CN1923979A - 汽油、柴油的节油剂及其制备方法 - Google Patents
汽油、柴油的节油剂及其制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
汽油、柴油节油剂，由碳、氢、氧三元素组成，其组分是：C12～C24脂肪酸与C1～C4的低碳醇的酯；C13～C20脂肪醇与C1～C4的低碳酸的酯；以上两种酯的质量比为9∶1～1∶9；粉碎成100～200目细粉。所述的C12～C24脂肪酸、C13～C20脂肪醇采用动、植物油脂的C12～C24脂肪酸与C13～C20脂肪醇。本发明在汽车燃油中使用0.08～0.1％，即可使汽油、柴油的燃烧更充分，节油率达10～20％，又可明显减少尾气污染。该节油剂不含金属离子，不含卤族及氮、硫、磷等元素，不会造成二次污染；对汽缸、油箱和排气管等设备没有腐蚀性。本发明的制备方法简单易行，生产过程不产生三废。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合物，具体涉及一种汽油、柴油的节油剂，以及这种节油剂的制备方法。
背景技术
随着石油持续的大幅度的涨价，节油技术的重要性越来越大。现有技术中的节油剂大都为车辆燃油系统的清洁剂，可以有效清除汽缸、喷油嘴、阀门等部件上的积碳，减少因汽缸摩擦造成的功耗，从而提高油料的利用率，达到节省燃油和减少设备的维修率。这类节油剂对汽油、柴油等油料本身的燃烧机理没有产生影响，所以其节油效果是有限的。西安近代化学研究所研制的节油剂碘化-N(全氟辛酰氨基)丙基三甲胺，加入量为0.001～0.003％，节油率为15％。但是该节油剂的合成工艺复杂，总收率低，生产过程中会产生污染，同时，这种节油剂含有卤族及氮、硫、磷等元素，在改善燃油燃烧效果的同时，又造成了碘化氢、氟化氢、二氧化氮等有害气体方面的污染，该气体对设备有一定的腐蚀性，生产过程中的三废也比较严重。
发明内容
本发明的目的是提供一种以农副产品中的动、植物油脂为原料制取的、能够直接改善汽油、柴油等油料本身的燃烧机理、以达到节省燃油效果的节油剂组合物，以及这种节油剂组合物的制备方法。该节油剂不仅可以节省能源，而且可以明显减少尾气污染。该节油剂由碳、氢、氧三元素组成，不含金属离子、卤族及氮、硫、磷等元素，不会造成二次污染；对汽缸、油箱和排气管等设备没有腐蚀性。
完成上述发明任务的技术方案是，汽油、柴油节油剂，由碳、氢、氧三元素组成，其组分是：
C12～C24脂肪酸与C1～C4的低碳醇的酯；
C13～C20脂肪醇与C1～C4的低碳酸的酯；
以上两种酯的质量比为9∶1～1∶9(包括非整数比)；
粉碎成100～200目的细粉。
以上述方案中所述的C12～C24脂肪酸、C13～C20脂肪醇分别采用动、植物油脂的C12～C24脂肪酸与C13～C20脂肪醇。
所述的C12～C24脂肪酸可以是其中的任意一种脂肪酸，或是其中的任意几种脂肪酸的任意比例的混合物；
所述的C13～C20脂肪醇可以是其中的任意一种脂肪醇，或是其中几种脂肪醇的任意比例的混合物；
所述的C12～C24脂肪酸与C13～C20脂肪醇的“任意比例的混合物”内各组分或其比例，在本发明限定的范围内的改变，对其酯化后构成的本发明组合物的节油效果没有明显的影响。
所述的低碳醇、低碳酸，本发明推荐：分别采用为C1～C4的低碳醇、低碳酸。但是采用C5或C5以上的低碳醇、低碳酸；或者所采用的低碳醇、低碳酸中包括有部分C5或C5以上的低碳醇、低碳酸，进行酯化反应，同样可以达到本发明的效果。
以上组合物加入到车辆的汽油或柴油中(可以事先加入所有的燃油中，溶解；也可以加入到车辆的油箱中，通过车辆行驶的自身震动而溶解)，在汽油、柴油等油料中加入0.08～0.16％，常规使用0.08～0.1％，即可使汽油、柴油的燃烧更充分，并减少尾气污染。可以使节油率达到10～20％。
上述方案中的汽油、柴油节油剂组合物的制备方法，步骤是：
将C12～C24脂肪酸投入反应釜，加入催化剂，搅拌下与C1～C4的低碳醇酯化；
