CN115975684A - 一种发动机低温快速启动车用柴油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种发动机低温快速启动车用柴油及其制备方法，所述柴油，以体积百分数计，包括以下组分：航空煤油50‑65％，醚类化合物5％‑15％，柴油十六烷值改进剂0.05‑0.15％，溶剂油余量，醚类化合物为乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、乙酸‑2‑甲氧基乙酯的一种或者多种，该柴油低温性能优良，储存稳定，柴油发动机在‑30～‑45℃环境下，能够快速启动，对于我国偏北地区的极端低温环境、特殊领域的应用具有极大的现实意义。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种发动机低温快速启动车用柴油及其制备方法。
背景技术
我国内蒙古、新疆、西藏等西北地区最冷月份平均温度在-25℃到-41℃之间，最低温度甚至达到-53℃，柴油机在极端低温环境下起动困难是应用过程中存在的突出问题。柴油机在极端低温环境下的快速起动，不仅对提高我国部队特殊情况下反应时间具有重要意义，同时对我国西北等地区冬季柴油机工作效率的提高具有一定的现实意义。目前国内外提高柴油发动机低温启动性的方式主要有应急起动与升温起动两类，一般采用组合式辅助措施，利用加热装置预热电池和整个冷却系统提升柴油机低温启动能力。而从燃油的角度提升发动机启动性的研究尚处于空白阶段。
发明内容：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种发动机低温快速启动车用柴油及其生产方法，该柴油低温性能优良，储存稳定，柴油发动机在-30～-45℃环境下，能够快速启动，对于我国偏北地区的极端低温环境、特殊领域的应用具有极大的现实意义。
本发明的技术方案如下：
一种发动机低温快速启动车用柴油，以体积百分数计，包括以下组分：航空煤油50-65％，醚类化合物5％-15％，柴油十六烷值改进剂0.05-0.15％，溶剂油余量；车用柴油的十六烷值≥51，馏程150-300℃；冷滤点≤-51℃，闪点≥50℃，柴油净热值≥40.5MJ/Kg，浊点≤-43℃。
优选地，醚类化合物为乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、乙酸-2-甲氧基乙酯的一种或者多种，进一步优选地，醚类化合物为二乙二醇二甲醚。醚类化合物为高含氧、高十六烷值物质，可提高柴油氧含量与十六烷值。
优选地，航空煤油的馏程为155～255℃，凝点≤-60℃，冷滤点≤-46℃，运动粘度(20℃)≥1.5mm2/s，闪点≥48℃。进一步优选地，航空煤油的馏程为160～255℃，凝点≤-60，冷滤点≤-46，运动粘度(20℃)≥1.5mm2/s，闪点≥48℃，航空煤油为一种低凝组分，添加该组分可确保柴油的低温性能。
优选地，十六烷值改进剂为2-乙基已基硝酸酯、草酸二异丁酯与草酸二异戊酯的一种或者多种。进一步优选为2-乙基已基硝酸酯。
优选地，溶剂油的馏程为210～300℃，运动粘度(20℃)为2.5-5mm2/s。进一步优选地，溶剂油包括W1-90、W1-100、W1-110与W1-120的一种或者多种。更为优选地，溶剂油为W1-100、W1-110中的一种或几种。溶剂油是一种低凝、高粘、高闪点与高热值组分，可以提高柴油的运动粘度、闪点与热值。
一种发动机低温快速启动车用柴油的制备方法，具体步骤依次如下：
(1)在调和罐中依次打入航空煤油、溶剂油与醚类化合物；
(2)打入柴油十六烷值改进剂；
(3)开启循环，进行充分混合，得到发动机低温快速启动车用柴油。
本发明通过优化设计柴油配方的组成，航空煤油、醚类化合物与溶剂油和柴油十六烷值改进剂相配合，并创造性的提出加入醚类化合物，该醚类物质粘度小、含氧量高，十六烷值高，柴油在发动机燃烧过程中可以缩短滞燃期，提高柴油的燃烧性能，缩短低温启动时间，而现有技术中常用醚类化合物，如聚甲氧基二甲醚，主要是用降低尾气排放，低温性能差，并没有用于低温快速启动方面，添加常用的这种醚类化合物也无法满足冷滤点低于-43℃的柴油复配生产，不利于柴油发动机的快速启动。本发明通过加入该醚类化合物有效解决了柴油的低温性能差，不利于快速启动等问题。本发明提供的柴油，低温性能优良，储存稳定，柴油发动机在-30～-45℃环境下，能够快速启动，对于我国偏北地区的极端低温环境、特殊领域的应用具有极大的现实意义。
本发明通过优化设计油品配方的组成及馏程分布，柴油低温性能优良、储存稳定，使压燃式柴油发动机在-30～-45℃环境下，能够快速启动，对于我国偏北地区的极端低温环境、特殊领域的应用具有极大的现实意义。
具体实施方式
下面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围。
