CN111635791A - 一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法，制备甲醇燃料用防爆剂的原料按其重量份包括：甘油硬脂酸酯2份～8.5份、碳酸二甲酯1份～25份、N‑甲基苯胺1.5份～6.8份、2,6‑二叔丁基对甲酚2份～8.5份、乙基叔丁基醚8份～25份、改性高岭土0.2份～3.6份、聚乙烯蜡0.2份～0.8份、异丁醇0.5份～1.8份。本发明制备的甲醇燃料用防爆剂采用不同高辛烷值物质进行复配，原料之间形成良好的协同作用，防爆性能强，并且制备方法简单，制备工艺易操作，经济效益高，适合大规模的生产加工。

Description

一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及燃料添加剂技术领域，具体涉及一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法。
背景技术
甲醇燃料是利用工业甲醇或燃料甲醇，加变性醇添加剂，与现有国际汽柴油(或组分油)按一定体积经严格科学工艺调配制成的一种新型清洁燃料，可替代汽柴油，用于各种机动车，锅灶炉使用。将现有汽车改用M85以上高比例甲醇燃料，PM2.5排放可减少72～83％，甲醇燃料等热值替代汽柴油具有显著的节能效果，可减少80％以上的PM2.5，95％以上的SO2、90％以上的NOx、50％以上的CO2，减排效果十分显著。
燃料抗爆剂根据化学性质分为：醚类、金属类、胺类、脂类。其中，金属类抗暴击的抗爆效果最好，但其会在发动机内部产生金属沉积物，导致汽缸磨损、传感器中毒等故障，需严格控制其添加量；醚类抗爆剂的应用最为普遍，但其受限于氧含量过高、热值较低，在燃料中的添加量通常不超过10％。
中国专利CN106085520A公开了一种防爆剂、安全环保油品及安全环保油品的制备方法，防爆剂包括酚类、磷酸甲基苯二苯酯、间羟基苯酰胺和二异丙基醚，所述酚类为2,6-二叔丁基对甲酚和2-甲基苯酚的混合物。但是该专利制备的防爆剂的防爆性能不佳。
中国专利CN10229823A公开了一种萜烯碳酸异丙醇汽油抗爆剂，包括以下重量份的原料：四乙基溴化胺0.1～3份、α-蒎烯60～100份、异丙醇20～40份，制备方法包括：在高压反应釜中加入α-蒎烯、异丙醇和四乙基溴化胺催化剂，搅拌升温至50～150℃，从引导管加入二氧化碳，使反应釜达的压力达到3～20MPa，反应过程中，控制二氧化碳的压力在4～12MPa之间维持在6小时，并充分搅拌反应物，然后降低反应釜温度至40℃，将多余的二氧化碳通过引导管放空，从反应釜底部放出物料浅黄透明的液体，得到萜烯碳酸异丙醇。但是该专利合成的萜烯碳酸异丙醇的工艺条件不易控制，操作困难。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种甲醇燃料用防爆剂，制备甲醇燃料用防爆剂的原料按其重量份包括：甘油硬脂酸酯2份～8.5份、碳酸二甲酯1份～25份、N-甲基苯胺1.5份～6.8份、2,6-二叔丁基对甲酚2份～8.5份、乙基叔丁基醚8份～25份、改性高岭土0.2份～3.6份、聚乙烯蜡0.2份～0.8份、异丁醇0.5份～1.8份。
其中，乙基叔丁基醚作为高辛烷值添加剂，不仅可以提高甲醇燃料的抗爆性能，还可以改善甲醇燃料性能，降低CO的排放量；将乙基叔丁基醚与碳酸二甲酯以特定比例进行复配使用，可以提高抗爆性能；改性高岭土可均匀的分散在甲醇燃料中，协助吸附燃油系统内的积碳和燃烧产生的少量烟碳，清洁燃油系统，还具有一定的阻燃效果；2,6-二叔丁基对甲酚作为抗氧剂添加到防爆剂中。
进一步的，制备上述甲醇燃料用防爆剂的原料按其重量份包括：甘油硬脂酸酯3份～7份、碳酸二甲酯5份～15份、N-甲基苯胺2.5份～6.0份、2,6-二叔丁基对甲酚3份～7份、乙基叔丁基醚10份～20份、改性高岭土1.0份～3.0份、聚乙烯蜡0.3份～0.7份、异丁醇0.7份～1.5份。
进一步的，制备上述甲醇燃料用防爆剂的原料按其重量份包括：甘油硬脂酸酯5份、碳酸二甲酯12份、N-甲基苯胺4.2份、2,6-二叔丁基对甲酚5份、乙基叔丁基醚15份、改性高岭土1.9份、聚乙烯蜡0.5份、异丁醇1.2份。