反应时边回流边脱水；
过滤或水洗，除去固体酸催化剂或液体酸催化剂；
用微量碱调节pH到中性；
将C13～C20脂肪醇投入反应釜，加入催化剂，搅拌下与C1～C4的低碳酸酯化；
反应时边回流边脱水；
过滤或水洗，除去固体酸催化剂或液体酸催化剂；
用微量碱调节pH值到中性；
按9∶1～1∶9的质量比混合以上两种酯；
粉碎成细粉。
上述制备方法中所述的C12～C24脂肪酸、C13～C20脂肪醇均采用动、植物油脂的C12～C24脂肪酸与C13～C20脂肪醇；
两步酯化反应中所述的催化剂为：固体酸(例如：对甲基苯磺酸、杂多酸或阳离子交换树脂)、液体酸(如硫酸、磷酸、盐酸或甲酸)中的一种或几种。其使用量为C12～C24脂肪酸或C13～C20脂肪醇质量的0.5～2.0％；
两步酯化反应中所述的催化剂可以相同；也可以不同；
所述的脂肪酸的酯化反应，其酯化温度高于C1～C4的低碳醇的沸点；
所述的脂肪醇的酯化反应，其酯化温度高于C1～C4的低碳酸的沸点；
所述的边回流边脱水，其脱水量按照该反应方程式中脂肪酸或脂肪醇的投入量计算；
所述的调节pH到中性，是指调节pH值到6.5～7.0；
所述的粉碎成细粉，推荐采用：粉碎成100～200目的细粉。
本发明以农副产品中为原料，原料易于得到并符合国家支持农业的政策；本产品与汽油、柴油的相溶性好，能够直接改善汽油、柴油等油料本身的燃烧机理、以达到节省燃油的效果：使用0.08～0.1％，即可使汽油、柴油的燃烧更充分，可以使节油率达到10～20％，而且可以明显减少尾气污染。该节油剂组合物由碳、氢、氧三元素组成，不含金属离子，不含卤族及氮、硫、磷等元素，不会造成二次污染；对汽缸、油箱和排气管等设备没有腐蚀性。本发明提供的这种节油剂的制备方法简单易行，生产过程中不产生三废。
具体实施方式
实施例1，汽油、柴油节油剂组合物，与其制备方法
C12～C24脂肪酸乙酯的合成：
在1000mL三口烧瓶中投入C12～C24脂肪酸700克，加入酒精552克，及对甲基苯磺酸催化剂，升温至95℃，边回流边反应，通入氮气以除去酯化反应生成的反应水，维持4小时，测定其酸值在5mgkOH/g以下时，即表示反应完成，水洗，除去催化剂，用微量碱调节pH值到中性；即成为成品的组分之一。
C13～C20脂肪醇丁酯的合成：
在1000mL三口烧瓶中投入C13～C20脂肪醇550克，加入丁酸100克，及对甲基苯磺酸催化剂，150℃，边回流边反应，用氮气除去酯化反应生成的反应水，在此温度下维持4小时，测定其酸值在5mgkOH/g以下时，即表示反应完成，水洗，除去催化剂，用微量碱调节pH值到中性；即成为成品的组分之一。
按5∶5的质量比混合以上两种酯；粉碎成150目的细粉，即得到产品。
本实施例中所述的C12～C24脂肪酸、C13～C20脂肪醇采用动、植物油脂的C12～C24脂肪酸与C13～C20脂肪醇。
实施例2，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与丙酸反应生成C13～C20脂肪醇丙酯；
两步酯化反应中所述的催化剂为阳离子交换树脂；
按4∶6的质量比混合以上两种酯；粉碎成200目的细粉，即得到产品。
实施例3，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与乙酸反应生成C13～C20脂肪醇乙酯；
两步酯化反应中所述的催化剂为硫酸；
按3∶7的质量比混合以上两种酯；粉碎成100目的细粉，即得到产品。
实施例4，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与甲酸反应生成C13～C20脂肪醇甲酯；
两步酯化反应中所述的催化剂为盐酸；
按2∶8的质量比混合以上两种酯；粉碎成200目的细粉，即得到产品。
实施例5，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是C12～C24脂肪酸与丁醇酯化；