本发明提供了一种发动机低温快速启动车用柴油，以体积百分数计，航空煤油50-65％，醚类化合物5％-15％，柴油十六烷值改进剂0.05-0.15％，溶剂油余量，醚类化合物为乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、乙酸-2-甲氧基乙酯的一种或者多种。
进一步优选地，醚类化合物为二乙二醇二甲醚。醚类化合物体积含量为5％-15％，具体可为5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％。在本发明中醚类化合物为高含氧、高十六烷值物质，可提高柴油氧含量与十六烷值。
另一种实施方式，航空煤油的馏程为155～255℃，凝点≤-60℃，冷滤点≤-46℃，运动粘度(20℃)≥1.5mm2/s，闪点≥48℃。进一步优选地，航空煤油的馏程为160～255℃，凝点≤-60，冷滤点≤-46，运动粘度(20℃)≥1.5mm2/s，闪点≥48℃。航空煤油的体积含量为50-65％，具体可为50％、51％、52％、53％、54％、55％、56％、57％、58％、59％、60％、61％、62％、63％、64％、65％。在本发明中，航空煤油为一种低凝组分，添加该组分可确保柴油的低温性能。
另一种实施方式，溶剂油的馏程为210～300℃，运动粘度(20℃)为2.5-5mm2/s。进一步优选地，溶剂油包括W1-90、W1-100、W1-110与W1-120的一种或者多种。更为优选地，溶剂油为W1-100、W1-110中的一种或几种。溶剂油是一种低凝、高闪点与高热值组分，可以提高柴油的闪点与热值。具体可为W1-90、W1-100、W1-110、W1-120、W1-130中，优选为W1-100、W1-110。溶剂油体积含量为25～35％，具体可为25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％、35％。
另一种实施方式，十六烷值改进剂为2-乙基已基硝酸酯、草酸二异丁酯、草酸二异戊酯，优选为2-乙基已基硝酸酯。十六烷值改进剂体积含量为0.05～0.15％，具体可为0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.10％、0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％。
一种发动机低温快速启动车用柴油的制备方法，包括以下步骤：
步骤一：在调和罐中依次打入航空煤油、溶剂油与醚类化合物；
步骤二：打入柴油十六烷值改进剂；
步骤三：开启循环，进行充分混合，得到发动机低温快速启动车用柴油。
本发明制备的发动机低温快速启动车用柴油十六烷值≥51，馏程150-300℃；冷滤点≤-51℃，闪点≥50℃，柴油净热值≥40.5MJ/Kg，浊点≤-43℃。本发明通过优化设计油品配方的组成成分，柴油低温性能优良、储存稳定，使压燃式柴油发动机在-30～-45℃环境下，能够快速启动。而且制备该柴油所用原料均易获取，生产过程简单，适合大规模生产。
为更清楚起见，下面通过以下实施例进行详细说明。
下述中的航空煤油的馏程为160～255℃，凝点≤-60，冷滤点≤-46，运动粘度(20℃)≥1.5mm2/s，闪点≥48℃。
实施例1
一种发动机低温快速启动车用柴油：
在调和罐中依次打入航空煤油650L、溶剂油(W1-110)300L与二乙二醇二甲醚50L，再加入十六烷值改进剂(2-乙基已基硝酸酯)670mL；开启循环，进行充分混合，得到发动机低温快速启动车用柴油。测定柴油十六烷值52.8，冷滤点小于-51℃，初馏点161.4℃，10％馏出温度173.3℃，50％馏出温度204℃，95％馏出温度260℃，柴油净热值42.2MJ/Kg，闪点56.4℃。
实施例2
一种发动机低温快速启动车用柴油：
在调和罐中依次打入航空煤油620L、溶剂油(W1-110)280L与二乙二醇二甲醚100L，再加入十六烷值改进剂(2-乙基已基硝酸酯)800mL；开启循环，进行充分混合，得到发动机低温快速启动车用柴油。测定柴油十六烷值55.8，冷滤点小于-51℃，初馏点160.8℃，10％馏出温度170.2℃，50％馏出温度203.8℃，95％馏出温度258.8℃，柴油净热值41.3MJ/Kg，闪点54.8℃。
实施例3
一种发动机低温快速启动车用柴油：
在调和罐中依次打入航空煤油500L、溶剂油(W1-100)350L与二乙二醇二甲醚150L，再加入十六烷值改进剂(2-乙基已基硝酸酯)500mL；开启循环，进行充分混合，得到发动机低温快速启动车用柴油。测定柴油十六烷值57.0，冷滤点(℃)小于-51℃，初馏点160.2℃，10％馏出温度168.6℃，50％馏出温度206.9℃，95％馏出温度260.1℃，柴油净热值40.8MJ/Kg，闪点52.4℃。
