CN115386404A - 一种高清洁甲醇汽油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高清洁甲醇汽油及其制备方法，涉及甲醇汽油技术领域。本发明在制备的高清洁甲醇汽油时，先将丙三醇三缩水甘油醚和乙二胺反应制得预聚体，将预聚体和二缩水甘油醚进行多次反应，先少量多次加入二缩水甘油醚，最后过量制得超支化胺醇，将超支化胺醇和丁二酸酐反应后，再和乙酸镁、硝酸钡反应制得改性超支化胺醇，将改性超支化胺醇、甲醇和汽油混合制得高清洁甲醇汽油。本发明制备的高清洁甲醇汽油具有优异的清洁性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及甲醇汽油技术领域，具体为一种高清洁甲醇汽油及其制备方法。
背景技术
甲醇汽油，是指国标汽油和甲醇及添加剂按一定的体积(质量)比例经过严格的流程调配而成的一种新型环保燃料，是汽车用燃料替代品，它是新能源的重要组成部分。原油是全球最主要的一次能源，当前能源短缺的实质是原油短缺。
甲醇汽油中的甲醇既是一种能源，又是汽油品质的改良剂和绿色增氧剂。由于甲醇含氧原子，使汽油充分燃烧，能有效降低汽车尾气排放有害气体总量的50％以上，有利于保护大气环境。所以甲醇汽油环保、成本低，节省资源节省外汇造福人类，市场竞争力强，具有极好的发展前景。但是甲醇的较易挥发，对甲醇汽油而言，如何降低挥发，并进一步降低污染是值得研究的方向。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高清洁甲醇汽油及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
一种高清洁甲醇汽油及其制备方法，其特征在于，按重量份数计，主要包括：3～5份改性超支化胺醇、10～12份甲醇和40～50份汽油。
作为优化，所述改性超支化胺醇是由超支化胺醇和丁二酸酐反应后，再和乙酸镁、硝酸钡反应制得。
作为优化，所述超支化胺醇是由预聚体和二缩水甘油醚进行多次反应制得，先少量多次，最后过量。
作为优化，所述预聚体是由丙三醇三缩水甘油醚和乙二胺反应制得。
作为优化，一种高清洁甲醇汽油的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)预聚：将丙三醇三缩水甘油醚、乙二胺和氨水按质量比1：0.8：3～1：1：4混合均匀，在30～40℃，600～800r/min搅拌反应2～3h，在30～40℃，1～2kPa干燥6～8h，制得预聚体；
(2)超支化生长：将预聚体、二缩水甘油醚、氨水和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.2：2：2～1：0.2：3：3混合均匀，在30～40℃，600～800r/min搅拌反应2～3h，再加入预聚体质量0.1～0.2倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2～3h，最后加入预聚体质量0.8～1倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2～3h，在30～40℃，1～2kPa干燥6～8h，制得超支化胺醇；
(3)羧基化并络合：对超支化胺醇进行羧基化处理，制得预改性超支化胺醇；将预改性超支化胺醇、乙酸镁、硝酸钡溶液和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.1：3：3～1：0.2：5：5混合均匀，在40～50℃，800～1000r/min搅拌8～10h，在30～40℃，1～2kPa干燥8～10h，制得改性超支化胺醇；
(4)混料：将改性超支化胺醇、甲醇和汽油按质量比3：10：40～5：12：50混合均匀，在30～40℃，800～1000r/min搅拌15～25min，过滤，在-15～-10℃静置30～40min，再次过滤，制得高清洁甲醇汽油。
作为优化，步骤(1)和(2)所述氨水为质量分数40～50％的氨水。
作为优化，步骤(3)所述羧基化处理的方法为：将丁二酸酐和超支化胺醇按质量比1：4～1：5混合均匀，在70～80℃，800～1000r/min搅拌3～4h，在30～40℃，1～2kPa干燥6～8h。
作为优化，步骤(3)所述硝酸钡溶液为质量分数8～10％的硝酸钡溶液。
作为优化，步骤(4)所述汽油为93#汽油。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备的高清洁甲醇汽油时，先将丙三醇三缩水甘油醚和乙二胺反应制得预聚体，将预聚体和二缩水甘油醚进行多次反应，先少量多次加入二缩水甘油醚，最后过量制得超支化胺醇，将超支化胺醇和丁二酸酐反应后，再和乙酸镁、硝酸钡反应制得改性超支化胺醇，将改性超支化胺醇、甲醇和汽油混合制得高清洁甲醇汽油。
首先，先使用少量的二缩水甘油醚，最后使用过量的二缩水甘油醚和预聚体进行反应，可以稳定的控制少量预聚体之间的聚合生长，提高了超支化胺醇的支化程度，从而对甲醇具有更好的吸附稳定的效果，从而提高了高清洁甲醇汽油的稳定性。
其次，超支化胺醇和丁二酸酐反应，在超支化胺醇上边端生成了羧基，进而和乙酸镁反应生成有机盐，同时超支化胺醇上的氮可以对钡进行络合，可以有效的在燃烧过程中提高助燃效果，从而提高了高清洁甲醇汽油的清洁性。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制备的高清洁甲醇汽油的各指标测试方法如下：