两步酯化反应中所述的催化剂为磷酸；
按1∶9的质量比混合以上两种酯。
实施例6，与实施例5基本相同，但是有如下改变：
第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与丙酸反应生成C13～C20脂肪醇丙酯；
两步酯化反应中所述的催化剂为杂多酸；
按9∶1的质量比混合以上两种酯。
实施例7，与实施例5基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与乙酸反应生成C13～C20脂肪醇乙酯；两步酯化反应中所述的催化剂为甲酸；
按8∶2的质量比混合以上两种酯。
实施例8，与实施例5基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与甲酸反应生成C13～C20脂肪醇甲酯；
按7∶3的质量比混合以上两种酯。
实施例9，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是C12～C24脂肪酸与丙醇酯化；
按6∶4的质量比混合以上两种酯。
实施例10，与实施例9基本相同，但是有如下改变：
第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与丙酸反应生成C13～C20脂肪醇丙酯。
实施例11，与实施例9基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与乙酸反应生成C13～C20脂肪醇乙酯。
实施例12，与实施例9基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与甲酸反应生成C13～C20脂肪醇甲酯。
实施例13，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是C12～C24脂肪酸与甲醇酯化。
实施例14，与实施例13基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与丙酸反应生成C13～C20脂肪醇丙酯。
实施例15，与实施例13基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与乙酸反应生成C13～C20脂肪醇乙酯。
实施例16，与实施例13基本相同，但是有如下改变：
其中第2步骤的酯化反应，是C13～C20脂肪醇与甲酸反应生成C13～C20脂肪醇甲酯。
实施例17，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
所述的C12～C24脂肪酸乙酯改为C12～C24脂肪酸甲酯。
实施例18，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是十三脂肪酸与乙醇酯化；第2步骤的酯化反应，是19脂肪醇与丁酸酯化；
以上两种酯混合的质量比为6.3∶3.7。
实施例19，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是十四脂肪酸与乙醇酯化，催化剂为磷酸；
第2步骤的酯化反应，是十八脂肪醇与丁酸酯化；催化剂为阳离子交换树脂。
实施例20，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是十五脂肪酸与乙醇酯化；第2步骤的酯化反应，是十七脂肪醇与丁酸酯化。
实施例21，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是十六脂肪酸与乙醇酯化；第2步骤的酯化反应，是十六脂肪醇与丁酸酯化。
实施例22，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是十七脂肪酸与乙醇酯化；第2步骤的酯化反应，是十五脂肪醇与丁酸酯化；
按9∶1的质量比混合以上两种酯。
