CN109628163A - 一种醚基燃料 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种醚基燃料，属于燃料技术领域。本发明以六水合硝酸铈、硝酸铜等为原料，得到催化活性剂，使得醚基燃料的转化率得到提高；以丙烯酸与异辛醇等为原料，得到中间体，再加入氢氧化钠和异辛醇进行酯交换反应，最后加入甲醇和甲醇钠，得到烷基酯类燃烧推进剂，其具有环保意义，不会增加发动机的磨损，不损坏尾气催化转化器，而且加水后也不发生相分离，使得燃烧得到推进，增加了燃烧效率；以苯甲醛、氢氧化钠为原料合成中间体后，再与甲醛和苯胺化合物反应生成抗暴稳定剂，达到消除燃料爆震燃烧的目的，使得燃料在燃烧过程中具有稳定的燃烧性能，增强了燃料的安全性能。本发明解决了目前醚基燃料抗爆性差、燃烧完成性不高的问题。

Description

一种醚基燃料
技术领域
本发明涉及燃料领域，特别涉及一种醚基燃料。
背景技术
能源枯竭和环境污染是世界面临的严重问题。随着世界汽车保有量的迅速增长，世界范围内石油系燃料的供需矛盾日益突出，汽车发动机消耗石油总量巨大，废气排放成为当今大气污染的主要来源之一。从资源、环境、经济等方面考虑，目前已使用的燃料中，低碳醇汽油，醚基复合汽油等汽油虽然氧化硫，氧化氮，一氧化碳等尾气排放量大幅度降低，但是具有抗爆性一般、燃烧完成性不高，所以急需研发一种醚基燃料，来满足人们的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前醚基燃料抗爆性差、燃烧完成性不高的问题，提供一种醚基燃料。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
一种醚基燃料，按重量份数计包括如下组分，包括40~70份醚基燃料基料、30~50份汽油，还包括3~7份催化活性剂、6~9份燃烧推进剂、3~6份抗爆稳定剂、1~3份缓蚀剂；
所述催化活性剂的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取7~9份六水合硝酸铈、3~6份硝酸铜、3~6份硝酸镁、80~90份蒸馏水搅拌混合，调节pH至9~10，得混合物，取混合物按质量比10~20：4~9加入氧化镁，升温至95~100℃搅拌混合，静置，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物保温，冷却至室温，粉碎过60目筛，收集过筛颗粒，即得催化活性剂。
所述干燥物的保温条件为：于500~550℃保温4~6h。
所述燃烧推进剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取1~3份对苯二酚、8~15份甲基丙烯酸、1~3份对甲苯磺酸、70~90份甲苯、15~20份异辛醇，升温至80~95℃搅拌混合，减压蒸馏，经无水硫酸钠干燥，得干燥物；
（2）取干燥物按质量比30~50：8~13：40~60加入异辛醇，升温至120~150℃搅拌混合，静置，取上层液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取甲醇按质量比3~6：2~4加入甲醇钠搅拌混合，再加入甲醇质量1~3倍的旋转蒸发物和甲醇质量3~6%的对苯二酚，于65~70℃搅拌混合，减压蒸馏，即得燃烧推进剂。
所述抗爆稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取丙酮按质量比8~10：1~3加入氢氧化钠溶液，再加入丙酮质量3~6%的苯甲醛，于25~30℃搅拌混合，调节pH至7~7.2，得混合物，取混合物按质量比7~10：3~5加入氯化钠，静置，取下层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；
S2.取苯胺按质量比1~3：10~15加入无水乙醇，再加入苯胺质量1~3倍的质量分数为35%的氯化氢无水乙醇溶液，于0~4℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10~20：7~9：0.3~0.5加入甲醛溶液、减压蒸馏物，搅拌混合，静置，过滤，取滤渣经无水乙醇洗涤，得洗涤物，取洗涤物按质量比1~3：8~10加入无水乙醇，调节pH至7~8，抽滤，取抽滤渣，即得抗爆稳定剂。