清洁性：将各实施例所得的高清洁甲醇汽油与对比例材料取相同质量，在相同条件下进行燃烧实验，并用玻璃板在上方收集沉积燃烧碳颗粒，称重记录烟灰量。
稳定性：将各实施例所得的高稳定低挥发甲醇汽油与对比例材料取相同质量，置于相同型号的烧杯中，在相同温度压力的条件下放置相同时间，测试质量，计算并记录挥发量＝初始质量-测试质量。
实施例1
一种高清洁甲醇汽油，按重量份数计，主要包括：3份改性超支化胺醇、10份甲醇和40份汽油。
一种高清洁甲醇汽油的制备方法，所述高清洁甲醇汽油的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)预聚：将丙三醇三缩水甘油醚、乙二胺和质量分数40％的氨水按质量比1：0.8：3混合均匀，在30℃，600r/min搅拌反应3h，在30℃，1kPa干燥6h，制得预聚体；
(2)超支化生长：将预聚体、二缩水甘油醚、质量分数40％的氨水和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.2：2：2混合均匀，在30℃，600r/min搅拌反应3h，再加入预聚体质量0.1倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应3h，最后加入预聚体质量0.8倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应3h，在30℃，1kPa干燥8h，制得超支化胺醇；
(3)羧基化并络合：将丁二酸酐和超支化胺醇按质量比1：4混合均匀，在70℃，800r/min搅拌4h，在30℃，1kPa干燥8h，制得预改性超支化胺醇；将预改性超支化胺醇、乙酸镁、质量分数8％的硝酸钡溶液和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.1：3：3混合均匀，在40℃，800r/min搅拌10h，在30℃，1kPa干燥10h，制得改性超支化胺醇；
(4)混料：将改性超支化胺醇、甲醇和93#汽油按质量比3：10：40混合均匀，在30℃，800r/min搅拌25min，过滤，在-15℃静置40min，再次过滤，制得高清洁甲醇汽油。
实施例2
一种高清洁甲醇汽油，按重量份数计，主要包括：4份改性超支化胺醇、11份甲醇和45份汽油。
一种高清洁甲醇汽油的制备方法，所述高清洁甲醇汽油的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)预聚：将丙三醇三缩水甘油醚、乙二胺和质量分数45％的氨水按质量比1：0.9：3.5混合均匀，在35℃，700r/min搅拌反应2.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得预聚体；
(2)超支化生长：将预聚体、二缩水甘油醚、质量分数40～50％的氨水和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.2：2.5：2.5混合均匀，在35℃，700r/min搅拌反应2.5h，再加入预聚体质量0.15倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2.5h，最后加入预聚体质量0.9倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得超支化胺醇；
(3)羧基化并络合：将丁二酸酐和超支化胺醇按质量比1：4.5混合均匀，在75℃，900r/min搅拌3.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得预改性超支化胺醇；将预改性超支化胺醇、乙酸镁、质量分数8～10％的硝酸钡溶液和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.1：4：4混合均匀，在45℃，900r/min搅拌9h，在35℃，1.5kPa干燥9h，制得改性超支化胺醇；
(4)混料：将改性超支化胺醇、甲醇和93#汽油按质量比4：11：45混合均匀，在35℃，900r/min搅拌20min，过滤，在-12℃静置35min，再次过滤，制得高清洁甲醇汽油。
实施例3
一种高清洁甲醇汽油，按重量份数计，主要包括：5份改性超支化胺醇、12份甲醇和50份汽油。
一种高清洁甲醇汽油的制备方法，所述高清洁甲醇汽油的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)预聚：将丙三醇三缩水甘油醚、乙二胺和质量分数50％的氨水按质量比1：1：4混合均匀，在40℃，800r/min搅拌反应2h，在40℃，2kPa干燥6h，制得预聚体；
(2)超支化生长：将预聚体、二缩水甘油醚、质量分数50％的氨水和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.2：3：3混合均匀，在40℃，800r/min搅拌反应2h，再加入预聚体质量0.2倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2h，最后加入预聚体质量1倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2h，在40℃，2kPa干燥6h，制得超支化胺醇；
