WO2011085659A1

WO2011085659A1 - 醚基燃料

Info

Publication number: WO2011085659A1
Application number: PCT/CN2011/070118
Authority: WO
Inventors: 董书君; 陈宗勇
Original assignee: 北京兰凯博能源科技有限公司
Priority date: 2010-01-15
Filing date: 2011-01-10
Publication date: 2011-07-21
Also published as: CN102127471A

Description

醚基燃料技术领域

本发明涉及一种新型清洁燃料，具体而言，一种清洁的酸基燃料。该醚基燃料包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺。更具体地，该酸基燃料可以仅仅由二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺组成。本发明还涉及包含本发明的酸基燃料和汽油的混合燃料。背景技术

众所周知，石油作为一种不可再生的资源，在一个国家的社会生活以及国防建设中起着不可或缺的作用。随着我国人民生活水平的不断提高，汽车逐渐进入了寻常百姓的家庭。例如，北京现在已经就进入了 400万辆汽车的时代。因此，随着汽车保有量的增加，对汽油的需要也在日益增加。我国的原油产量已经远远不能满足国内经济蓬勃发展的需要。现今，我国已经从原油出口国成为了原油净进口国，我国的大部分原油都依赖进口。这种情况的加剧将严重制约我国经济的进一步发展，甚至会影响到我国的国防安全。因此，需要找到一种无需使用石油原料，因而也就无需从国外进口石油的车用燃料。

此外，随着汽车的普及，大量尾气排放到大气环境中，使得汽车在带给人们生活便利的同时，也带给人们各种疾病，特别是呼吸道疾病。近年来，汽车尾气排放成为人们的关注焦点。为了减少汽车尾气排放所带来的各种问题，世界各国对汽车尾气提出了严格的要求，包括美国存在相关要求，欧洲有欧 IV标准，日本实行了据说最严格的标准，我国也在实行等效于欧 III或欧 IV 的标准。并且，各个国家对于尾气排放的要求将会愈加严格。例如，美国已经同意各个州单独制定比美国国家标准更严格的尾气排放标准。北京在举办奥运会的前夕，提前实行了国 IV标准，并将尽快实行国 V标准。因此，需要一种能够替代目前所使用的车用汽油的清洁燃料，该燃料在满足车用汽油的功能的同时，尾气排放更加清洁环保。

苯是公认的致癌物，它在汽油中由于蒸发和燃烧、尾气排放进入大气，给人类的健康带来直接影响。因此，欧盟、英国、澳大利亚和俄罗斯汽油标准中均对该指标加以限制，一般规定为不大于 5% ( v/v )。才艮据北京市地方标准，要求苯的含量不大于 1.0体积％。但是作为环保要求，各国政府及有关机构还可能提出更严格的限制。

芳烃是一种具有较高辛烷值和高热值的汽油调和剂。但是它燃烧后会导致致癌物苯的形成，并易增加燃烧室的积炭而增大 co₂的排放。一般认为汽油中苯和其它芳烃的含量越大，则燃烧产物中的苯含量越大。因此，降低汽油中芳烃含量必将因减少尾气中苯的排放而有利于环境。

我国是一个产煤大国，煤炭储量十分丰富。将丰富的煤炭资源转化为燃料油一直是一个研究方向。将煤炭转化为曱醇、二曱醚也是目前煤炭利用的重要方向。陕西新型燃料燃具公司等单位已经研究出了酸基汽油添加剂，该添加剂包含 5 - 37 %的二曱醚， 10 - 60 %的低碳醇类化合物， 10 - 50 %的 C5-10烃类化合物， 0.1 - 5 %的烷基酚对聚氧乙烯醚以及 0.05 - 0.5 %的烷基苯酚。将该添加剂与汽油混合，可以生产酸基复合汽油。中国发明专利申请 CN98112948.X也披露了一种酸基汽油添加剂，其由如下组分组成： 15.5%二曱醚， 42%曱醇， 39%苯， 3.3%烷基酚聚氧乙烯醚和 0.2%2,6-二叔丁基对曱酚。受此影响，我国二曱醚的年产量目前可以已达数百万吨。然而，上述两种醚基汽油添加剂由于生产成本高，且均含有大量的苯，使得添加有这两种酸基汽油添加剂的汽油将根本无法满足现行汽油标准中对苯含量的要求。而且，认为向汽油中加入苯也必然会导致汽油燃烧产物中苯含量急剧升高，从而对环境和人体造成破坏。现在，众多二曱醚生产厂家由于产品销路问题而处于限产或停产，等待观望的困难境地。