进一步的，制备上述改性高岭土的原料按其重量份包括：高岭土100份、交联剂0.5份～2.2份、稳定剂甲氧基氢醌0.8份～1.4份。
更进一步的，改性高岭土的制备方法包括：将高岭土与交联剂、稳定剂甲氧基氢醌在常温下搅拌混合20分钟，再放到球磨机中，60～80℃球磨40～50分钟，并105℃真空干燥1小时，得到改性高岭土。
更进一步的，改性高岭土的粒径在500目～1000目。
本发明的另一发明目的在于提供一种甲醇燃料用防爆剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤S10，按上述重量份称取制备甲醇燃料用防爆剂的原料；
步骤S20，将上述重量份的甘油硬脂酸酯、碳酸二甲酯混合，搅拌10～20分钟，得到第一混合物；
步骤S30，将上述重量份的改性高岭土、异丁醇、乙基叔丁基醚放到混合釜中，45～55℃混合10分钟，得到第二混合物；
步骤S40，向步骤S30得到的第二混合液中加入上述重量份的N-甲基苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚和聚乙烯蜡，搅拌5分钟后加入步骤S20得到的第一混合物，并在均质机的作用下混合25～40分钟，静置陈化6～10小时，得到甲醇燃料用防爆剂。
本发明的另一发明目的在于提供一种甲醇燃料用防爆剂的使用方法，将上述甲醇燃料用防爆剂按照0.8～1.5％的比例加入到甲醇燃料。
本发明的优点是：
(1)本发明制备的甲醇燃料用防爆剂采用不同高辛烷值物质进行复配，原料之间形成良好的协同作用，防爆性能强；不含铁、锰、铅等重金属，符合环保法规要求，添加量可以不受限制；与甲醇燃料的互溶性好，具有一定节油、清洁效果，改善甲醇燃料品质；
(2)本发明制备甲醇燃料用防爆剂的稳定性好，可长时间存放，而不影响技术指标，并且制备方法简单，制备工艺易操作，经济效益高，适合大规模的生产加工。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
以下对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
实施例1
一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法
制备甲醇燃料用防爆剂的原料包括：甘油硬脂酸酯5kg、碳酸二甲酯12kg、N-甲基苯胺4.2kg、2,6-二叔丁基对甲酚5kg、乙基叔丁基醚15kg、改性高岭土1.9kg、聚乙烯蜡0.5kg、异丁醇1.2kg。
上述改性高岭土的制备方法包括：将高岭土1000g、交联剂13g、稳定剂甲氧基氢醌11g在常温下搅拌混合20分钟，再放到球磨机中，70℃球磨40～50分钟，并105℃真空干燥1小时，得到粒径在500目～1000目的改性高岭土。
甲醇燃料用防爆剂，通过以下方法制备：
步骤S10，按上述重量份称取制备甲醇燃料用防爆剂的原料；
步骤S20，将上述重量份的甘油硬脂酸酯、碳酸二甲酯混合，搅拌15分钟，得到第一混合物；
步骤S30，将上述重量份的改性高岭土、异丁醇、乙基叔丁基醚放到混合釜中，50℃混合10分钟，得到第二混合物；
步骤S40，向步骤S30得到的第二混合液中加入上述重量份的N-甲基苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚和聚乙烯蜡，搅拌5分钟后加入步骤S20得到的第一混合物，并在均质机的作用下混合30分钟，静置陈化8小时，得到甲醇燃料用防爆剂。
甲醇燃料用防爆剂的使用方法，将上述甲醇燃料用防爆剂按照1.2％的比例加入到甲醇燃料。
实施例2
一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法
制备甲醇燃料用防爆剂的原料包括：甘油硬脂酸酯2kg、碳酸二甲酯1kg、N-甲基苯胺1.5kg、2,6-二叔丁基对甲酚2kg、乙基叔丁基醚8kg、改性高岭土0.2kg、聚乙烯蜡0.2kg、异丁醇0.5kg。
上述改性高岭土的制备方法包括：将高岭土1000g、交联剂5g、稳定剂甲氧基氢醌8g在常温下搅拌混合20分钟，再放到球磨机中，60℃球磨40分钟，并105℃真空干燥1小时，得到粒径在500目～1000目的改性高岭土。