(3)羧基化并络合：将丁二酸酐和超支化胺醇按质量比1：5混合均匀，在80℃，1000r/min搅拌3h，在40℃，2kPa干燥6h，制得预改性超支化胺醇；将预改性超支化胺醇、乙酸镁、质量分数10％的硝酸钡溶液和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.2：5：5混合均匀，在50℃，1000r/min搅拌8h，在40℃，2kPa干燥8h，制得改性超支化胺醇；
(4)混料：将改性超支化胺醇、甲醇和93#汽油按质量比5：12：50混合均匀，在40℃，1000r/min搅拌15min，过滤，在-10℃静置30min，再次过滤，制得高清洁甲醇汽油。
对比例1
一种高清洁甲醇汽油，按重量份数计，主要包括：4份改性超支化胺醇、11份甲醇和45份汽油。
一种高清洁甲醇汽油的制备方法，所述高清洁甲醇汽油的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)预聚：将丙三醇三缩水甘油醚、乙二胺和质量分数45％的氨水按质量比1：0.9：3.5混合均匀，在35℃，700r/min搅拌反应2.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得预聚体；
(2)超支化生长：将预聚体、二缩水甘油醚、质量分数40～50％的氨水和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：1.25：2.5：2.5混合均匀，在35℃，700r/min搅拌反应7.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得超支化胺醇；
(3)羧基化并络合：将丁二酸酐和超支化胺醇按质量比1：4.5混合均匀，在75℃，900r/min搅拌3.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得预改性超支化胺醇；将预改性超支化胺醇、乙酸镁、质量分数8～10％的硝酸钡溶液和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.1：4：4混合均匀，在45℃，900r/min搅拌9h，在35℃，1.5kPa干燥9h，制得改性超支化胺醇；
(4)混料：将改性超支化胺醇、甲醇和93#汽油按质量比4：11：45混合均匀，在35℃，900r/min搅拌20min，过滤，在-12℃静置35min，再次过滤，制得高清洁甲醇汽油。
对比例2
一种高清洁甲醇汽油，按重量份数计，主要包括：4份改性超支化胺醇、11份甲醇和45份汽油。
一种高清洁甲醇汽油的制备方法，所述高清洁甲醇汽油的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)预聚：将丙三醇三缩水甘油醚、乙二胺和质量分数45％的氨水按质量比1：0.9：3.5混合均匀，在35℃，700r/min搅拌反应2.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得预聚体；
(2)超支化生长：将预聚体、二缩水甘油醚、质量分数40～50％的氨水和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.2：2.5：2.5混合均匀，在35℃，700r/min搅拌反应2.5h，再加入预聚体质量0.15倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2.5h，最后加入预聚体质量0.9倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得超支化胺醇；
(3)络合：将超支化胺醇、乙酸镁、质量分数8～10％的硝酸钡溶液和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.1：4：4混合均匀，在45℃，900r/min搅拌9h，在35℃，1.5kPa干燥9h，制得改性超支化胺醇；
(4)混料：将改性超支化胺醇、甲醇和93#汽油按质量比4：11：45混合均匀，在35℃，900r/min搅拌20min，过滤，在-12℃静置35min，再次过滤，制得高清洁甲醇汽油。
对比例3
一种高清洁甲醇汽油，按重量份数计，主要包括：4份改性超支化胺醇、11份甲醇和45份汽油。
一种高清洁甲醇汽油的制备方法，所述高清洁甲醇汽油的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)预聚：将丙三醇三缩水甘油醚、乙二胺和质量分数45％的氨水按质量比1：0.9：3.5混合均匀，在35℃，700r/min搅拌反应2.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得预聚体；
(2)超支化生长：将预聚体、二缩水甘油醚、质量分数40～50％的氨水和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.2：2.5：2.5混合均匀，在35℃，700r/min搅拌反应2.5h，再加入预聚体质量0.15倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2.5h，最后加入预聚体质量0.9倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得超支化胺醇；
