CN111057596A - 一种乙醇汽油的有机添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及乙醇汽油的领域，公开了一种乙醇汽油的有机添加剂。主要成分如下：尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。所述尿素、盐酸胍、甲酰胺为氢键破坏剂；所述高吸水性树脂为聚丙烯酸盐树脂、聚乙烯醇树脂的中；所述雾化助剂为苯丁醚。本发明的有机添加剂通过尿素、盐酸胍、甲酰胺破坏水与乙醇间形成的氢键，可以抑制乙醇与水通过氢键互相吸附而与汽油分层，进而添加到乙醇汽油时，可以有效兼顾汽油分层与燃烧效率的平衡。

Description

一种乙醇汽油的有机添加剂
技术领域
本发明涉及乙醇汽油的领域，公开了一种乙醇汽油的有机添加剂。
背景技术
目前，我国社会和经济面临两大宏观问题：一是石油资源枯竭，已经对我国庞大的社会经济计划形成制约；二是自然环境恶化，特别是大中城市的大气污染，尤为严重。推行以乙醇汽油为主的清洁能源政策，是目前可以综合推进解决上述两大问题的一个有效途径。燃料乙醇是在20世纪初面世的传统产品，后因石油的大规模、低成本开采而被淘汰。随着石油资源的逐步枯竭，近几年，燃料乙醇工业又在世界许多国家得以迅速发展。
乙醇，俗称酒精，以玉米、小麦、薯类等为原料，经发酵、蒸馏而制成。然后，将乙醇进一步脱水，再加上适量汽油后，形成变性燃料乙醇。乙醇汽油，是指在不含MTBE含氧添加剂的专用汽油组分油（由炼油厂或石油化工厂生产的用于调合车用乙醇汽油的调合油）中，按体积比加入一定比例（我国目前暂定为10%）的变性燃料乙醇，由车用乙醇汽油定点调配中心按国标GB18351-2004的质量要求，通过特定工艺混配而成的新一代清洁环保型车用燃料，能源结构调整和降低环境污染推动了乙醇燃料的发展。
然而乙醇汽油的缺点同样较为明显，乙醇汽油在储存和运输过程中容易吸水，导致与汽油分层，严重影响发动机的使用寿命。同时，乙醇在与汽油混合后容易出现燃烧不完全，提供的动力不足并且导致发动机积碳。目前所使用的添加剂大多为油脂类添加剂，由于现有添加剂的效果并不理想，因此进行添加剂的研究和应用受到关注。
中国发明专利申请号201811437747.8公开了一种乙醇汽油复合添加剂及使用该复合添加剂制备的乙醇汽油，该复合添加剂包括下述重量份的组分原料：三酰基甘油酯10~20重量份，二酰基甘油酯5~15重量份，溶剂油20~40重量份。
中国发明专利申请号201810283348.4公开了一种乙醇汽油生物添加剂，由生物质汽油与复合改性剂混合配制成，以重量计，生物质汽油占乙醇汽油生物添加剂的比例为80~99.99%。将常规的烃类汽油与燃料乙醇混合，再加入本发明的乙醇汽油生物添加剂，调和成乙醇汽油。
根据上述，现有方案中的乙醇汽油存在容易分层的问题，同时目前使用添加剂解决乙醇汽油分层问题的方法都难以兼顾汽油分层与燃烧效率的平衡，因此，针对乙醇汽油添加剂的研发具有十分重要的实际意义。本发明提出了一种乙醇汽油的有机添加剂，可有效解决上述技术问题。
发明内容
目前应用较广的乙醇汽油存在容易分层的问题，而通过使用添加剂抑制乙醇汽油分层时，存在影响燃烧效率的缺陷。
本发明通过以下技术方案达到上述目的：
一种乙醇汽油的有机添加剂，主要成分包括尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。
乙醇汽油作为乙醇与汽油的混合染料，由于乙醇的亲水性，乙醇汽油容易吸水，当水含量过大或温度降低，都会导致分层，即发生了相分离。一旦发生相分离会导致调合、储存时出现问题，在使用中出现发动机启动困难，降低输出功率，甚至导致发动机损坏。本发明针对乙醇汽油在容易分层的问题，创造性地通过氢键破坏剂作为添加剂，代替和抑制乙醇与水之间形成氢键，从而提高乙醇与汽油的相容性，抑制乙醇与水通过氢键互相吸附与汽油分层，解决乙醇汽油的分层问题。
本发明选择的氢键破坏剂为尿素、盐酸胍和甲酰胺。其中，尿素可以提供其氨基上的氢和羰基上的氧形成氢键，进而破坏乙醇与水之间形成的氢键，因此具有氢键破坏的作用；盐酸胍在浓度较高时同样可以破坏水和乙醇的氢键；甲酰胺同样利用提供氨基上的氢破坏乙醇与水之间的氢键。
作为本发明的优选，所述碳酸酯为碳酸分子中两个羟基的氢原子部分或全部被烷基取代后的化合物，可为碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种。
乙醇汽油中通过添加高吸水树脂，主要是避免乙醇汽油易吸水变质的问题，同时尿素和甲酰胺的加入，在作为氢键破坏剂的同时，对高吸水性树脂具有增塑作用。作为本发明的优选，所述高吸水性树脂为聚丙烯酸盐树脂、聚乙烯醇树脂中的一种。
作为本发明的进一步优选，所述聚丙烯酸盐树脂为聚丙烯酸钠树脂、聚丙烯酸钾树脂中的一种；所述聚乙烯醇树脂为聚乙烯醇树脂04-88、聚乙烯醇树脂05-88、聚乙烯醇树脂17-88、聚乙烯醇树脂17-99中的一种。
作为本发明的优选，所述雾化助剂为苯丁醚。
作为本发明的优选，所述原料配比为，按摩尔分数计，尿素40~60份、盐酸胍30~40份、甲酰胺10~20份、碳酸酯1~2份、高吸水性树脂1~2份、雾化助剂1~2份。
作为本发明的优选，所述有机添加剂在乙醇汽油中的质量百分比为2~4%。
由上述的一种乙醇汽油的有机添加剂，其不但可有效抑制乙醇汽油的分层现象，而且燃烧效率高。通过测试，所得有机添加剂加入乙醇汽油后与水混合后，1d未分层，21d略有分层，45d与21d无明显变化。
本发明提供了一种乙醇汽油的有机添加剂，与现有技术相比，其突出的特点和优异的效果在于：
1、提出了以氢键破坏剂为原料的乙醇汽油的有机添加剂。
2、本发明的添加剂通过尿素、盐酸胍、甲酰胺破坏水与乙醇间形成的氢键，抑制乙醇与水通过氢键互相吸附与汽油分层，解决乙醇汽油容易分层问题。
