CN1928031A

CN1928031A - 高辛烷值车用醇烃燃料

Info

Publication number: CN1928031A
Application number: CN 200510029553
Authority: CN
Inventors: 李茂盛; 赵鉴明; 吴炎智; 李建志
Original assignee: Shanghai Zhongmao New Energy Resource Application Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zhongmao New Energy Resource Application Co Ltd
Priority date: 2005-09-09
Filing date: 2005-09-09
Publication date: 2007-03-14

Abstract

本发明公开了一种高辛烷值车用醇烃燃料。其包括轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)100重量份、无水甲醇或无水乙醇3至30重量份、丙烷10至25重量份，甲苯或二甲苯5至25重量份，另添加助溶剂(MTBE、TAME、TBA或异丁醇)0至10重量份和阳离子氟碳表面活性剂0.004至0.04重量份。本发明产品为一种高辛烷值95～97(RON)成本低、无腐蚀、抗磨性强的汽车清洁替代燃料。适用于LPG液体喷射高压缩比汽车。使用后尾气污染排放更低是一种高效、节能，对环境友好的汽车替代新能源。

Description

高辛烷值车用醇烃燃料

技术领域

本发明涉及一种车用燃料，更具体地说，本发明涉及一种含有石化炼厂副产轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)和醇类的高辛烷值车用燃料。

背景技术

醇类物质，如甲醇，氧分子含量高达50％(汽油氧分子含量为0)，燃烧速度52米/秒(M/S)(汽油38M/S)，甲醇燃烧热值只有汽油一半，甲醇与碳氢化合物(烃、芳烃燃料)混合后，在汽缸中燃烧，由于甲醇燃烧速率快，发动机汽缸平均有效压力比使用汽油提高，因此使用相同的量，汽车跑的路程与使用汽油相同。甲醇是煤、天然气生产的产品，1.5～1.8吨煤可制1吨甲醇，成本比汽油低的多，价格只有90号汽油40％左右。轻质烃是石化炼厂副产品的拔头油，天然气凝析液中分离的戊烷等产品。因辛烷值低，挥发极快，故不能直接作为车用汽油使用。

如何将甲醇与轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)配制成为一种高辛烷值车用醇烃燃料，是人们所十分关注的课题。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是公开一种高辛烷值车用醇烃燃料，一克服现有技术存在的缺陷，满足有关领域发展的需要。

本发明的技术构思是这样的：

本发明设想，将无水甲醇或无水乙醇、丙烷、轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)、芳烃、氟碳表面活性剂，必要时加入助溶剂，替代汽车燃料，既能够提高抗爆性能，又可节约燃料，降低尾气污染的排放。

本发明的高辛烷值车用醇烃燃料，组分和重量份如下：

轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃) 100重量份

无水甲醇或无水乙醇 5-30重量份

丙烷 10-25重量份

甲苯或二甲苯 5-25重量份

助溶剂 0-10重量份

氟碳表面活性剂 0.004～0.04重量份

所说的轻烃为丁烷、戊烷、己烷混合烃，为石化炼厂的副产品，或天然气凝析油分离出来的戊烷馏分；

所说的甲苯或二甲苯，可选用其中一种。

丙烷可以使用车用液化石油气(LPG)代替，LPG是丙烷与丁烷的混合物质；

所说的助溶剂选自甲基叔丁基醚(methyl tert-butyl ether，MTBE)、甲基叔戊基醚(methyl tertamyl methyl ether，TAME)、叔丁基醇(tert-butylalcohol、TBA)、异丁醇(iso-butanol)等。MTBE、TAME、TBA也是优良的汽油抗爆剂，异丁醇亦可改善汽油的蒸发性能。

所说的无水甲醇为纯度为99.5％以上的无水甲醇，其产品可来自煤炭或天然气等经部分氧化法或蒸气转化法制的合成气生产，无水甲醇为人类期待之未来能源之一。在本发明所使用的无水甲醇可以使用无水乙醇、车用燃料甲醇、变性乙醇等替代之。相对于轻烃重量份(丁烷、戊烷、己烷混合烃)100重量份，无水甲醇添加量为5-30重量份，其添加量系依据所使用的轻烃的辛烷值(RON)而定。按轻烃的辛烷值(RON)是84，无水甲醇的辛烷值(RON)是130，丙烷的辛烷值(RON)是110，甲苯或二甲苯辛烷值(RON)是130，例如：

轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)用70重量份，无水甲醇使用10重量份，丙烷使用10重量份，甲苯使用10重量份，其辛烷值为93(RON)，再添加MTBE等，可使辛烷值达到95～97单位。

由于无水甲醇或无水乙醇与轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃、)常温下均能互溶，但是互溶后容易分层，针对这项缺点，可以使用氟碳表面活性剂，该剂是一种既亲水又亲油的特性，扩散性极强，且均匀的附着在甲醇与碳氢化合物(烃)分子的界面，并在金属与橡胶表面形成一层较薄的膜，有较强的防腐蚀、防锈和抗磨效果；必要时使用助溶剂来解决此项问题。相對於100重量份的轻烃，助溶剂使用0-10重量份。亦即，当气温在15℃以上时，不必添加助溶剂即可达成目的。

