CN1884449A - 清洁环保型甲醇汽油 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种清洁环保型甲醇汽油，它由下述重量配比的原料配制：甲醇 41～60份、基础油 30～49份、乙烷0.2～0.3份、正己烷0.1～0.3份、甲基叔丁基醚 3～5份、乙醇 0.5～0.8份、2，2－二甲基丁烷0.2～0.3份、叔丁醇 0.3～0.5份、正丙醇 0.2～0.3份、2－乙基(－1－)乙醇 0.1～0.3份、甘醇 0.2～0.5份、1，3－二羟基丁烷 0.1～0.2份、新戊二醇 0.3～0.5份、1，6－二羟基己烷 0.1～0.2份、三羟甲基丙烷 0.3～0.8份、季戊四醇 0.2～0.8份、二异丙醚 0.6～0.8份、2－乙二氧基乙酸乙酯 0.2～0.3份、硝酸异丙酯 0.2～0.35份、二甲基酮 0.2～0.6份、丙二酸乙酯 0.1～0.2份、碳酸二苯酯 0.2～0.4份、102TB 腐蚀抑制剂0.02～0.03份、107PT防溶胀剂 0.02～0.03份。本发明的甲醇汽油，甲醇含量高、清洁环保、燃烧充分、抗震性好、动力性强。

Description

清洁环保型甲醇汽油

技术领域

本发明涉及一种燃油技术，尤其是涉及一种清洁环保型甲醇汽油。

背景技术

众所周知，地球上的石油资源是地层内部的古代生物经过几亿年至十几亿年非常复杂的变化而形成的。而这种宝贵的地下资源由于人类发展的需求而大量开采正在快速减少。在我国，几大油田的原油开采量也越来越少，而消耗量则逐年递增。预计到2010年我国原油进口量超过总需求量的50％，需每年耗资400亿美元以上。大量依赖原油进口，不仅在经济上不堪重负，而且已严重地危及国家的能源安全。

另一方面，随着各国经济的快速发展，汽车作为一种交通运输工具其需求量也越来越大，随之而来的是汽车尾气对大气环境的污染则越来越严重，尤其一些车辆密集的大中城市，对人类健康极为有害的尾气，一氧化碳(CO)、氮氧化合物(NOx)、碳氢化合物(HC)等在城市大气中的含量越来越高，对人们居住的生态环境造成的危害程度日益加重。

出于对能源紧缺以及环保的考虑，各国政府包括我国对汽车新型替代能源的研究重视度也越来越高。

而甲醇作为一种清洁环保能源，是汽车替代能源的重点研究开发方向之一。在技术研究上，1975年瑞典首先提出甲醇可以成为汽车燃料，1979年美国卡特总统宣布使用和推广汽油中加入10％的甲醇，巴西、德国、日本等国也在积极开展研究。而我国自“六五”计划期间就把甲醇汽油列入重点科研项目，由中科院工程热物理所组织研究M15甲醇掺烧汽油技术。到“七五”，又组织M100甲醇攻关项目，中德甲醇汽车国际技术合作以及和美国福特汽车公司合作、协助山西甲醇汽车项目开展等，至今已有20多年。相应的我国各高校、科研机构、企业研究部门也纷纷加入到研究甲醇汽油课题这个行列。

事实上，在我国发展甲醇作为石油资源的替代品不但是清洁环保的，也是最经济的。甲醇是我国来源最广泛的化工资源，如煤炭、天然气、焦化气、油田气、生物质、合成氨生产过程等都可以用最低的成本生产甲醇。目前，它的价格还不到汽油价格的一半。生产甲醇汽油不但不需要国家的财政补贴而且生产企业有足够的赢利空间。

但综合国内外甲醇汽油的开发研究资料后可以知道，虽然甲醇汽油的研究非常活跃，但甲醇汽油在开发、生产和发动机应用中存在着一系列的技术难关，尚未全面有效的攻克。如：甲醇加入汽油后的混溶和分层问题、甲醇大比例加入的问题、甲醇汽油的动力下降和速度冲击问题、使用中甲醇汽油对油路及气缸的腐蚀问题、以及对橡塑件的腐蚀和溶胀问题等等。这些都限制了甲醇汽油的应用、发展。