3、本发明的添加剂的原料易得，添加到乙醇汽油后可以有效兼顾汽油分层与燃烧效率的平衡。
附图说明
图1为实施例与对比例的乙醇汽油在第1天的状态图，其中a为实施例6，b为对比例1；
图2为实施例与对比例的乙醇汽油在第21天的状态图，其中c为实施例6，d为对比例1；
图3为实施例与对比例的乙醇汽油在第45天的状态图，其中e为实施例6，f为对比例1。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下,根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更,均应包含在本发明的范围内。
实施例1
一种乙醇汽油的有机添加剂，主要成分包括尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。
碳酸酯为碳酸二甲酯；高吸水性树脂为聚丙烯酸钠树脂；雾化助剂为苯丁醚；
原料配比为，按摩尔分数计，尿素455份、盐酸胍32份、甲酰胺13份、碳酸酯1.2份、高吸水性树脂1.2份、雾化助剂1.2份；
将3重量份的添加剂、10重量份异丙醇、10重量份的乙醇和90重量份的汽油混合均匀得到乙醇汽油。
实施例1的乙醇汽油有机添加剂，其添加到乙醇汽油后的油层分离现象如表1所示。
实施例2
一种乙醇汽油的有机添加剂，主要成分包括尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。
碳酸酯为碳酸乙烯酯；高吸水性树脂为聚丙烯酸钾树脂；雾化助剂为苯丁醚；
原料配比为，按摩尔分数计，尿素45份、盐酸胍38份、甲酰胺17份、碳酸酯1.8份、高吸水性树脂1.7份、雾化助剂1.8份；
将3重量份的添加剂、10重量份异丙醇、10重量份的乙醇和90重量份的汽油混合均匀得到乙醇汽油。
实施例2的乙醇汽油有机添加剂，其添加到乙醇汽油后的油层分离现象如表1所示。
实施例3
一种乙醇汽油的有机添加剂，主要成分包括尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。
碳酸酯为碳酸丙烯酯；高吸水性树脂为聚乙烯醇树脂04-88；雾化助剂为苯丁醚；
原料配比为，按摩尔分数计，尿素48份、盐酸胍36份、甲酰胺16份、碳酸酯1.4份、高吸水性树脂1.6份、雾化助剂1.6份；
将3重量份的添加剂、10重量份异丙醇、10重量份的乙醇和90重量份的汽油混合均匀得到乙醇汽油。
实施例3的乙醇汽油有机添加剂，其添加到乙醇汽油后的油层分离现象如表1所示。
实施例4
一种乙醇汽油的有机添加剂，主要成分包括尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。
碳酸酯为碳酸二甲酯；高吸水性树脂为聚乙烯醇树脂05-88；雾化助剂为苯丁醚；
原料配比为，按摩尔分数计，尿素60份、盐酸胍30份、甲酰胺10份、碳酸酯1~份、高吸水性树脂1份、雾化助剂1份；
将3重量份的添加剂、10重量份异丙醇、10重量份的乙醇和90重量份的汽油混合均匀得到乙醇汽油。
实施例4的乙醇汽油有机添加剂，其添加到乙醇汽油后的油层分离现象如表1所示。
实施例5
一种乙醇汽油的有机添加剂，主要成分包括尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。
碳酸酯为碳酸乙烯酯；高吸水性树脂为聚乙烯醇树脂17-8；雾化助剂为苯丁醚；
原料配比为，按摩尔分数计，尿素40份、盐酸胍40份、甲酰胺20份、碳酸酯2份、高吸水性树脂2份、雾化助剂2份；
将3重量份的添加剂、10重量份异丙醇、10重量份的乙醇和90重量份的汽油混合均匀得到乙醇汽油。
实施例5的乙醇汽油有机添加剂，其添加到乙醇汽油后的油层分离现象如表1所示。
实施例6
一种乙醇汽油的有机添加剂，主要成分包括尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。
碳酸酯为碳酸丙烯酯；高吸水性树脂为聚乙烯醇树脂17-99；雾化助剂为苯丁醚；
原料配比为，按摩尔分数计，尿素50份、盐酸胍35份、甲酰胺15份、碳酸酯1.5份、高吸水性树脂1.5份、雾化助剂1.5份；
将3重量份的添加剂、10重量份异丙醇、10重量份的乙醇和90重量份的汽油混合均匀得到乙醇汽油。
实施例6的乙醇汽油有机添加剂，其添加到乙醇汽油后的油层分离现象如表1所示。
对比例1
对比例1将10重量份异丙醇、10重量份的乙醇和90重量份的汽油混合均匀得到乙醇汽油，其油层分离现象如表1所示。
上述性能指标的测试方法为：
油层分离现象：将实施例1与对比例1制备的乙醇汽油分别与水按1000:2的体积比混合，静置45天，观察分层情况。
由表1、图1、图2、图3可见：通过观察，第1天乙醇汽油完全未有分层出现，如图1所示；到第21天，两种乙醇汽油都略有分层情况出现，如图2所示，这是由于氢键破坏剂本身具有较强的亲水性，更容易从空气中吸附水分，因此两者都有不完全分层的情况出现；到第45天，对比例的乙醇汽油已经出现完全分层，而实施例的乙醇汽油相对第21天无明显变化，如图3所示，这是由于水分优先被氢键破坏剂吸收，难以与乙醇形成氢键，变相降低乙醇和汽油的相分离温度，导致汽油和乙醇相容性较好，因此证明添加剂对于乙醇汽油相容性的改善具有明显作用。
表1：
分层现象 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6 对比例1
1d 未分层 未分层 未分层 未分层 未分层 未分层 未分层
21d 略有分层 略有分层 略有分层 略有分层 略有分层 略有分层 略有分层
45d 略有分层 略有分层 略有分层 略有分层 略有分层 略有分层 完全分层