因此，如果能够使用二曱醚生产清洁燃料，不但不用担心原料来源，而且会解决这些厂家目前的问题。

虽然曱醇汽油的标准现已颁布实施，但由于曱醇的物质特性仍存在一些问题：一是曱醇相对于汽油成分的挥发性差、造成使用曱醇汽油的发动机冷启动困难、燃烧不充分；二是曱醇与汽油的互溶性差，保质期短，容易变质分层；三是替代比低 (即需要使用大约 1.6 - 1.7份曱醇替代 1份的汽油)；四是如果不改变发动机结构，曱醇汽油在现有发动机中燃烧不充分，动力性不足。

在汽油和柴油等油品所使用的添加剂主要包括以下几种： 1)抗爆剂，其用于改善汽油的燃烧特性，提高其辛烷值； 2)抗氧化剂，其用于改善含有二次加工组分的汽油及柴油的氧化安定性； 3)防冻剂，用于防止喷气燃料中微量水分在低温下结水，导致因输油困难而影响发动机正常工作； 4)抗静电剂，用于提高喷气燃料等油品的电导率，防止在高速泵输送及过滤时因摩擦起电造成火灾；和 5)流动性改进剂，用于改变柴油中石蜡的结晶形状，以改善油品在低温时的流动性，等等。

清净剂是 20世纪 60年代以来发展最快的一种主要用于润滑油的添加剂，其能够抑制机油在曲轴箱工作温度较低时产生油泥，从而避免油路堵塞、机件腐蚀与磨损。清净剂中应用最广泛、使用量最大的是丁二酰亚胺型清净剂，其包括丁二酰亚胺、聚烯烃丁二酰亚胺、硼化的聚烯烃丁二酰亚胺和 N- 卤代丁二酰亚胺等。

目前，工业上多釆用热稳定性能较好的聚烯烃丁二酰亚胺取代丁二酰亚胺，这是因为丁二酰亚胺的高温稳定性不够。而且，丁二酰亚胺作为清净剂也主要添加于润滑油，如内燃机的机油中，未见将其添加于酸基燃料中的报导。发明内容

在本发明的第一方面，本发明涉及一种酸基燃料，其包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺。

在该第一方面的优选实施方式中，在该酸基燃料中，以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，二曱醚的含量为 4 - 12重量份，曱醇的含量为 88 - 96重量份，丁二酰亚胺的含量为 0.005 - 0.02重量。进一步地，该酸基燃料中，以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，二曱醚的含量为 5 - 9重量份，曱醇的含量为 91 - 95重量份，丁二酰亚胺的含量为 0.008 - 0.012重量份。

在该第一方面的一种实施方式中，本发明的酸基燃料由二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺组成。

在该第一方面的一种实施方式中，本发明的酸基燃料是汽车燃料。

在该第一方面的一种实施方式中，本发明的醚基燃料是汽油发动机燃料。

在本发明的第二方面，本发明涉及一种混合燃料，该混合燃料包含本发明第一方面的酸基燃料以及汽油。

在本发明的第二方面的优选实施方式中，所述酸基燃料的含量为所述混合燃料总重量的 1 - 99重量％。进一步地，所述酸基燃料的含量为所述混合燃料总重量的 10 - 90重量％。

在本发明第二方面的优选实施方式中，所述汽油为 90号、 93号、 97号、 100号、 103号汽油 (其中 100号、 103号汽油在我国还未商业生产）。

在本发明第二方面的优选实施方式中，所述汽油为曱醇汽油或乙醇汽油。

在该第二方面的一种实施方式中，本发明的混合燃料由本发明的酸基燃料和汽油组成。

因此，本发明包括以下实施方式：

方式 1. 一种酸基燃料，包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺。

方式 2. 方式 1的酸基燃料，其中以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，二曱醚的含量为 4 - 12重量份，曱醇的含量为 88 - 96重量份，丁二酰亚胺的含量为 0.005 - 0.02重量份。

方式 3. 方式 1的酸基燃料，其中以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，二曱醚的含量为 5 - 9重量份，曱醇的含量为 91 - 95重量份，丁二酰亚胺的含量为 0.008 - 0.012重量份。