所述缓蚀剂：取苯并三唑、苯胺、咪唑啉按质量比3~7：1~3：1~3混合即得。
所述醚基燃料基料：取聚甲氧基二甲醚按质量比2~5：1~3加入甲醇混合，即得。
所述汽油为：92号、95号汽油按质量比2~5：1~4混合，即得。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明以六水合硝酸铈、硝酸铜等为原料，加入氨水，再经氧化镁负载，得到催化活性剂，其中铈元素能够抑制催化剂活性组分晶粒的聚集变大，可以使得催化剂表面的活性组分更加分散，Ce有利于低碳醇碳链增长，C2+醇的选择性得到提高，并且在一定程度上改善催化剂还原性能，且MgO作为碱性载体，具有较大的比表面积、较好的热稳定性等特点，对一氧化碳进行催化氧化的效率得到提高，适量Ce的添加不仅能有效抑制焙烧阶段CuO的聚合，从而抑制CuO晶粒的生长，提高铜离子组分的分散度，更有利于催化剂的表面吸附更多的CO，此外Ce与Cu 间的强相互作用不仅有助于CO的非解离脱附，提高化剂表面CO的浓度，而且能够促进CO在高温条件下的解离，不仅促进了CHx的生成，而且有助于CO插入到CHx中，从而提高了反应的催化性能和醇选择性，使得醚基燃料的转化率得到提高；
（2）本发明以丙烯酸与异辛醇等为原料，进行酯化反应，得到中间体，再加入氢氧化钠和异辛醇进行酯交换反应， 最后加入甲醇和甲醇钠，得到烷基酯类燃烧推进剂，其可以提高燃料的辛烷值，其为含氧化合物添加到醚基燃料中，着火速度快，燃烧后污染程度较轻，其中所含氧原子也可参与燃烧，改善燃烧过程，降低未燃烧HC排放量，同时其具有环保意义，不会增加发动机的磨损，不损坏尾气催化转化器，而且加水后也不发生相分离，使得燃烧得到推进，增加了燃烧效率；
（3）本发明以以苯甲醛、氢氧化钠为原料合成中间体后，再与甲醛和苯胺化合物反应生成抗暴稳定剂，其通过抑制燃烧反应自动加速，将汽油的燃烧速度限制在正
常范围之内，在火焰前锋到达之前，抑制燃料自燃，使未燃混合气体的自燃诱导期延长，或使火焰的传播速度增加，达到消除燃料爆震燃烧的目的，使得燃料在燃烧过程中具有稳定的燃烧性能，增强了燃料的安全性能。
具体实施方式
催化活性剂：按质量份数计，取7~9份六水合硝酸铈、3~6份硝酸铜、3~6份硝酸镁、80~90份蒸馏水，搅拌混合30~50min，用浓度为10%的氨水调节pH至9~10，得混合物，取混合物按质量比10~20：4~9加入氧化镁，升温至95~100℃搅拌混合4~6h，静置2~4h，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于500~550℃保温4~6h，冷却至室温，粉碎过60目筛，收集过筛颗粒，即得催化活性剂。
燃烧推进剂：
（1）按质量份数计，取1~3份对苯二酚、8~15份甲基丙烯酸、1~3份对甲苯磺酸、70~90份甲苯、15~20份异辛醇，升温至80~95℃搅拌混合1~3h，减压蒸馏，经无水硫酸钠干燥，得干燥物；
（2）取干燥物按质量比30~50：8~13：40~60加入异辛醇，升温至120~150℃搅拌混合4~6h，静置20~30min，取上层液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取甲醇按质量比3~6：2~4加入甲醇钠，搅拌混合20~30min，再加入甲醇质量1~3倍的旋转蒸发物和甲醇质量3~6%的对苯二酚，于65~70℃搅拌混合3~5h，减压蒸馏，即得燃烧推进剂。
抗爆稳定剂：
S1.取丙酮按质量比8~10：1~3加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，再加入丙酮质量3~6%的苯甲醛，于25~30℃搅拌混合30~60min，调节pH至7~7.2，得混合物，取混合物按质量比7~10：3~5加入氯化钠，静置20~30min，取下层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；