发明内容

本发明的目的是：提供一种清洁环保型甲醇汽油，它甲醇含量大、辛烷值高，长期存放不分层，燃烧完全，尾气中有害物含量少，发动机动力性能好。

本发明的技术方案是：一种清洁环保型甲醇汽油，它由下述重量配比的原料配制：

甲醇  41～60份、                 基础油  30～49份、

乙烷  0.2～0.3份、               正己烷  0.1～0.3份、

甲基叔丁基醚  3～5份、           乙醇  0.5～0.8份、

2，2-二甲基丁烷  0.2～0.3份、    叔丁醇  0.3～0.5份、

正丙醇  0.2～0.3份、             2-乙基(-1-)乙醇  0.1～0.3份、

甘醇  0.2～0.5份、               1，3-二羟基丁烷  0.1～0.2份、

新戊二醇  0.3～0.5份、           1，6-二羟基己烷  0.1～0.2份、

三羟甲基丙烷  0.3～0.8份、       季戊四醇  0.2～0.8份、

二异丙醚  0.6～0.8份、           2-乙二氧基乙酸乙酯  0.2～0.3份、

硝酸异丙酯  0.2～0.35份、        二甲基酮  0.2～0.6份、

丙二酸乙酯  0.1～0.2份、         碳酸二苯酯  0.2～0.4份、

102TB腐蚀抑制剂0.02～0.03份、107PT防溶胀剂  0.02～0.03份。

所述基础油可以是石脑油、汽油或溶剂油。

本发明的技术方案，以甲醇、基础油为主要原料，加以少量的添加剂混合而成成品。

上述方案中：102TB腐蚀抑制剂是由太仓众森环保能源公司出品的腐蚀抑制添加剂，为市售产品。107PT防溶胀剂是由太仓众森环保能源公司出品的防溶胀添加剂，为市售产品。

①本发明实现了甲醇与基础油可在任一比例下混溶

在甲醇与汽油混溶的现有技术中，一种方法是对甲醇先进行变性处理，采用的变性助剂有：高碳醇、苯类等，其特点是成本较低但变性后的甲醇，对汽油的分子引力小，容易分层。另一种混溶方法是在加温、加压条件下，采用多种助剂先对甲醇进行变性处理，然后在常温常压下循环静置反应，这种方法缺点是工艺太复杂，反应时需消耗大量能源，而且连续化生产时产能低，且生产成本很高。

本发明的技术方案中，添加剂原料混合后将发生化学反应，生成一种能干扰基础油的电子云分布的新的物质。使碳原子和氢原子之间的化学键键角发生偏移(＜180°)，键角偏移越大，氢原子的正电荷对另外的极性分子的引力越大，其极性也越强。在与基础油混合后，会对基础油进行变性处理，使它对甲醇具有很强的分子引力，以实现甲醇与基础油可在任一比例下混溶。并且，储存试验表明，混溶后可长期保存到三年以上。

②本发明实现了甲醇在基础油中的大比例加入，并提高动力。

因为甲醇的加入，使燃料的气化热(即蒸发潜热)增高，从而增加了从点火到快速燃烧的滞燃期，使燃烧的最高压力点滞后，会导致发动机动力的下降。实验证明，要达到与汽油相同的功率输出，甲醇的加入量只能加到33％。

本发明技术方案中，其混合添加剂一方面在甲醇和汽油混溶时吸收一部份热量，以降低蒸发潜热；另一方面又使燃料的燃烧速度加快，从而使甲醇燃料与汽油在燃烧时的最高压力点尽可能的重合，以发挥燃料的最大转换功率。通过以上措施的改进，不但使甲醇的加入量大大提高，而且动力输出还略高于普通汽油的水平。

③本发明的另一大特点是对动力曲线进行补偿。

因为燃料中甲醇的单沸点特性，在燃料中加入大量的甲醇后，馏程曲线严重偏离了汽油原有的馏程曲线。为了解决这一问题，调整馏程曲线，本发明的技术方案中含有馏程范围在100～135℃的原料。使燃料基本符合了汽油机整个燃烧过程的需求。

④本发明的技术方案有效解决了腐蚀问题。

甲醇汽油在燃烧过程中会产生有机酸(甲酸等)物质，对发动机汽缸的腐蚀。本发明的技术方案中含有有机碱成份，使其在燃烧中产生与甲酸等物质发生中和反应；同时，本发明的技术方案，还能在燃料高温燃烧中生成耐高温油膜保护气缸壁。此外，也由于本发明的技术方案不含苯类物质的成份，使燃料对油路中的金属件、橡胶件、塑料件不存在腐蚀和溶胀问题。

本发明的制造方法：将上述原料以配方计量，在常温常压下进行混配，为常规公用的油品混配方法。可参照图1方式，将存储于各存储罐中的上述配方原料通过定量泵、流量计分别定量加入管道混合器中混合，制成成品甲醇汽油。

根据本发明清洁环保型甲醇汽油的质量分析和行车试验结果分析，它具有如下优点以及积极效果：

1.辛烷值高

汽油的辛烷值是衡量燃料对发动机抗爆性的重要指标，由于目前提高普通汽油辛烷值的难度较大，致使汽油机的压缩比始终不能提得很高。如果辛烷值每增加10个单位，压缩比可提高0.6～1个单位，热效率可提高7～10％。从检验结果可知，本发明的清洁环保型甲醇汽油的辛烷值(RON)＞100，证明使用该燃料可以进一步提高发动机的压缩比。