方式 4. 方式 1 _ 3任一项的酸基燃料，其中所述酸基燃料由二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺组成。

方式 5. 方式 1 - 4任一项的酸基燃料，其中所述酸基燃料是汽车燃料。方式 6. 方式 1 - 5任一项的酸基燃料，其中所述酸基燃料是汽油发动机燃料。

方式 7. —种混合燃料，包含方式 1 - 6任一项的酸基燃料和汽油。

方式 8. 方式 7 的混合燃料，其中所述酸基燃料的含量为所述混合燃料的 1 - 99重量％。

方式 9. 方式 7或 8的混合燃料，其中所述酸基燃料的含量为所述混合燃料的 10 - 90重量％。

方式 10. 方式 7 - 9任一项的混合燃料，其中所述汽油为 90号、 93号、 97号、 100号或 103号汽油。

方式 11. 方式 7 - 10任一项的混合燃料，其中所述汽油为曱醇汽油或乙醇汽油。

方式 12. 方式 7 - 11任一项的混合燃料，其由方式 1 - 6任一项的酸基燃料和汽油组成。具体实施方式

本发明的发明人经过大量的试验以及筛选，意料不到地发现可以使用包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺的新型燃料来解决或部分克服本领域的上述问本发明的第一方面

本发明的第一方面涉及一种新型酸基燃料，该新型酸基燃料是基于二曱醚的燃料。具体而言，该新型酸基燃料包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺。

本发明的新型酸基燃料不使用石油资源，并且可以完全代替来源于石油的汽油作为燃料用于汽车工业。迄今为止，从现有技术中无法预料到包含二曱醚和曱醇作为主要组分的组合物可以作为燃料使用，特别是可以作为车用燃料使用来代替汽油。从现有技术中根本无法预料到由二曱醚和曱醇组成的燃料。迄今为止，从现有技术中更无法预料到包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺的组合物可以作为燃料使用，特别是可以作为车用燃料使用来代替汽油。从现有技术中根本无法预料到由二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺组成的酸基燃料汽油通常是 C4-C10烷烃的混合物，并含有苯和曱苯等物质。

本发明的酸基燃料不含汽油主要组分，即本发明的酸基燃料不含有 C4 以上的烃，例如 C4-C10烷烃、苯等等。在本文中， "不含有 C4以上烃" 是指不有意添加 C4以上烃。

本发明的酸基燃料主要包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺。一般而言，在本发明的酸基燃料中，以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，二曱醚的含量可以为 4 - 12重量份，而曱醇的含量可以为 88 - 96重量份和丁二酰亚胺的含量为 0.005 - 0.02重量份。优选地，在该酸基燃料中，以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，二曱醚的含量为 5 - 9重量份，曱醇的含量为 91 - 95重量份和丁二酰亚胺的含量为 0.008 - 0.012重量份。

下面对这三种组分进行详细描述。

二曱醚是一种无色、无味且无毒的化合物。二曱醚在常温和常压下为气体。其分子量为 46, 含氧量为 35 , 空燃比为 9, 空燃混合气热值高于柴油 (3067/2911),十六烷值为 ⁶0 (比柴油高 5 - I²个单位)，尾气排放中 CO和 HC 比汽油分别低 55 %和 86 %。因此，二曱醚的燃烧比汽油更完全，燃烧产物比汽油更环保。二曱醚的燃烧性能和机械性能好，爆发力强，这些性能都优于曱基叔丁基醚。

曱醇的分子量为 32, 含氧量为 50 % , 空燃比为 6.4 (汽油为 14.8), 辛烷值为 112 (比汽油高 15 - 22个单位)，空燃混合气热值稍低于汽油 (2656/2786), 污染排放物优于汽油。曱醇的来源广泛，更可以由煤炭直接制备，成本较低。

本发明所使用的二曱醚和曱醇都可以来自煤基多联产即化肥厂废弃循环利用之再生材料，来源广泛，并且成本低廉。

丁二酰亚胺 (CAS: 123-56-8)的分子式为 C₄¾N0₂,分子量为 99.09, 亦称为琥珀酰亚胺、 2,5-吡咯啉二酮、琥珀酸二酰亚胺等，其结构式如下所示：