实施例23，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是十八脂肪酸与乙醇酯化；第2步骤的酯化反应，是14脂肪醇与丁酸酯化。
实施例24，与实施例1基本相同，但是有如下改变：
其中第1步骤的酯化反应，是十九脂肪酸与乙醇酯化；第2步骤的酯化反应，是十三脂肪醇与丁酸酯化。
实施例25，与实施例1基本相同，但是其中第1步骤的酯化反应，是二十脂肪酸与乙醇酯化。
实施例26，与实施例1基本相同，但是其中第1步骤的酯化反应，是二十脂肪酸与乙醇酯化。
实施例27，与实施例1基本相同，但是其中第1步骤的酯化反应，是二十二脂肪酸与乙醇酯化。
实施例28，与实施例1基本相同，但是其中第1步骤的酯化反应，是二十三脂肪酸与乙醇酯化。
实施例29，与实施例1基本相同，但是其中第1步骤的酯化反应，是二十四脂肪酸与乙醇酯化。
实施例30，与实施例1基本相同，但是其中第1步骤的酯化反应，是十二脂肪酸、二十四脂肪酸的混合物与乙醇酯化；第2步骤的酯化反应，是十三脂肪醇、二十脂肪醇的混合物与丁酸酯化。
其余C12～C24脂肪酸任意一种的混合与此相同。
其余C13～C20脂肪醇任意一种的混合与此相同。
实施例31，与实施例1基本相同，但是其中的低碳醇、低碳酸分别采用C1～C4低碳醇的混合物、C1～C4低碳酸的混合物。
Claims (8)
1、一种汽油、柴油节油剂，由碳、氢、氧三元素组成，其组分是：
C12～C24脂肪酸与C1～C4的低碳醇的酯；
C13～C20脂肪醇与C1～C4的低碳酸的酯；
以上两种酯的质量比为9∶1～1∶9；
粉碎成100～200目的细粉。
2、按照权利要求1所述的汽油、柴油节油剂，其特征在于，所述的C12～C24脂肪酸、C13～C20脂肪醇为动、植物油脂的C12～C24脂肪酸与C13～C20脂肪醇。
3、按照权利要求1或2所述的汽油、柴油节油剂组合物，其特征在于，所述的细粉为100～200目的细粉。
4、按照权利要求1或3所述的汽油、柴油节油剂，其特征在于，
所述的C12～C24脂肪酸是其中的任意一种脂肪酸，或是其中的任意几种脂肪酸的任意比例的混合物；
所述的C13～C20脂肪醇是其中的任意一种脂肪醇，或是其中几种脂肪醇的任意比例的混合物。
5、一种权利要求1所述汽油、柴油节油剂的制备方法，步骤如下：
将C12～C24脂肪酸投入反应釜，加入催化剂，搅拌下与C1～C4的低碳醇酯化；
反应时边回流边脱水；
过滤或水洗，分别除去固体酸或液体酸催化剂；
用微量碱调节pH到中性；
将C13～C20脂肪醇投入反应釜，加入催化剂，搅拌下与C1～C4的低碳酸酯化；
反应时边回流边脱水；
过滤或水洗，除去固体酸催化剂或液体酸催化剂；
用微量碱调节pH到中性；
按1∶9～9∶1的质量比混合以上两种酯；
粉碎成细粉。
6、按照权利要求5所述的汽油、柴油节油剂的制备方法，其特征在于，
所述的C12～C24脂肪酸、C13～C20脂肪醇分别采用动、植物油脂的C12～C24脂肪酸与C13～C20脂肪醇；
所述的催化剂为固体酸或液体酸，其使用量为C12～C24脂肪酸质量或C13～C20脂肪醇质量的0.5～2.0％；
所述的脂肪酸的酯化反应，其酯化温度高于C1～C4的低碳醇的沸点；
所述的脂肪醇的酯化反应，其酯化温度高于C1～C4的低碳酸的沸点；
所述的边回流边脱水，其脱水量按照脂肪酸或脂肪醇的投入量计算；
所述的调节pH到中性，是指调节pH到6.5～7.0；
所述的粉碎成细粉是指粉碎成100～200目的细粉。
7、按照权利要求6所述的汽油、柴油节油剂的制备方法，其特征在于，
所述的固体酸催化剂选自：对甲基苯磺酸、杂多酸或阳离子交换树脂中的一种或几种；
所述的液体酸选自：硫酸、磷酸、盐酸或甲酸中的一种或几种。
8、按照权利要求5～7之一所述的汽油、柴油节油剂的制备方法，其特征在于，
表示酯化反应完成的标准是：测定其酸值在5mgkOH/g以下。
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