CN109456804B - 一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于甲醇汽油添加剂领域，具体涉及一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物及其制备方法，所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：21％改性剂A，36‑45％改性剂B，3％纳米助燃剂，余量为丙酮；所述改性剂A是通过对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐加热至30‑35℃后，将乙二醇单甲醚向甘油中混合并离心搅拌8‑20min所得，其中离心搅拌的转数为1500r/min，乙二醇单甲醚和甘油的质量比为1:6；所述改性剂B是通过对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐加热至30‑35℃后，将双二甲胺基乙基醚向正癸醇中混合并离心搅拌8‑20min所得，其中离心搅拌的转数为1500r/min，双二甲胺基乙基醚和正癸醇的质量比为1:8‑1:5。本发明解决了低温条件下难启动、尾气不清洁环保、噪音高的问题。
Description
技术领域
本发明属于甲醇汽油添加剂领域，具体涉及一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物及其制备方法。
背景技术
由于生物燃料的短时间不可逆的属性，使得开发节能的汽车燃料成为各个厂商、研究机构争相投入研发的方向，如PCT/US2006/044789。这其中以车用燃料甲醇受关注的程度比较大，甲醇由于其不含苯、芳烃和烯烃，其燃烧后产物主要为水和二氧化碳，因此常规排放的尾气找那个一氧化碳、碳氢等远远低于汽柴油，且无黑烟，是典型的清洁替代燃料。
但现有甲醇燃料中又存在诸多的问题急需解决，主要包括以下几方面：
第一，甲醇的蒸汽压低于汽油，会严重的影响汽车的动力性，尤其在严寒低温条件下，会导致发动机启动困难，现有技术有的是通过加入大量的分散剂乳化以解决甲醇和汽油相溶的问题，如CN200610105014.5公开了一种车用甲醇汽油清洁增标乳化剂，其具体公开了乳化剂是将正辛醇、正庚醇、异丙醇、正丁醇、正癸醇、十六醇和司盘80按一定重量百分比装入反应釜中在一定条件下搅拌混合而成。
第二，当甲醇燃烧不充分时，容易产生甲醛等醛类有害物质，对人和环境造成污染。然而现有技术中不仅有混合燃料对甲醛的检测如CN201610018982.6公开的一种毛细管柱气相色谱法检测甲醇汽油燃料尾气中甲醛的方法，更有为了增强改性条件而采用甲醇和甲醛为原料的燃油，如CN201210519942.1公开的一种车用混合燃油，但在甲醇混合燃料中使用甲醛的这种方式是极不可取的。
第三，由于甲醇汽油的燃烧等容性较大，集中放热充分，因此，用混醇汽油时，发送机供油系统燃用此燃料时，燃烧噪音会比单纯汽油燃烧要大，降噪也成为困扰城市内汽车燃料的一个问题。
第四，现有技术中制备工艺中一种是将汽油甲醇和添加剂单纯放入一个罐子搅拌，并均匀静止24h成为成品甲醇汽油，另一种通过添加剂罐和甲醇灌向一级混合灌中搅拌，此后的混合液再与汽油灌中的汽油一起向二级灌中搅拌的过程，如CN201110219157.X公开的M15甲醇汽油和M85甲醇汽油的调配装置及调配方法，图1所示。由于本发明中添加剂的配成须有工艺上的先后顺序性，因此单纯混用一个添加剂灌显然不合适，据此，本发明在不影响工业加工的效率和自动控制的基础上，减少如CN201110219157.X混合搅拌罐的个数，精简了设备、缩小了空间，通过线路布局满足本发明工艺上顺序性的要求。
本发明提出一种能够解决上述问题的添加剂及其制备方法。由于现实中低醇汽油、中醇汽油、高醇汽油本身的差异很大，且高醇汽油对发动机结构有进一步的改造影响，因此本发明所针对的是低醇汽油。
发明内容
为了解决上述背景技术中存在的技术问题，提供一种低温条件下难启动、清洁环保、噪音低的用于发动机低醇汽油添加剂的组合物及其制备方法。
本发明的技术方案为：
一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：21％改性剂A，36-45％改性剂B，3％纳米助燃剂，余量为丙酮；
所述改性剂A是通过对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐加热至30-35℃后，将乙二醇单甲醚向甘油中混合并离心搅拌8-20min所得，其中离心搅拌的转数为1500r/min，乙二醇单甲醚和甘油的质量比为1:6；
所述改性剂B是通过对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐加热至30-35℃后，将双二甲胺基乙基醚向正癸醇中混合并离心搅拌8-20min所得，其中离心搅拌的转数为1500r/min，双二甲胺基乙基醚和正癸醇的质量比为1:8-1:5。