S2.取苯胺按质量比1~3：10~15加入无水乙醇，再加入苯胺质量1~3倍的质量分数为35%的氯化氢无水乙醇溶液，于0~4℃搅拌混合30~50min，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10~20：7~9：0.3~0.5加入质量分数为37%的甲醛溶液、减压蒸馏物，搅拌混合6~10min，静置10~12h，过滤，取滤渣经无水乙醇洗涤，得洗涤物，取洗涤物按质量比1~3：8~10加入无水乙醇，调节pH至7~8，抽滤，取抽滤渣，即得抗爆稳定剂。
醚基燃料基料：取聚甲氧基二甲醚按质量比2~5：1~3加入甲醇混合，即得。
汽油：92号、95号汽油按质量比2~5：1~4混合，即得。
缓蚀剂：取苯并三唑、苯胺、咪唑啉按质量比3~7：1~3：1~3混合即得。
一种醚基燃料，按质量份数计，包括40~70份醚基燃料基料、3~7份催化活性剂、6~9份燃烧推进剂、3~6份抗爆稳定剂、1~3份缓蚀剂、30~50份汽油，搅拌混合1~3h，即得醚基燃料。
催化活性剂：按质量份数计，取7份六水合硝酸铈、3份硝酸铜、3份硝酸镁、80份蒸馏水，搅拌混合30min，用浓度为10%的氨水调节pH至9，得混合物，取混合物按质量比10：4加入氧化镁，升温至95℃搅拌混合4h，静置2h，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于500℃保温4h，冷却至室温，粉碎过60目筛，收集过筛颗粒，即得催化活性剂。
燃烧推进剂：
（1）按质量份数计，取1份对苯二酚、8份甲基丙烯酸、1份对甲苯磺酸、70份甲苯、15份异辛醇，升温至80℃搅拌混合1h，减压蒸馏，经无水硫酸钠干燥，得干燥物；
（2）取干燥物按质量比30：8：40加入异辛醇，升温至120℃搅拌混合4h，静置20min，取上层液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取甲醇按质量比3：2加入甲醇钠，搅拌混合20min，再加入甲醇质量1倍的旋转蒸发物和甲醇质量3%的对苯二酚，于65℃搅拌混合3h，减压蒸馏，即得燃烧推进剂。
抗爆稳定剂：
S1.取丙酮按质量比8：1加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，再加入丙酮质量3%的苯甲醛，于25℃搅拌混合30min，调节pH至7，得混合物，取混合物按质量比7：3加入氯化钠，静置20min，取下层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；
S2.取苯胺按质量比1：10加入无水乙醇，再加入苯胺质量1倍的质量分数为35%的氯化氢无水乙醇溶液，于0℃搅拌混合30min，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10：7：0.3加入质量分数为37%的甲醛溶液、减压蒸馏物，搅拌混合6min，静置10h，过滤，取滤渣经无水乙醇洗涤，得洗涤物，取洗涤物按质量比1：8加入无水乙醇，调节pH至7，抽滤，取抽滤渣，即得抗爆稳定剂。
醚基燃料基料：取聚甲氧基二甲醚按质量比2：1加入甲醇混合，即得。
汽油：92号、95号汽油按质量比2：1混合，即得。
缓蚀剂：取苯并三唑、苯胺、咪唑啉按质量比3：1：1混合即得。
一种醚基燃料，按质量份数计，包括40份醚基燃料基料、3份催化活性剂、6份燃烧推进剂、3份抗爆稳定剂、1份缓蚀剂、30份汽油，搅拌混合1h，即得醚基燃料。
催化活性剂：按质量份数计，取9份六水合硝酸铈、6份硝酸铜、6份硝酸镁、90份蒸馏水，搅拌混合50min，用浓度为10%的氨水调节pH至10，得混合物，取混合物按质量比20：9加入氧化镁，升温至100℃搅拌混合6h，静置4h，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于550℃保温6h，冷却至室温，粉碎过60目筛，收集过筛颗粒，即得催化活性剂。
燃烧推进剂：
（1）按质量份数计，取3份对苯二酚、15份甲基丙烯酸、3份对甲苯磺酸、90份甲苯、20份异辛醇，升温至95℃搅拌混合3h，减压蒸馏，经无水硫酸钠干燥，得干燥物；
（2）取干燥物按质量比50：13：60加入异辛醇，升温至150℃搅拌混合6h，静置30min，取上层液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取甲醇按质量比6：4加入甲醇钠，搅拌混合30min，再加入甲醇质量3倍的旋转蒸发物和甲醇质量6%的对苯二酚，于70℃搅拌混合5h，减压蒸馏，即得燃烧推进剂。