Claims (8)

1.一种乙醇汽油的有机添加剂，其特征在于，主要成分包括尿素、盐酸胍、甲酰胺、碳酸酯、高吸水性树脂、雾化助剂。
2.根据权利要求1所述一种乙醇汽油的有机添加剂，其特征在于：所述碳酸酯为碳酸分子中两个羟基的氢原子部分或全部被烷基取代后的化合物，可为碳酸二甲酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯中的一种。
3.根据权利要求1所述一种乙醇汽油的有机添加剂，其特征在于：所述高吸水性树脂为聚丙烯酸盐树脂、聚乙烯醇树脂中的一种。
4.根据权利要求3所述一种乙醇汽油的有机添加剂，其特征在于：所述聚丙烯酸盐树脂为聚丙烯酸钠树脂、聚丙烯酸钾树脂中的一种。
5.根据权利要求3所述一种乙醇汽油的有机添加剂，其特征在于：所述聚乙烯醇树脂为聚乙烯醇树脂04-88、聚乙烯醇树脂05-88、聚乙烯醇树脂17-88、聚乙烯醇树脂17-99中的一种。
6.根据权利要求1所述一种乙醇汽油的有机添加剂，其特征在于：所述雾化助剂为苯丁醚。
7.根据权利要求1所述一种乙醇汽油的有机添加剂，其特征在于：所述原料配比为，按摩尔分数计，尿素40~60份、盐酸胍30~40份、甲酰胺10~20份、碳酸酯1~2份、高吸水性树脂1~2份、雾化助剂1~2份。
8.根据权利要求1所述一种乙醇汽油的有机添加剂，其特征在于：所述有机添加剂在乙醇汽油中的质量百分比为2~4%。
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强亮生: "《精细化工综合实验》", 31 July 2015, 哈尔滨工业大学出版社 *

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