本发明所使用的氟碳表面活性剂为氟烷基胺盐或季铵盐阳离子氟碳表面活性剂，选自如式(1)、(2)或(3)中的一种或其混合物：

(1)含氟烷基胺季铵盐阳离子氟碳表面活性剂：

(CF₃)₂CF(CF₂)₆CH₂CH(OH)CH₂N⁺(CH₃)₃I^-

(2)全氟烷基酰胺季铵盐阳离子氟碳表面活性剂：

(C₇F₁₅CONH(CH₂)₃N⁺(CH₃)₃I^-

(3)氟烷基胺盐阳离子氟碳表面活性剂：

〔F(CF₂)₈CH(OH)CH₂〕₂NCH₂CH₂NH₂·H₂SO₄

相对于轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)100重量份，氟碳表面活性剂的添加量为0.004至0.04重量份，较佳为0.006重量份。

上海地区的氟碳表面活性剂商品「马叻威(MARAVILLA)」可使用于本发明，其系上海文景精细化工有限公司出品，相对于轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)100重量份，马叻威(MARAVILLA)之添加量为0.004至0.04重量份，较佳为0.006重量份。

本发明的高辛烷值车用醇烃燃料之配制方法，包括有下列步骤：

将氟碳表面活性剂、助溶剂例如MTBE、TAME、TBA或异丁醇可以择一使用，加入无水甲醇或无水乙醇均匀混合，与适当用量的轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)与甲苯或二甲苯混合后，再加入丙烷或车用LPG而成高辛烷值车用醇烃燃料。

本发明的产品为一种高辛烷值95～97(RON)、成本低、无腐蚀、抗磨性强的汽车清洁替代燃料。适用于LPG液体喷射高压缩比汽车。使用后尾气污染排放更低，是一种高效、节能，对环境友好的汽车替代新能源。

又此种新能源符合世界保护地球环境的京都预定书的要求又符合目前世界能源的多元化，其利用石化炼解厂利用价值较低的中间原料，利用本专利加以处理后，即可成为汽车使用并可以节省汽车燃料费用的支出，是一有利于地球环境人类未来生存空间，更是一项利国利民的新发明。

具体实施方式

本发明的详细方法，应用原理，作用与功效，则请参下列所作之说明，即可得到完全的了解。

实施例1

配方：

(1)轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃) 57重量份

(2)无水甲醇 15重量份

(3)丙烷 15重量份

(4)二甲苯 10重量份

(5)异丁醇 3重量份

(6)(CF₃)₂CF(CF₂)₆CH₂CH(OH)CH₂N⁺(CH₃)₃I^- 0.006重量份

以上组份(2)无水甲醇、(5)异丁醇和(6)氟碳表面活性剂混合均匀，再加入组分(1)轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)(4)甲苯或二甲苯及(3)丙烷共同调配成辛烷值(RON)为95个单位的醇烃燃料产品。

在本实施例的配方中，组分(6)为含氟烷基胺季铵塩型阳离子氟碳表面活性剂，其也可以改用为全氟烷基酰胺季铵塩型阳离子氟碳表面活性剂，例如C₇F₁₅CONH(CH₂)₃N⁺(CH₃)₃I^-；或者氟烷基胺塩型阳离子氟碳表面活性剂，例如〔F(CF₂)₈CH(OH)CH₂〕₂NCH₂CH₂NH₂·H₂SO₄。异丁醇可以使用MTBE、TBA或TAME替代的。丙烷可以使用车用LPG替代的。

实施例2

配方

(1)轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃) 50重量份

(2)无水甲醇 15重量份

(3)丙烷 15重量份

(4)甲苯 15重量份

(5)甲基叔丁基醚(MTBE) 5重量份

(6)C₇F₁₅CONHC₃H₆N⁺(CH₃)₃I^- 0.008重量份

在本实施例配方的操作方式如同前述第1实施例配方，将组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)共同调配成辛烷值(RON)为97个单位的高辛烷值车用醇烃燃料产品，在本实施例的配方中，组成为一种全氟烷基酰胺季铵塩型阳离子氟碳表面活性剂，其还可以改用含氟烷基胺季铵基型阳离子氟碳表面活性剂〔参照前述第1实施例配方的组分(6)〕，或者，改用氟烷基胺塩型阳离子氟碳表面活性剂，例如〔F(CF₂)₈CH(OH)CH₂〕₂NCH₂CH₂NH₂·H₂SO₄。MTBE可以使用异丁醇、TBA或TAME替代的。

其他与实施例1相同。

实施例3

配方

(1)轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃) 60重量份

(2)无水甲醇 5重量份

(3)丙烷 25重量份

(4)二甲苯 5重量份

(5)甲基叔丁基醚(MTBE) 5重量份

(6)马叻威(MARAVILLA) 0.006重量份

依前述第1实施例配方的操作方式，将组分(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(6)共同调配成辛烷值(RON)为95个单位的高辛烷值车用醇烃燃料产品。本实施例配方中的组分(3)马叻威(MARAVILLA)为商品名，是中国上海文景精细化工有限公司出品的一种氟碳表面活性剂商品。