进一步地，纳米助燃剂为二氧化钛。
进一步地，所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，6％双二甲胺基乙基醚、30％正癸醇，3％纳米助燃剂，余量为丙酮。
进一步地，所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，5％双二甲胺基乙基醚、40％正癸醇，3％纳米助燃剂，余量为丙酮。
一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的制备方法，采用下述步骤：
第一步制备改性剂A:对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐热辐射或微波加热至30-35℃后，通过添加剂储罐向搅拌罐依次加入甘油和乙二醇单甲醚，使得乙二醇单甲醚向甘油中混合，离心搅拌8-20min得到改性剂A，将改性剂A转移到改性剂A临储罐内并降至室温备用，其中离心搅拌的转数为1500r/min，乙二醇单甲醚和甘油的质量比为1:6。
第二步制备改性剂B:对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐热辐射或微波加热至30-35℃后，通过添加剂储罐向搅拌罐依次加入正癸醇和双二甲胺基乙基醚，使得双二甲胺基乙基醚向正癸醇中混合，离心搅拌8-20min得到改性剂B，将改性剂B转移到改性剂B临储罐内并降至室温备用，其中离心搅拌的转数为1500r/min，双二甲胺基乙基醚和正癸醇的质量比为1:8-1:5；
第三步添加剂合成：通过添加剂储罐向搅拌罐依次加入丙酮和纳米助燃剂，搅拌3min后，通过改性剂A临储罐和改性剂B临储罐分别向搅拌罐内注入改性剂A和改性剂B，在对搅拌罐抽真空，并热辐射或微波加热至30-35℃条件下搅拌40min。
进一步地，采用的甲醇汽油合成装置为：第一添加剂储罐和第二添加剂储罐分别通过电磁阀F1和电磁阀F2与搅拌罐相连，甲醇储罐和汽油储罐分别通过电磁阀F3和电磁阀F4与搅拌罐相连，真空泵与搅拌罐相连，改性剂A临储罐分别通过进口电磁阀F5和出口电磁阀F9与搅拌罐相连，改性剂B临储罐分别通过进口电磁阀F6和出口电磁阀F10与搅拌罐相连，成品罐通过电磁阀F8与搅拌罐相连，回液罐通过电磁阀F7与搅拌罐相连；废液罐通过电磁阀F16与回液罐相连，第一添加剂储罐通过电磁阀F12与回液罐相连，第二添加剂储罐(2)通过电磁阀F13与回液罐相连，甲醇储罐通过电磁阀F14与回液罐相连，汽油储罐通过电磁阀F15与回液罐相连。
进一步地，所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，5％双二甲胺基乙基醚、40％正癸醇，3％纳米助燃剂，余量为丙酮；所述纳米助燃剂为二氧化钛。
一种甲醇汽油，含有用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述添加剂的组合物占甲醇汽油的质量百分比为9-12％。
一种甲醇汽油，含有用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述的甲醇汽油为M0-M5。
乙二醇单甲醚作为燃剂，甘油作为其溶剂；双二甲胺基乙基醚作为熔点调节剂，正癸醇作为其溶剂。纳米二氧化钛作为燃烧助剂，丙酮作为密度调节剂使用。
本发明的有益效果为：
1.本发明的技术问题发现本身是难点，尤其本申请背景技术中所提到的怎样能够降低甲醇燃料产生甲醛等有害物质，及其在燃烧时充分降噪的问题。本发明通过实验从中筛选出乙二醇单甲醚向甘油搅拌得到改性剂A的配比，使得甲醇汽油中减少气爆，通过燃料的充分燃烧从而减少醛类的产生，并取得显著的效果。
2.本发明通过采用凝固点低的，现有技术中还未选用的双二甲胺基乙基醚溶剂与正癸醇搅拌得到改性剂B，极大改善了低温冷启动的问题。
3.本发明点在于制备的方法的步骤顺序及成分比例产生复配效果，并对降噪和降低甲醛产生优异效果；本发明在不影响工业加工的效率和自动控制的基础上，减少混合搅拌罐的个数，精简了设备、缩小了空间，通过线路布局满足本发明工艺上顺序性的要求。
附图说明
图1为现有技术的加工流程示意图；
图2为本发明合成装置的结构示意图。
其中：1、第一添加剂储罐，2、第二添加剂储罐，3、搅拌罐，4、改性剂A临储罐，5、改性剂B临储罐，6、甲醇储罐，7、汽油储罐，8、成品罐，9、回液灌，10、废液罐，11、真空泵。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：21％改性剂A，36-45％改性剂B，3％纳米助燃剂，余量为丙酮；所述改性剂A是通过对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐热辐射或微波加热至30-35℃后，将乙二醇单甲醚向甘油中混合并离心搅拌8-20min所得；其中离心搅拌的转数为1500r/min，乙二醇单甲醚和甘油的质量比为1:6。所述改性剂B是通过对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐热辐射或微波加热至30-35℃后，将双二甲胺基乙基醚向正癸醇中混合并离心搅拌8-20min所得；其中离心搅拌的转数为1500r/min，双二甲胺基乙基醚和正癸醇的质量比为1:8-1:5。所述纳米助燃剂为二氧化钛。