甲醇燃料用防爆剂，通过以下方法制备：
步骤S10，按上述重量份称取制备甲醇燃料用防爆剂的原料；
步骤S20，将上述重量份的甘油硬脂酸酯、碳酸二甲酯混合，搅拌10分钟，得到第一混合物；
步骤S30，将上述重量份的改性高岭土、异丁醇、乙基叔丁基醚放到混合釜中，45℃混合10分钟，得到第二混合物；
步骤S40，向步骤S30得到的第二混合液中加入上述重量份的N-甲基苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚和聚乙烯蜡，搅拌5分钟后加入步骤S20得到的第一混合物，并在均质机的作用下混合25分钟，静置陈化6小时，得到甲醇燃料用防爆剂。
甲醇燃料用防爆剂的使用方法，将上述甲醇燃料用防爆剂按照0.8％的比例加入到甲醇燃料。
实施例3
一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法
制备甲醇燃料用防爆剂的原料包括：甘油硬脂酸酯8.5kg、碳酸二甲酯25kg、N-甲基苯胺6.8kg、2,6-二叔丁基对甲酚8.5kg、乙基叔丁基醚25kg、改性高岭土3.6kg、聚乙烯蜡0.8kg、异丁醇1.8kg。
上述改性高岭土的制备方法包括：将高岭土1000g、交联剂22g、稳定剂甲氧基氢醌14g在常温下搅拌混合20分钟，再放到球磨机中，80℃球磨50分钟，并105℃真空干燥1小时，得到粒径在500目～1000目的改性高岭土。
甲醇燃料用防爆剂，通过以下方法制备：
步骤S10，按上述重量份称取制备甲醇燃料用防爆剂的原料；
步骤S20，将上述重量份的甘油硬脂酸酯、碳酸二甲酯混合，搅拌20分钟，得到第一混合物；
步骤S30，将上述重量份的改性高岭土、异丁醇、乙基叔丁基醚放到混合釜中，55℃混合10分钟，得到第二混合物；
步骤S40，向步骤S30得到的第二混合液中加入上述重量份的N-甲基苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚和聚乙烯蜡，搅拌5分钟后加入步骤S20得到的第一混合物，并在均质机的作用下混合40分钟，静置陈化10小时，得到甲醇燃料用防爆剂。
甲醇燃料用防爆剂的使用方法，将上述甲醇燃料用防爆剂按照1.5％的比例加入到甲醇燃料。
实施例4
一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法
制备甲醇燃料用防爆剂的原料包括：甘油硬脂酸酯3kg、碳酸二甲酯5kg、N-甲基苯胺2.5kg、2,6-二叔丁基对甲酚3kg、乙基叔丁基醚10kg、改性高岭土1.0kg、聚乙烯蜡0.3kg、异丁醇0.7kg。
上述改性高岭土的制备方法包括：将高岭土1000g、交联剂7g、稳定剂甲氧基氢醌9g在常温下搅拌混合20分钟，再放到球磨机中，65℃球磨42分钟，并105℃真空干燥1小时，得到粒径在500目～1000目的改性高岭土。
甲醇燃料用防爆剂，通过以下方法制备：
步骤S10，按上述重量份称取制备甲醇燃料用防爆剂的原料；
步骤S20，将上述重量份的甘油硬脂酸酯、碳酸二甲酯混合，搅拌13分钟，得到第一混合物；
步骤S30，将上述重量份的改性高岭土、异丁醇、乙基叔丁基醚放到混合釜中，48℃混合10分钟，得到第二混合物；
步骤S40，向步骤S30得到的第二混合液中加入上述重量份的N-甲基苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚和聚乙烯蜡，搅拌5分钟后加入步骤S20得到的第一混合物，并在均质机的作用下混合30分钟，静置陈化7小时，得到甲醇燃料用防爆剂。
甲醇燃料用防爆剂的使用方法，将上述甲醇燃料用防爆剂按照1.0％的比例加入到甲醇燃料。
对比例5
一种甲醇燃料用防爆剂及其制备方法
制备甲醇燃料用防爆剂的原料包括：甘油硬脂酸酯8.5kg、碳酸二甲酯25kg、N-甲基苯胺6.8kg、2,6-二叔丁基对甲酚8.5kg、乙基叔丁基醚25kg、改性高岭土3.6kg、聚乙烯蜡0.8kg、异丁醇1.8kg。
上述改性高岭土的制备方法包括：将高岭土1000g、交联剂20g、稳定剂甲氧基氢醌12g在常温下搅拌混合20分钟，再放到球磨机中，75℃球磨40～50分钟，并105℃真空干燥1小时，得到粒径在500目～1000目的改性高岭土。