H 其产品通常为无色针状结晶或具有淡褐色光泽的薄片。熔点为 123-127 °C , 沸点为 285-290°C (易分解），闪点为 201 °C , 相对密度为 1.412 (16°C：)。易溶于水、醇或氢氧化钠溶液，不溶于醚和氯仿等。味甜。

本发明所使用的丁二酰亚胺可为通过任何工艺 (如氯化、热加合)生产的商业化的产品。

本发明的酸基燃料同时具有二曱醚的高洁净燃烧（因而高洁净排放）的优点以及曱醇的高辛烷值的优点，因此，该酸基燃料能够具有辛烷值高，燃烧充分，排放污染低，原料易得和成本低廉的优势。本发明的酸基燃料能够满足汽车产业对汽油的各项要求，从而代替常用汽油作为汽车的燃料使用。

更特别的是，本发明的酸基燃料还具有自清洁的特点。不希望受限于具体理论，本发明的发明人认为由于曱醇具有良好的溶解性能，能有效避免在火花塞、燃烧室、气门、排气管消声器等部位形成积炭，防止油路堵塞，并避免因积炭和堵塞而引起的故障，故而产生了自清洁作用。令人惊讶地是，本发明的酸基燃料可以在不添加除二曱醚和曱醇之外的任何其它添加剂的情况下，即完成这种自清洁功能。

虽然本发明的酸基燃料在不包含清净剂时具有自清洁作用，但是由于燃料本身存在杂质，生产、运输、贮存过程中掺入锈渣，以及燃料中的不安定组分易发生反应，因此容易生成沉积物，导致怠速不稳，加速性变差，油耗增加，碳氢化合物、一氧化碳和氮化物等有害气体排放增加。为进一步增强本发明的酸基燃料的清洁作用，进一步增加油路系统的清洁以及减少发动机积碳的产生，本发明的醚基燃料还可以含有清净剂。

发明人发现，本发明的酸基燃料含有二曱醚、曱醇和清净剂丁二酰亚胺，具有较佳的自清洁作用。丁二酰亚胺含有极性区和非极性区，其极性区将已形成的沉积物的微小颗粒包围起来形成胶束，分散到燃料中，达到清洗的目的；其非极性区优先吸附在金属或离子表面，形成了一层分子保护膜，防止了粒子的聚集沉积或在金属表面粘附，起到保持清洁的作用。因此，丁二酰亚胺可以起到除去汽化器和曲轴箱系统的油泥和积碳的效果，减少对大气环境的污染，减少 CO的排放，减少 HC (碳氢化合物）的排放，还能够减少油泵和喷油嘴的磨损，防止火化塞结焦，并提高发动机的功率，从而节约能源，并提高燃料的经济性。

迄今为止，汽油添加剂领域中倾向于认为丁二酰亚胺由于热稳定性不足，而无法在少量使用时达到有效清洁效果。然而，本发明的发明人预料不到地发现，在本发明的酸基燃料中可以使用较低水平的丁二酰亚胺，就可以有效提高本发明酸基燃料的清净效果。虽然不意图受到具体理论的限制，本发明的发明人认为，在本发明中少量丁二酰亚胺即可发挥效用的理由可以做如下解释：第一，与常规汽油的放热反应不同，本发明的酸基燃料的燃烧是吸热反应，因此，本发明酸基燃料燃烧时，发动机内的温度低于汽油燃烧时的温度，这就会降低丁二酰亚胺的分解。第二，由于常规燃料，例如柴油和汽油本身没有清净作用，因此当丁二酰亚胺用于柴油和汽油中，需要使用较大量的丁二酰亚胺，来 ·ί氏消丁二酰亚胺高温分解造成的清净作用降低。然而，在本发明的酸基燃料中，由于如上所述，本发明的酸基燃料本身在不包含丁二酰亚胺时就具有自清洁作用，因此，对丁二酰亚胺的有效用量要求较小。因此，即使由于发动机的高温条件，丁二酰亚胺的有效含量降低了，也不影响丁二酰亚胺在本发明的酸基燃料中的清净作用。

在本发明的酸基燃料中，以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，丁二酰亚胺的含量可以为 0.005 - 0.02 重量份，优选地，丁二酰亚胺的含量为 0.008 - 0.012重量份。