一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的制备方法，采用下述步骤：第一步制备改性剂A:对搅拌罐3抽真空，并对搅拌罐热辐射或微波加热至30-35℃后，通过添加剂储罐向搅拌罐3)依次加入甘油(如第一添加剂储罐1)和乙二醇单甲醚(第二添加剂储罐2)，使得乙二醇单甲醚向甘油中混合，离心搅拌8-20min得到改性剂A，将改性剂A转移到改性剂A临储罐4内并降至室温备用，其中离心搅拌的转数为1500r/min，乙二醇单甲醚和甘油的质量比为1:6。
第二步制备改性剂B:对搅拌罐3抽真空，并对搅拌罐热辐射或微波加热至30-35℃后，通过添加剂储罐向搅拌罐3依次加入正癸醇(如第一添加剂储罐1)和双二甲胺基乙基醚(第二添加剂储罐2)，使得双二甲胺基乙基醚向正癸醇中混合，离心搅拌8-20min得到改性剂B，将改性剂B转移到改性剂B临储罐5内并降至室温备用，其中离心搅拌的转数为1500r/min，双二甲胺基乙基醚和正癸醇的质量比为1:8-1:5；
第三步添加剂合成，通过添加剂储罐向搅拌罐3依次加入丙酮和纳米助燃剂，搅拌3min后，通过改性剂A临储罐4和改性剂B临储罐5分别向搅拌罐3内注入改性剂A和改性剂B，在对搅拌罐抽真空和热辐射或微波加热至30-35℃条件下搅拌40min。通过上述步骤和顺序能够使得本添加剂组合物中不易产生气泡。
采用的甲醇汽油合成装置为：第一添加剂储罐1和第二添加剂储罐2分别通过电磁阀F1和电磁阀F2与搅拌罐3相连，甲醇储罐6和汽油储罐7分别通过电磁阀F3和电磁阀F4与搅拌罐3相连，真空泵11与搅拌罐3相连，改性剂A临储罐4分别通过进口电磁阀F5和出口电磁阀F9与搅拌罐3相连，改性剂B临储罐5分别通过进口电磁阀F6和出口电磁阀F10与搅拌罐3相连，成品罐8通过电磁阀F8与搅拌罐3相连，回液罐9通过电磁阀F7与搅拌罐3相连；废液罐10通过电磁阀F16与回液罐9相连，第一添加剂储罐1通过电磁阀F12与回液罐9相连，第二添加剂储罐2通过电磁阀F13与回液罐9相连，甲醇储罐6通过电磁阀F14与回液罐9相连，汽油储罐7通过电磁阀F15与回液罐9相连。
一种甲醇汽油，含有用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，所述添加剂的组合物占甲醇汽油的质量百分比为9-12％。所述的甲醇汽油为M0、M1、M2、M3、M4、M5。
实施例1
用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，6％双二甲胺基乙基醚、30％正癸醇，3％纳米二氧化钛，40％丙酮。添加剂的组合物占甲醇汽油的质量比为9％，如取添加剂组合物3.15kg，甲醇汽油35kg，所述的甲醇汽油(甲醇93#汽油)为M3。
实施例2
用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，5％双二甲胺基乙基醚、40％正癸醇，3％纳米二氧化钛，31％丙酮。添加剂的组合物占甲醇汽油的质量比为12％，如取添加剂组合物4.2kg，甲醇汽油35kg，所述的甲醇汽油(甲醇93#汽油)为M5。
实施例3
用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，6％双二甲胺基乙基醚、30％正癸醇，3％纳米二氧化钛，40％丙酮。添加剂的组合物占甲醇汽油的质量比为12％，如取添加剂组合物4.2kg，甲醇汽油35kg，所述的甲醇汽油(甲醇93#汽油)为M5。
实施例4
用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，5％双二甲胺基乙基醚、40％正癸醇，3％纳米二氧化钛，31％丙酮。添加剂的组合物占甲醇汽油的质量比为9％，如取添加剂组合物3.15kg，甲醇汽油35kg，所述的甲醇汽油(甲醇93#汽油)为M1。
依据GB1496-79《机动车辆噪声测量方法》和定置排气过程中甲醛检测仪平均测量为标准。技术人员选用2.0L排量发动机在发动机转数为2000rpm时进行测试，结果如下：
测试实验
表1噪音对比表
| 编号 | 燃料 | 添加剂 | 次数 | 平均噪音/dB |
| 1 | M5(甲醇93#汽油) | -- | 4 | 59 |
| 2 | M5(甲醇93#汽油) | 实施例2 | 4 | 47 |
| 3 | M5(甲醇93#汽油) | 实施例3 | 4 | 49 |
表2甲醛检测