甲醇燃料用防爆剂，通过以下方法制备：
步骤S10，按上述重量份称取制备甲醇燃料用防爆剂的原料；
步骤S20，将上述重量份的甘油硬脂酸酯、碳酸二甲酯混合，搅拌18分钟，得到第一混合物；
步骤S30，将上述重量份的改性高岭土、异丁醇、乙基叔丁基醚放到混合釜中，52℃混合10分钟，得到第二混合物；
步骤S40，向步骤S30得到的第二混合液中加入上述重量份的N-甲基苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚和聚乙烯蜡，搅拌5分钟后加入步骤S20得到的第一混合物，并在均质机的作用下混合35分钟，静置陈化9小时，得到甲醇燃料用防爆剂。
甲醇燃料用防爆剂的使用方法，将上述甲醇燃料用防爆剂按照1.3％的比例加入到甲醇燃料。
实验例
为了进一步说明本发明的技术进步性，现采用实验进一步说明。
实验方法：采用实施例1～5制备的甲醇燃料用防爆剂的使用方法，将防爆剂添加到甲醇燃料(85％甲醇+15％汽油)中，并添加1.2％的MTBE作为对比例，添加后对甲醇燃料进行性能测试，结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002511425020000091
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (8)

1.一种甲醇燃料用防爆剂，其特征在于，制备所述甲醇燃料用防爆剂的原料按其重量份包括：甘油硬脂酸酯2份～8.5份、碳酸二甲酯1份～25份、N-甲基苯胺1.5份～6.8份、2,6-二叔丁基对甲酚2份～8.5份、乙基叔丁基醚8份～25份、改性高岭土0.2份～3.6份、聚乙烯蜡0.2份～0.8份、异丁醇0.5份～1.8份。
2.根据权利要求1所述的甲醇燃料用防爆剂，其特征在于，制备所述甲醇燃料用防爆剂的原料按其重量份包括：甘油硬脂酸酯3份～7份、碳酸二甲酯5份～15份、N-甲基苯胺2.5份～6.0份、2,6-二叔丁基对甲酚3份～7份、乙基叔丁基醚10份～20份、改性高岭土1.0份～3.0份、聚乙烯蜡0.3份～0.7份、异丁醇0.7份～1.5份。
3.根据权利要求1所述的甲醇燃料用防爆剂，其特征在于，制备所述甲醇燃料用防爆剂的原料按其重量份包括：甘油硬脂酸酯5份、碳酸二甲酯12份、N-甲基苯胺4.2份、2,6-二叔丁基对甲酚5份、乙基叔丁基醚15份、改性高岭土1.9份、聚乙烯蜡0.5份、异丁醇1.2份。
4.根据权利要求1所述的甲醇燃料用防爆剂，其特征在于，制备所述改性高岭土的原料按其重量份包括：高岭土100份、交联剂0.5份～2.2份、稳定剂甲氧基氢醌0.8份～1.4份。
5.根据权利要求4所述的甲醇燃料用防爆剂，其特征在于，所述改性高岭土的制备方法包括：将高岭土与交联剂、稳定剂甲氧基氢醌在常温下搅拌混合20分钟，再放到球磨机中，60～80℃球磨40～50分钟，并105℃真空干燥1小时，得到改性高岭土。
6.根据权利要求5所述的甲醇燃料用防爆剂，其特征在于，所述改性高岭土的粒径在500目～1000目。
7.一种根据权利要求1～6中任一项所述的甲醇燃料用防爆剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S10，按所述重量份称取制备甲醇燃料用防爆剂的原料；
步骤S20，将所述重量份的甘油硬脂酸酯、碳酸二甲酯混合，搅拌10～20分钟，得到第一混合物；
步骤S30，将所述重量份的改性高岭土、异丁醇、乙基叔丁基醚放到混合釜中，45～55℃混合10分钟，得到第二混合物；
步骤S40，向步骤S30得到的第二混合液中加入所述重量份的N-甲基苯胺、2,6-二叔丁基对甲酚和聚乙烯蜡，搅拌5分钟后加入步骤S20得到的第一混合物，并在均质机的作用下混合25～40分钟，静置陈化6～10小时，得到甲醇燃料用防爆剂。
8.一种根据权利要求1～7所述的甲醇燃料用防爆剂的使用方法，其特征在于，将所述甲醇燃料用防爆剂按照0.8～1.5％的比例加入到甲醇燃料。
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