实施例4
一种发动机低温快速启动车用柴油：
在调和罐中依次打入航空煤油650L、溶剂油(W1-110)300L与乙二醇单丁醚50L，再加入十六烷值改进剂(2-乙基已基硝酸酯)670mL；开启循环，进行充分混合，得到发动机低温快速启动车用柴油。测定柴油十六烷值52.0，冷滤点(℃)小于-51℃，初馏点160.6℃，10％馏出温度171.3℃，50％馏出温度203.6℃，95％馏出温度259.6℃，柴油净热值42.1MJ/Kg，闪点56.2℃。
对比例1
一种发动机启动车用柴油：
在调和罐中依次打入航空煤油650L、溶剂油(W1-110)300L与醚类化合物(聚甲氧基二甲醚)50L，再加入十六烷值改进剂(草酸二异丁酯)670mL；开启循环，进行充分混合，得到发动机低温快速启动车用柴油。测定柴油十六烷值53.4，冷滤点(℃)-23℃，初馏点162.6℃，10％馏出温度176.6℃，50％馏出温度220.3℃，95％馏出温度267.1℃。柴油冷滤点较高，不能在-30～-45℃的环境下使用。
性能测试
采用D10TCI 1L高压共轨增压中冷柴油机，进行柴油低温启动试验，试验环境(昆明)如下：试验温度：-43℃，大气压力：81±1.0kPa，湿度:40～60％。与市售柴油相比，发动机低温启动时间如下表所示。
表1不同车用柴油低温启动时间
| 启动时间/s | |
| 市售-50#柴油 | 3.36 |
| 实施例1柴油 | 3.05 |
| 实施例2柴油 | 2.16 |
| 实施例3柴油 | 2.02 |
| 实施例4柴油 | 3.16 |
通过上述试验性能测试数据，可以明显看出，本发明制备的车用柴油，发动机的启动时间明显小于市售-50#柴油。本发明的柴油发动机在-30～-45℃环境下，能够快速启动，启动时间可降低至2.02s，对于我国偏北地区的极端低温环境、特殊领域的应用具有极大的现实意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，以体积百分数计，包括以下组分：航空煤油50-65％，醚类化合物5％-15％，柴油十六烷值改进剂0.05-0.15％，溶剂油余量；所述醚类化合物为乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、乙酸-2-甲氧基乙酯的一种或者多种；
所述车用柴油十六烷值≥51，馏程150-300℃；冷滤点≤-51℃，闪点≥50℃，柴油净热值≥40.5MJ/Kg。
2.根据权利要求1所述的一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，所述醚类化合物为二乙二醇二甲醚。
3.根据权利要求1所述的一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，所述航空煤油的馏程为155～255℃，凝点≤-60℃，冷滤点≤-46℃，运动粘度≥1.5mm2/s，闪点≥48℃。
4.根据权利要求3所述的一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，所述航空煤油的馏程为160～255℃，凝点≤-60，冷滤点≤-46，运动粘度≥1.5mm2/s，闪点≥48℃。
5.根据权利要求1所述的一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，所述十六烷值改进剂为2-乙基已基硝酸酯、草酸二异丁酯与草酸二异戊酯的一种或者多种。
6.根据权利要求5所述的一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，所述十六烷值改进剂为2-乙基已基硝酸酯。
7.根据权利要求1所述的一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，所述溶剂油的馏程为210～300℃，运动粘度为2.5-5mm2/s。
8.根据权利要求7所述的一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，所述溶剂油为W1-90、W1-100、W1-110与W1-120的一种或者多种。
9.根据权利要求8所述的一种发动机低温快速启动车用柴油，其特征在于，所述溶剂油为W1-100、W1-110中的一种或几种。
10.任一权利要求1-9所述的一种发动机低温快速启动车用柴油的制备方法，其特征在于，具体步骤依次如下：
(1)在调和罐中依次打入航空煤油、溶剂油与醚类化合物；
(2)打入柴油十六烷值改进剂；
(3)开启循环，进行充分混合，得到发动机低温快速启动车用柴油。
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