在前述的第3实施例配方中的组分(5)甲基叔丁基醚(MTBE)可改用甲基叔戊基醚(TAME)、TBA或异丁醇，它们可以择一使用或者混合使用。氟碳表面活性剂也是可以择一或者混合使用。

实施例4

配方：

(1)轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃) 32重量份

(2)无水甲醇 25重量份

(3)丙烷 15重量份

(4)甲苯 25重量份

(5)(CF₃)₂CF(CF₂)₆CH₂CH(OH)CH₂N⁺(CH₃)₃I^- 0.006重量份

(6)异丁醇 3重量份

以上组份(2)无水甲醇、和(5)氟碳表面活性剂混合均匀，再加入组分(1)轻烃(丁烷、戊烷、己烷混合烃)(4)甲苯最后再加入(3)丙烷共同调配成辛烷值(RON)为97个单位的车用醇烃燃料产品。在第3实施例、第4实施例所使用的无水甲醇可以使用无水乙醇替代的。

在第4实施例的配方中，组分(5)为含氟烷基胺季铵盐阳离子氟碳表面活性剂，其也可以改用为全氟烷基酰胺季铵盐阳离子氟碳表面活性剂，例如C₇F₁₅CONH(CH₂)₃N⁺(CH₃)₃I^-；或者氟烷基胺盐阳离子氟碳表面活性剂，例如〔F(CF₂)₈CH(OH)CH₂〕₂NCH₂CH₂NH₂·H₂SO₄。

由上可知，本发明的高辛烷值车用醇烃燃料，确实提供一种改善传统燃料油的方法，本发明的高辛烷值车用醇烃燃料产品与传统低辛烷值(RON)燃料油作比较，其优点如下：

(1)本发明是利用炼油厂副产轻烃产品或天然气油凝析油分离出来的戊烷馏分作能源综合利用，以节省能源，使用甲基叔丁基醚(MTBE)、甲基叔戊基醚(TAME)、TBA、异丁醇等为助溶剂，有助于环境污染之改善。

(2)本发明所配制的高辛烷值(RON)车用醇烃燃料，可实现稀薄燃烧，其燃烧可达到完全转化为二氧化碳和水。并可改善发动机的工作特性，使尾气污染的排放降最低，且可减少喷油嘴、燃烧室的积碳发生，以延长机械的寿命。

(3)本发明高辛烷值车用醇烃燃料辛烷值(RON)可达到95～97个单位，由于使用较多量的无水甲醇或无水乙醇，尤其是甲醇氧分子含量高达50％，热效率比汽油高12％以上，在高压缩比发动机上使用，发动机动力性、加速性可比使用相同型号的汽油提高10％，燃烧成本可比使用相同标号的汽油下降20％左右，CO、碳氢化合物(以HC表示)、NOx排放比使用相同标号的汽油下降90％以上，是一种高效、节能、对环境友好的汽车替代新能源。

需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选具体的实施例，若依本发明的构想所作的改变，其产生的功能作用，仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的范围内。

Claims

1.一种高辛烷值车用醇烃燃料，其特征在于，组分和重量份如下：

轻烃 100重量份

无水甲醇或无水乙醇 3-30重量份

丙烷 10-25重量份

甲苯或二甲苯 5-25重量份

助溶剂 0-10重量份

氟碳表面活性剂 0.004～0.04重量份

所说的轻烃为丁烷，戊烷，己烷混合烃；

所说的助溶剂选自甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚、叔丁基醇或异丁醇中的一种。

2.根据权利要求1所述的高辛烷值车用醇烃燃料，其特征在于，丙烷可以使用车用液化石油气代替。

3.根据权利要求1所述的高辛烷值车用醇烃燃料，其特征在于，所说的无水甲醇为重量纯度为99.5％以上的无水甲醇。

4.根据权利要求1、2或3所述的高辛烷值车用醇烃燃料，其特征在于所说的氟碳表面活性剂为氟烷基胺盐或季铵盐阳离子氟碳表面活性剂，选自如式(1)、(2)或(3)中的一种或其混合物：

(1)含氟烷基胺季铵盐阳离子氟碳表面活性剂：

(CF₃)₂CF(CF₂)₆CH₂CH(OH)CH₂N⁺(CH₃)₃I^-

(2)全氟烷基酰胺季铵盐阳离子氟碳表面活性剂：

(C₇F₁₅CONH(CH₂)₃N⁺(CH₃)₃I^-

(3)氟烷基胺盐阳离子氟碳表面活性剂：

〔F(CF₂)₈CH(OH)CH₂〕₂NCH₂CH₂NH₂.H₂SO₄。

5.根据权利要求1所述的高辛烷值车用醇烃燃料，其特征在于，相对于轻烃(丁烷，戊烷，己烷混合烃)100重量份，混合无水甲醇或无水乙醇5至30重量份，丙烷10-25重量份，甲苯或二甲苯5-25重量份，助溶剂0-10重量份，氟碳表面活性剂的添加量为0.006重量份。