2.燃料有害物的含量少

用本发明的清洁环保型甲醇汽油样品对比国标97#普通汽油标准进行测试，其数据显示：铅含量(g/L)为＜0.0001(标准为：≤0.005)；含硫量(％，m/m)为≤0.03(标准为：≤0.10)；苯含量(％)为≤0.24(标准为：≤2.5)；芳烃含量(％)为≤24(标准为：≤40)；烯烃含量(％)为3.0(标准为：≤35)。其中，尤其是苯与多酚芳烃都是致癌有毒物，(在美国甲醇研究所做的致癌物的对比实验中，汽、柴油的综合排放致癌物比甲醇高出三到五倍)，从这两种物质的大幅减少以及，铅含量、硫含量的大幅减少，可以明显的看出该燃料的环保效应。

3.抗氧化和安全性

经检测，本发明的清洁环保型甲醇汽油的诱导期高达＞3000min，远远高于≥480min的标准；诱导期是评定车用燃料抗氧性和安定性的重要指标，可以表明该燃料在储存期间产生氧化和形成胶质的指标。诱导期越长，表示该燃料的氧化安定性越好。经检测，实际胶质为2mg/100ml(标准为≤5mg/100ml)，说明了本发明甲醇汽油的抗氧化性和安定性。

4.燃烧充分

甲醇的含氧量高达近50％，它的加入使燃料变成了一种高含氧燃料，燃料在燃烧过程中变成了一种自供氧燃烧与外供氧燃烧的双重供氧燃烧，而普通汽油的燃烧只能依赖于外供氧燃烧，因此甲醇汽油的燃烧必然更加充分、更加彻底，从一氧化碳排放降低幅度(减少了80％)可以明显的看出其燃烧的充分性。这样就大大地降低了尾气中有害物的排放，同时由于碳氢化合物排放的降低使发动机气缸内的积碳也会有明显的减少，增加了发动机的使用寿命。

5.保护发动机

由于本发明的清洁环保型甲醇汽油中含有了适量的发动机保护成分，在发动机满功率满负荷200小时不间断的试验下，输出功率的下降数值明显小于普通汽油的下降标准(普通汽油下降标准为5～7KW)。因此，该燃料对延长发动机的使用寿命和保护特色是显而易见的。

6.生产工艺简单

生产流程工艺简单，常温常压操作，全自动电脑控制，24小时连续生产，只需4-5人操作，节省劳动力，降低劳动强度。投资设备低，占地面积小，无污染物产生。

7、原料采购方便

本发明原料中的基础油不局限于使用国标普通汽油，其它如石脑油、溶剂油等都能充分利用。生产添加剂所用的原料，市场上也都能采购到，生产技术也不复杂。

8、可以与各型号汽油、乙醇汽油等任意比例混溶使用，并且在添加前后不需要清洗油箱，使用方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述：

图1为本发明甲醇汽油生产设备的结构示意图。

其中：1基础油存储罐；2甲醇存储罐；3添加剂存储罐；4成品甲醇汽油存储罐；5发料口；6离心泵；7流量计；8定量泵；9管道混合器。

具体实施方式

实施例一：

如图1所示，一种清洁环保型甲醇汽油，在常温常压下，将存储于各存储罐(基础油存储罐1、甲醇存储罐2、添加剂存储罐3)中的以下配方原料通过定量泵8、流量计7按其配比分别定量加入管道混合器9中进行混合，制成成品甲醇汽油，并将成品储存于成品甲醇汽油存储罐4。

该清洁环保型甲醇汽油的原料及其重量配比为：

甲醇60份、汽油30份、乙烷0.2份、正己烷0.1份、甲基叔丁基醚5份、乙醇0.5份、2，2-二甲基丁烷0.2份、叔丁醇0.5份、正丙醇0.2份、2-乙基(-1-)乙醇0.1份、甘醇0.2份、1，3-二羟基丁烷0.1份、新戊二醇0.35份、1，6-二羟基己烷0.1份、三羟甲基丙烷0.3份、季戊四醇0.2份、二异丙醚0.6份、2-乙二氧基乙酸乙酯0.2份、硝酸异丙酯0.2份、二甲基酮0.6份、丙二酸乙酯0.1份、碳酸二苯酯0.2份、102TB腐蚀抑制剂0.02份、107PT防溶胀剂0.03份。

实施例二：

如图1所示，一种清洁环保型甲醇汽油，在常温常压下，将存储于各存储罐(基础油存储罐1、甲醇存储罐2、添加剂存储罐3)中的以下配方原料通过定量泵8、流量计7按其配比分别定量加入管道混合器9中进行混合，制成成品甲醇汽油，并将成品储存于成品甲醇汽油存储罐4。