(3)羧基化：将丁二酸酐和超支化胺醇按质量比1：4.5混合均匀，在75℃，900r/min搅拌3.5h，在35℃，1.5kPa干燥7h，制得改性超支化胺醇；
(4)混料：将改性超支化胺醇、甲醇和93#汽油按质量比4：11：45混合均匀，在35℃，900r/min搅拌20min，过滤，在-12℃静置35min，再次过滤，制得高清洁甲醇汽油。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1～3与对比例1～3的高清洁甲醇汽油的清洁性和稳定性的性能分析结果。
表1
从表1中实施例1、2、3和对比列1的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比列1的挥发量低，说明了先使用少量的二缩水甘油醚，最后使用过量的二缩水甘油醚和预聚体进行反应，相较于直接使用使用过量的二缩水甘油醚而言，可以稳定的控制少量预聚体之间的聚合生长，提高了超支化胺醇的支化程度，从而对甲醇具有更好的吸附稳定的效果，从而提高了高清洁甲醇汽油的稳定性；从实施例1、2、3和对比列2的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比列2的烟灰量低，说明了和丁二酸酐反应，在超支化胺醇上边端生成了羧基，进而和乙酸镁反应生成有机盐，可以有效的在燃烧过程中提高助燃效果，从而提高了高清洁甲醇汽油的清洁性；从实施例1、2、3和对比列3的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比列3的烟灰量低，说明了和乙酸镁、硝酸钡进行反应，可以形成镁盐，同时对钡进行络合，可以有效的在燃烧过程中提高助燃效果，从而提高了高清洁甲醇汽油的清洁性。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (9)
1.一种高清洁甲醇汽油，其特征在于，按重量份数计，主要包括：3～5份改性超支化胺醇、10～12份甲醇和40～50份汽油。
2.根据权利要求1所述的一种高清洁甲醇汽油，其特征在于，所述改性超支化胺醇是由超支化胺醇和丁二酸酐反应后，再和乙酸镁、硝酸钡反应制得。
3.根据权利要求2所述的一种高清洁甲醇汽油，其特征在于，所述超支化胺醇是由预聚体和二缩水甘油醚进行多次反应制得，先少量多次，最后过量。
4.根据权利要求3所述的一种高清洁甲醇汽油，其特征在于，所述预聚体是由丙三醇三缩水甘油醚和乙二胺反应制得。
5.一种高清洁甲醇汽油的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
(1)预聚：将丙三醇三缩水甘油醚、乙二胺和氨水按质量比1：0.8：3～1：1：4混合均匀，在30～40℃，600～800r/min搅拌反应2～3h，在30～40℃，1～2kPa干燥6～8h，制得预聚体；
(2)超支化生长：将预聚体、二缩水甘油醚、氨水和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.2：2：2～1：0.2：3：3混合均匀，在30～40℃，600～800r/min搅拌反应2～3h，再加入预聚体质量0.1～0.2倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2～3h，最后加入预聚体质量0.8～1倍的二缩水甘油醚继续搅拌反应2～3h，在30～40℃，1～2kPa干燥6～8h，制得超支化胺醇；
(3)羧基化并络合：对超支化胺醇进行羧基化处理，制得预改性超支化胺醇；将预改性超支化胺醇、乙酸镁、硝酸钡溶液和N,N-二甲基甲酰胺按质量比1：0.1：3：3～1：0.2：5：5混合均匀，在40～50℃，800～1000r/min搅拌8～10h，在30～40℃，1～2kPa干燥8～10h，制得改性超支化胺醇；
(4)混料：将改性超支化胺醇、甲醇和汽油按质量比3：10：40～5：12：50混合均匀，在30～40℃，800～1000r/min搅拌15～25min，过滤，在-15～-10℃静置30～40min，再次过滤，制得高清洁甲醇汽油。
6.根据权利要求5所述的一种高清洁甲醇汽油的制备方法，其特征在于，步骤(1)和(2)所述氨水为质量分数40～50％的氨水。
7.根据权利要求5所述的一种高清洁甲醇汽油的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述羧基化处理的方法为：将丁二酸酐和超支化胺醇按质量比1：4～1：5混合均匀，在70～80℃，800～1000r/min搅拌3～4h，在30～40℃，1～2kPa干燥6～8h。
8.根据权利要求5所述的一种高清洁甲醇汽油的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述硝酸钡溶液为质量分数8～10％的硝酸钡溶液。
9.根据权利要求5所述的一种高清洁甲醇汽油的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述汽。
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