因此，本发明的酸基燃料可以实现清洁燃烧、清洁排放以及保护车辆的作用。

可以通过调节酸基燃料中二曱醚和曱醇的含量，来达到调节辛烷值的作用。一般而言，随着曱醇的含量降低，本发明的酸基燃料的辛烷值也会随之降低。但是，由于曱醇本身的辛烷值非常高，因此，在不使用辛烷值改性剂的情况下，本发明的酸基燃料的辛烷值都会比较高。

本发明的醚基燃料可以不使用任何其它添加剂，也就是说，本发明的醚基燃料可以仅仅由二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺组成。然而，根据具体应用的需要，也可以加入其它组分或者添加剂，以便进一步改善所得燃料的某些性 fj匕。

由于本发明的新型酸基燃料不同于常规燃料 (例如汽油和柴油），因此，常规的汽油添加剂并不一定能够用于本发明的酸基燃料。在将常规的添加剂用于本发明的酸基燃料之前，必须首先进行相容性试验。这里的相容性试验是指待使用的添加剂可以溶于本发明的酸基燃料中，并能够保持稳定存在，而且不改变本发明酸基燃料的性状。只有那些与本发明的酸基燃料可以相容的添加剂才有可能用于本发明的酸基燃料中。此外，还需要注意添加剂的加入也不能够显著不利地影响本发明酸基燃料的独特性能，例如洁净性等。

可能用于本发明酸基燃料的常规汽油添加剂包括，例如，催化剂、增燃剂、抗氧化剂、助燃剂、清净剂与诸多抗爆剂、金属钝化剂、緩蚀剂、防水剂、防腐蚀剂、消烟剂等。经过相容性试验检验合格后，可以将这些添加剂加入到本发明的醚基燃料中，条件是不显著不利地影响本发明的醚基燃料的独特性能即可。也可以在本发明的酸基燃料中加入添加剂的组合，条件是不显著不利地影响本发明的酸基燃料的独特性能即可。发明人通过大量试验发现，某些市售添加剂产品是可以用于本发明的酸基燃料的，例如石化研究院生产的乙醇汽油清净剂，河南新乡四特节油剂厂生产的燃油节油清净剂等。

除了常规添加剂以外，本发明的发明人发现本发明的醚基燃料还可以包含水作为助燃剂。考虑到避免由于水的加入而带入杂质，优选使用蒸馏水或者去离子水。不希望受限于具体理论，水的助燃作用可以作如下解释：首先，水在高温高压条件下（例如，汽油发动机的条件下），会发生分解，产生氢气和氧气，并参与反应。其次，水在发动机燃烧室的条件下，会迅速气化并膨胀，从而参与膨胀做功，并促进燃料与空气的接触。

此外，在本发明的酸基燃料中含有水，特别是蒸馏水或者去离子水的时候，蒸馏水或去离子水还起到了辛烷值改性剂的作用。如前所述，包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺的本发明的酸基燃料的辛烷值较高。因此，在本发明的酸基燃料含有蒸馏水或去离子水的时候，还可以通过调整水的含量，来调节本发明醚基燃料的辛烷值，更具体地是降低辛烷值。本发明的发明人发现，在本发明的酸基燃料中，在二曱醚和曱醇的含量保持不变且为 100重量份的情况下，每加入 1重量份的水，酸基燃料的辛烷值将会降低约 1.0。

更特别地是，本发明的发明人经过大量的研究工作，预料不到地发现在本发明的醚基燃料中加入 2,6-二叔丁基对曱酚作为抗氧化剂，能够减少本发明的醚基燃料自动氧化而产生的胶质，延緩燃料氧化，延长保质时间。在本发明的酸基燃料含有 2,6-二叔丁基对曱酚的时候， 2,6-二叔丁基对曱酚的含量可以为 0.005 - 0.5重量份，优选 0.01 - 0.1重量份，基于 100重量份的二曱醚和曱醇总量。

本发明的发明人发现，如果本发明的醚基燃料中含有蓖麻油，则会进一步提高该酸基燃料的功能和效果。在酸基燃料中，蓖麻油会起到润滑剂、粘度改进剂、活性剂和防腐剂的作用。在本发明的酸基燃料含有蓖麻油的时候，可以减少发动机机件的腐蚀和磨损。蓖麻油的优选含量为 0.5 - 1.5重量份，基于 100重量份的二曱醚和曱醇总量。