抗爆稳定剂：S1.取丙酮按质量比10：3加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，再加入丙酮质量6%的苯甲醛，于30℃搅拌混合60min，调节pH至7.2，得混合物，取混合物按质量比10：5加入氯化钠，静置30min，取下层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；
S2.取苯胺按质量比3：15加入无水乙醇，再加入苯胺质量3倍的质量分数为35%的氯化氢无水乙醇溶液，于4℃搅拌混合50min，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比20：9：0.5加入质量分数为37%的甲醛溶液、减压蒸馏物，搅拌混合10min，静置12h，过滤，取滤渣经无水乙醇洗涤，得洗涤物，取洗涤物按质量比3：10加入无水乙醇，调节pH至8，抽滤，取抽滤渣，即得抗爆稳定剂。
醚基燃料基料：取聚甲氧基二甲醚按质量比5：3加入甲醇混合，即得。
汽油：92号、95号汽油按质量比5：4混合，即得。
缓蚀剂：取苯并三唑、苯胺、咪唑啉按质量比7：3：3混合即得。
一种醚基燃料，按质量份数计，包括70份醚基燃料基料、7份催化活性剂、9份燃烧推进剂、6份抗爆稳定剂、3份缓蚀剂、50份汽油，搅拌混合3h，即得醚基燃料。
催化活性剂：按质量份数计，取8份六水合硝酸铈、4份硝酸铜、5份硝酸镁、85份蒸馏水，搅拌混合40min，用浓度为10%的氨水调节pH至9.5，得混合物，取混合物按质量比15：6加入氧化镁，升温至97℃搅拌混合5h，静置3h，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物于520℃保温5h，冷却至室温，粉碎过60目筛，收集过筛颗粒，即得催化活性剂。
燃烧推进剂：
（1）按质量份数计，取2份对苯二酚、11份甲基丙烯酸、2份对甲苯磺酸、80份甲苯、17份异辛醇，升温至89℃搅拌混合2h，减压蒸馏，经无水硫酸钠干燥，得干燥物；
（2）取干燥物按质量比40：11：45加入异辛醇，升温至130℃搅拌混合5h，静置25min，取上层液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取甲醇按质量比4：3加入甲醇钠，搅拌混合25min，再加入甲醇质量2倍的旋转蒸发物和甲醇质量4%的对苯二酚，于68℃搅拌混合4h，减压蒸馏，即得燃烧推进剂。
抗爆稳定剂：
S1.取丙酮按质量比9：2加入质量分数为10%的氢氧化钠溶液，再加入丙酮质量4%的苯甲醛，于28℃搅拌混合40min，调节pH至7.1，得混合物，取混合物按质量比8：4加入氯化钠，静置25min，取下层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；
S2.取苯胺按质量比2：11加入无水乙醇，再加入苯胺质量2倍的质量分数为35%的氯化氢无水乙醇溶液，于3℃搅拌混合40min，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比15：8：0.4加入质量分数为37%的甲醛溶液、减压蒸馏物，搅拌混合8min，静置11h，过滤，取滤渣经无水乙醇洗涤，得洗涤物，取洗涤物按质量比2：9加入无水乙醇，调节pH至7.5，抽滤，取抽滤渣，即得抗爆稳定剂。
醚基燃料基料：取聚甲氧基二甲醚按质量比3：2加入甲醇混合，即得。
汽油：92号、95号汽油按质量比3：2混合，即得。
缓蚀剂：取苯并三唑、苯胺、咪唑啉按质量比4：2：2混合即得。
一种醚基燃料，按质量份数计，包括50份醚基燃料基料、5份催化活性剂、7份燃烧推进剂、5份抗爆稳定剂、2份缓蚀剂、40份汽油，搅拌混合2h，即得醚基燃料。
对比例1：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少催化活性剂。
对比例2：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少燃烧推进剂。
对比例3：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少抗爆稳定剂。