从上述表1、表2中可以看出采用本发明的添加剂的M5甲醇汽油，噪音和甲醛下降比率明显比较高，有预料不到的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了较详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改、或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：21％改性剂A，36-45％改性剂B，3％纳米助燃剂，余量为丙酮；
所述改性剂A是通过对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐加热至30-35℃后，将乙二醇单甲醚向甘油中混合并离心搅拌8-20min所得，其中离心搅拌的转数为1500r/min，乙二醇单甲醚和甘油的质量比为1:6；
所述改性剂B是通过对搅拌罐抽真空，并对搅拌罐加热至30-35℃后，将双二甲胺基乙基醚向正癸醇中混合并离心搅拌8-20min所得，其中离心搅拌的转数为1500r/min，双二甲胺基乙基醚和正癸醇的质量比为1:8-1:5。
2.根据权利要求1所述的一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：纳米助燃剂为二氧化钛。
3.根据权利要求1-2任一项所述的一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，6％双二甲胺基乙基醚、30％正癸醇，3％纳米助燃剂，余量为丙酮。
4.根据权利要求1-2任一项所述的一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，5％双二甲胺基乙基醚、40％正癸醇，3％纳米助燃剂，余量为丙酮。
5.一种如权利要求1所述的用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的制备方法，其特征在于：
采用下述步骤：
第一步制备改性剂A:对搅拌罐(3)抽真空，并对搅拌罐热辐射或微波加热至30-35℃后，通过添加剂储罐向搅拌罐(3)依次加入甘油和乙二醇单甲醚，使得乙二醇单甲醚向甘油中混合，离心搅拌8-20min得到改性剂A，将改性剂A转移到改性剂A临储罐(4)内并降至室温备用，其中离心搅拌的转数为1500r/min，乙二醇单甲醚和甘油的质量比为1:6；
第二步制备改性剂B:对搅拌罐(3)抽真空，并对搅拌罐热辐射或微波加热至30-35℃后，通过添加剂储罐向搅拌罐(3)依次加入正癸醇和双二甲胺基乙基醚，使得双二甲胺基乙基醚向正癸醇中混合，离心搅拌8-20min得到改性剂B，将改性剂B转移到改性剂B临储罐(5)内并降至室温备用，其中离心搅拌的转数为1500r/min，双二甲胺基乙基醚和正癸醇的质量比为1:8-1:5；
第三步添加剂合成：通过添加剂储罐向搅拌罐(3)依次加入丙酮和纳米助燃剂，搅拌3min后，通过改性剂A临储罐(4)和改性剂B临储罐(5)分别向搅拌罐(3)内注入改性剂A和改性剂B，在对搅拌罐抽真空，并热辐射或微波加热至30-35℃条件下搅拌40min。
6.根据权利要求5所述的用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的制备方法，其特征在于：采用的甲醇汽油合成装置的结构为：第一添加剂储罐(1)和第二添加剂储罐(2)分别通过电磁阀F1和电磁阀F2与搅拌罐(3)相连，甲醇储罐(6)和汽油储罐(7)分别通过电磁阀F3和电磁阀F4与搅拌罐(3)相连，真空泵(11)与搅拌罐(3)相连，改性剂A临储罐(4)分别通过进口电磁阀F5和出口电磁阀F9与搅拌罐(3)相连，改性剂B临储罐(5)分别通过进口电磁阀F6和出口电磁阀F10与搅拌罐(3)相连，成品罐(8)通过电磁阀F8与搅拌罐(3)相连，回液罐(9)通过电磁阀F7与搅拌罐(3)相连；废液罐(10)通过电磁阀F16与回液罐(9)相连，第一添加剂储罐(1)通过电磁阀F12与回液罐(9)相连，第二添加剂储罐(2)通过电磁阀F13与回液罐(9)相连，甲醇储罐(6)通过电磁阀F14与回液罐(9)相连，汽油储罐(7)通过电磁阀F15与回液罐(9)相连。
7.根据权利要求5所述的用于发动机低醇汽油添加剂的组合物的制备方法，其特征在于：所述添加剂的组合物的质量百分比组成为：3％乙二醇单甲醚、18％甘油，5％双二甲胺基乙基醚、40％正癸醇，3％纳米助燃剂，余量为丙酮；所述纳米助燃剂为二氧化钛。
8.一种甲醇汽油，含有如权利要求1所述的一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述添加剂的组合物占甲醇汽油的质量百分比为9-12％。
9.一种甲醇汽油，含有如权利要求1所述的一种用于发动机低醇汽油添加剂的组合物，其特征在于：所述的甲醇汽油为M0-M5。
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