该清洁环保型甲醇汽油的原料及其重量配比为：

甲醇60份、石脑油30份、乙烷0.3份、正己烷0.3份、甲基叔丁基醚3份、乙醇0.8份、2，2-二甲基丁烷0.3份、叔丁醇0.3份、正丙醇0.2份、2-乙基(-1-)乙醇0.2份、甘醇0.5份、1，3-二羟基丁烷0.2份、新戊二醇0.3份、1，6-二羟基己烷0.1份、三羟甲基丙烷0.4份、季戊四醇0.8份、二异丙醚0.7份、2-乙二氧基乙酸乙酯0.3份、硝酸异丙酯0.35份、二甲基酮0.3份、丙二酸乙酯0.2份、碳酸二苯酯0.4份、102TB腐蚀抑制剂0.03份、107PT防溶胀剂0.02份。

实施例三：

如图1所示，一种清洁环保型甲醇汽油，在常温常压下，将存储于各存储罐(基础油存储罐1、甲醇存储罐2、添加剂存储罐3)中的以下配方原料通过定量泵8、流量计7按其配比分别定量加入管道混合器9中进行混合，制成成品甲醇汽油，并将成品储存于成品甲醇汽油存储罐4。

该清洁环保型甲醇汽油的原料及其重量配比为：

甲醇50份、溶剂油40份、乙烷0.3份、正己烷0.3份、甲基叔丁基醚4份、乙醇0.6份、2，2-二甲基丁烷0.2份、叔丁醇0.3份、正丙醇0.2份、2-乙基(-1-)乙醇0.3份、甘醇0.3份、1，3-二羟基丁烷0.1份、新戊二醇0.3份、1，6-二羟基己烷0.1份、三羟甲基丙烷0.3份、季戊四醇0.6份、二异丙醚0.6份、2-乙二氧基乙酸乙酯0.3份、硝酸异丙酯0.35份、二甲基酮0.3份、丙二酸乙酯0.2份、碳酸二苯酯0.3份、102TB腐蚀抑制剂0.03份、107PT防溶胀剂0.02份。

实施例四：

如图1所示，一种清洁环保型甲醇汽油，在常温常压下，将存储于各存储罐(基础油存储罐1、甲醇存储罐2、添加剂存储罐3)中的以下配方原料通过定量泵8、流量计7按其配比分别定量加入管道混合器9中进行混合，制成成品甲醇汽油，并将成品储存于成品甲醇汽油存储罐4。

该清洁环保型甲醇汽油的原料及其重量配比为：

甲醇41份、汽油49份、乙烷0.3份、正己烷0.25份、甲基叔丁基醚3.6份、乙醇0.6份、2，2-二甲基丁烷0.2份、叔丁醇0.35份、正丙醇0.3份、2-乙基(-1-)乙醇0.1份、甘醇0.3份、1，3-二羟基丁烷0.1份、新戊二醇0.5份、1，6-二羟基己烷0.2份、三羟甲基丙烷0.8份、季戊四醇0.6份、二异丙醚0.8份、2-乙二氧基乙酸乙酯0.25份、硝酸异丙酯0.2份、二甲基酮0.2份、丙二酸乙酯0.1份、碳酸二苯酯0.2份、102TB腐蚀抑制剂0.02份、107PT防溶胀剂0.03份。

本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此，无论从哪一点来看，本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制本发明。因此，本发明的保护范围应包括那些对于本领域普通技术人员来说显而易见的变换或替代以及改型。

Claims (2)

1.一种清洁环保型甲醇汽油，其特征在于：它由下述重量配比的原料配制：

甲醇  41～60份、                   基础油  30～49份、

乙烷  0.2～0.3份、                 正己烷  0.1～0.3份、

甲基叔丁基醚  3～5份、             乙醇  0.5～0.8份、

2，2-二甲基丁烷  0.2～0.3份、      叔丁醇  0.3～0.5份、

正丙醇  0.2～0.3份、               2-乙基(-1-)乙醇  0.1～0.3份、

甘醇  0.2～0.5份、                 1，3-二羟基丁烷  0.1～0.2份、

新戊二醇  0.3～0.5份、             1，6-二羟基己烷  0.1～0.2份、

三羟甲基丙烷  0.3～0.8份、         季戊四醇  0.2～0.8份、

二异丙醚  0.6～0.8份、             2-乙二氧基乙酸乙酯  0.2～0.3份、

硝酸异丙酯  0.2～0.35份、          二甲基酮  0.2～0.6份、

丙二酸乙酯  0.1～0.2份、           碳酸二苯酯  0.2～0.4份、

102TB腐蚀抑制剂  0.02～0.03份、    107PT防溶胀剂  0.02～0.03份。

2.根据权利要求1所述的清洁环保型甲醇汽油，其特征在于：所述基础油选自石脑油、汽油或溶剂油。