对比例4：与实施例2的制备方法基本相同，唯有不同的是缺少缓蚀剂。
对比例5：金乡县某公司生产的醚基燃料。
将上述实施例与对比例的醚基燃料分别进行检测，得到的结果如表1所示，诱导期越长，实际胶质越低，说明抗爆性越好，辛烷值越高说明燃烧性越好。
表1：
检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例1 对比例2 对比例3 对比例4 对比例5
实际胶质（mg/100ml) 2.2 2.1 2.3 2.35 2.4 2.42 2.36 3.1
诱导期/min 610 630 620 580 590 600 570 550
辛烷值 92.3 92.5 91.8 90.8 91.4 89.9 89.1 88
综合上述，本发明的醚基燃料诱导期长和实际胶质的含量低，辛烷值高，保证了醚基燃料的品质，值得推广使用。

Claims (7)

1.一种醚基燃料，按重量份数计包括如下组分，包括40~70份醚基燃料基料、30~50份汽油，其特征在于，还包括3~7份催化活性剂、6~9份燃烧推进剂、3~6份抗爆稳定剂、1~3份缓蚀剂；
所述催化活性剂的制备方法，包括如下步骤：
按质量份数计，取7~9份六水合硝酸铈、3~6份硝酸铜、3~6份硝酸镁、80~90份蒸馏水搅拌混合，调节pH至9~10，得混合物，取混合物按质量比10~20：4~9加入氧化镁，升温至95~100℃搅拌混合，静置，抽滤，取抽滤渣干燥，得干燥物，取干燥物保温，冷却至室温，粉碎过60目筛，收集过筛颗粒，即得催化活性剂。
2.根据权利要求1所述的醚基燃料，其特征在于，所述干燥物的保温条件为：于500~550℃保温4~6h。
3.根据权利要求1所述的醚基燃料，其特征在于，所述燃烧推进剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）按质量份数计，取1~3份对苯二酚、8~15份甲基丙烯酸、1~3份对甲苯磺酸、70~90份甲苯、15~20份异辛醇，升温至80~95℃搅拌混合，减压蒸馏，经无水硫酸钠干燥，得干燥物；
（2）取干燥物按质量比30~50：8~13：40~60加入异辛醇，升温至120~150℃搅拌混合，静置，取上层液旋转蒸发，得旋转蒸发物，取甲醇按质量比3~6：2~4加入甲醇钠搅拌混合，再加入甲醇质量1~3倍的旋转蒸发物和甲醇质量3~6%的对苯二酚，于65~70℃搅拌混合，减压蒸馏，即得燃烧推进剂。
4.根据权利要求1所述的醚基燃料，其特征在于，所述抗爆稳定剂的制备方法，包括如下步骤：
S1.取丙酮按质量比8~10：1~3加入氢氧化钠溶液，再加入丙酮质量3~6%的苯甲醛，于25~30℃搅拌混合，调节pH至7~7.2，得混合物，取混合物按质量比7~10：3~5加入氯化钠，静置，取下层液减压蒸馏，得减压蒸馏物；
S2.取苯胺按质量比1~3：10~15加入无水乙醇，再加入苯胺质量1~3倍的质量分数为35%的氯化氢无水乙醇溶液，于0~4℃搅拌混合，得搅拌混合物，取搅拌混合物按质量比10~20：7~9：0.3~0.5加入甲醛溶液、减压蒸馏物，搅拌混合，静置，过滤，取滤渣经无水乙醇洗涤，得洗涤物，取洗涤物按质量比1~3：8~10加入无水乙醇，调节pH至7~8，抽滤，取抽滤渣，即得抗爆稳定剂。
5.根据权利要求1所述的醚基燃料，其特征在于，所述缓蚀剂：取苯并三唑、苯胺、咪唑啉按质量比3~7：1~3：1~3混合即得。
6.根据权利要求1所述的醚基燃料，其特征在于，所述醚基燃料基料：取聚甲氧基二甲醚按质量比2~5：1~3加入甲醇混合，即得。
7.根据权利要求1所述的醚基燃料，其特征在于，所述汽油为：92号、95号汽油按质量比2~5：1~4混合，即得。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101143326A (zh) * 2007-10-09 2008-03-19 河北大学 一种复合载体金属纳米催化剂的制备方法及应用
CN105331404A (zh) * 2015-11-19 2016-02-17 福州顺升科技有限公司 一种环保型汽油添加剂及其制备方法

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