商品汽油的最大功率为64.1kW，车用乙醇汽油的最大功率为70.4kW；在转速为2500r/min时，商品汽油的最大转矩为223N·m，车用乙醇汽油的最大转矩为235N·m。
通过排放性能、经济性能、动力性能测试可知车用乙醇汽油的动力性能和经济性能均有所提高，烟度等排放量有明显降低。
上述仅为本发明的优选具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (10)

1.一种车用乙醇汽油，其特征在于：原料由下列组分按重量分数组成，汽油60-70份，乙醇10-25份，表面活性剂10-15份，复合添加剂5-18份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂60-80份、金属腐蚀抑制剂1-5份、助燃剂10-30份、抗磨剂0.5-1份、分散剂1-8份、催化剂5-10份。
2.根据权利要求1所述的车用乙醇汽油，其特征在于：所述
汽油为国际92#或95#车用汽油；
乙醇为工业乙醇符合国家标准；
表面活性剂包括脂肪酸甲酯、山梨糖醇单油酸酯；
助溶剂包括甲苯、芳烃油、异丙醇、正丁醇、戊醇、环己醇、正辛醇中的一种或多种；
金属腐蚀抑制剂包括苯骈三氮唑、N，N′-二亚水杨基-丙二胺中的一种或多种；
助燃剂包括丙酮、异丙醇胺、二乙醇胺、四氢呋喃中的一种或多种的混合物；
抗磨剂包括有机氯化物；
分散剂包括石油磺酸钡、六甲基磷酰三胺中的一种或多种的混合物。
3.根据权利要求1所述的车用乙醇汽油，其特征在于：所述原料由下列组分按重量分数组成，汽油60份，乙醇25份，表面活性剂15份，复合添加剂5份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂60份、金属腐蚀抑制剂5份、助燃剂20份、抗磨剂1份、分散剂2份、催化剂10份。
4.根据权利要求1所述的车用乙醇汽油，其特征在于：所述原料由下列组分按重量分数组成，汽油65份，乙醇18份，表面活性剂12份，复合添加剂5份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂70份、金属腐蚀抑制剂1份、助燃剂15份、抗磨剂0.8份、分散剂6份、催化剂7.2份。
5.根据权利要求1所述的车用乙醇汽油，其特征在于：所述原料由下列组分按重量分数组成，汽油70份，乙醇10份，表面活性剂10份，复合添加剂10份；所述复合添加剂的组分及重量分数为助溶剂80份、金属腐蚀抑制剂1份、助燃剂10份、抗磨剂0.5份、分散剂1份、催化剂7.5份。
6.一种车用乙醇汽油的制备方法，其特征在于：制备权利要求1-5任一所述的车用乙醇汽油，其方法如下：
步骤一，制备复合添加剂
将分散剂加入到含有助溶剂的反应容器中，缓慢搅拌并升温至30-50℃，充分混合均匀后，再依次加入助燃剂、催化剂、金属腐蚀抑制剂、抗磨剂，搅拌混合均匀，得到复合添加剂；
步骤二，制备车用乙醇溶液
将表面活性剂加入到含有乙醇的反应容器中，缓慢搅拌并升温至30-50℃，充分混合均匀后，再加入步骤一中的复合添加剂，继续搅拌并恒温反应0.5-3h，获得车用乙醇溶液；
步骤三，制备车用乙醇汽油
将步骤二中获得的车用乙醇溶液加入到含有汽油的反应容器中，缓慢搅拌并恒温反应至溶液澄清，静置，获得车用乙醇汽油。
7.根据权利要求6所述的车用汽油的制备方法，其特征在于：所述步骤一助溶剂：分散剂：助燃剂：催化剂：金属腐蚀抑制剂：抗磨剂的体积比为100：1.2-9.5：15-40：5.5-13.5：1.2-6.2：0.55-1.2。
8.根据权利要求6所述的车用汽油的制备方法，其特征在于：所述步骤二中乙醇：表面活性剂：复合添加剂的体积比为100：12-20：6-20。
9.根据权利要求6所述的车用汽油的制备方法，其特征在于：所述步骤三中车用乙醇溶液与汽油的体积比为1:1-5.52。
10.根据权利要求6所述的车用汽油的制备方法，其特征在于：所述步骤三中的恒温反应温度为30-45℃。
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