发明人还令人惊讶地发现，在本发明的醚基燃料中同时含有丁二酰亚胺、蓖麻油和 2,6-二叔丁基对曱酚的时候，这三种添加剂能够提供协同作用，使得本发明的醚基燃料质量更加稳定，燃料的燃烧更加充分、发动机运行安全并且动力充足。

对于制备本发明的酸基燃料的方法没有特别限制，可以通过化工领域常规技术获得本发明的醚基燃料。本发明醚基燃料的制备包括丁二酰亚胺的加入，在包含任选的其它添加剂的情况下，任选的其它添加剂的加入，以及二曱醚和曱醇的混合。一般而言，可以将丁二酰亚胺和任选的其它添加剂加入到曱醇中，然后再与二曱醚混合。然而，也可以先进行二曱醚和曱醇的混合，然后再加入丁二酰亚胺和任选的其它添加剂。对于后加入丁二酰亚胺和任选的其它添加剂而言，如果需要搅拌，则应该緩慢搅拌。对于二曱醚和曱醇的混合而言，通常可以釆用气体吸收塔来获得这种混合。釆用气体吸收塔来进行液体对气体的吸收从而获得液体与气体的混合是化工领域的常规技术。本发明酸基燃料的获得是釆用物理吸收的方法获得的，仅仅涉及曱醇对二曱醚的吸收。一般而言，通常选择逆流吸收，来完成本发明酸基燃料的制备。本发明对于吸收塔的选择并没有任何限制，可以选择填料塔、板式塔。本发明对于吸收条件同样没有任何限制，化学工程技术人员在面对曱醇对二曱醚气体的吸收这一具体目的时，会根据基本化工原理，以及所需的相对含量来选择吸收塔和吸收条件。通常而言，常规常温吸收即可完成曱醇对二曱醚的吸收。

这种吸收过程可以简述如下：使得二曱醚气体经过定量计量设备（如气体分布器）从吸收塔底部进入；与此同时，使得曱醇 (或者预先混合有丁二酰亚胺和任选的其它添加剂的曱醇)从塔顶加入，气液两相在吸收塔内逆向流动，并直接并充分接触，使得二曱醚气体被曱醇所吸收。根据吸收塔的选择及其效率的不同，可以釆用单程吸收或者循环吸收。对于循环吸收而言，可以将自塔底出来的含有二曱醚的曱醇（并任选含有丁二酰亚胺和任选的其它添加剂）重新输送回到塔顶并引入到塔内，将塔顶出来的气体重新输送回到塔底并引入到塔内，由此重复二曱醚气体的吸收过程。这种重复吸收根据需要可以进行多次。然而，本领域技术人员也可以知道，通过吸收塔的单程吸收就可以基本上将二曱醚溶于曱醇中，获得所需的二曱酸含量而无需重复吸收。

本发明的酸基燃料的稳定性远远高于普通汽油。这可以从本发明的酸基燃料的诱导期和实质胶质含量得以证明。

本发明的发明人发现，本发明的醚基燃料具有高辛烷值、高氧含量、低蒸汽压、低^^ 低苯、低芳烃和无铅的优点。本发明的酸基燃料可以用于现有的车辆，而无需改变发动机结构。本发明的第二方面

在本发明的第二方面，本发明涉及一种混合燃料，包含本发明的醚基燃料和其它燃料，例如汽油。

发明人发现，本发明的酸基燃料可以单独作为燃料使用，用于发动机，特别是汽油发动机。因此，本发明的酸基燃料可以完全代替汽油用于汽车燃料。然而，也可以将本发明的酸基燃料与常规使用的汽油，乃至曱醇汽油或将本发明的醚基燃料与汽油混配时，本发明的醚基燃料与汽油的混合比例可以根据需要任意调节。

一般而言，在本发明第二方面的混合燃料中，本发明的酸基燃料的含量可以为 1 - 99重量％, 基于混合燃料的总重量。优选地，本发明的酸基燃料的含量可以为 10 - 90重量％, 基于混合燃料的总重量。

可以用于本发明第二方面的其它燃料可以为汽油，例如普通汽油，以及曱醇汽油或乙醇汽油，特别是车用汽油。这些汽油的标号可以为 90 号、 93 号、 97号、 100号或 103号汽油。

在本申请中，普通汽油是指没有加入二曱醚、曱醇或乙醇的汽油。曱醇汽油和乙醇汽油分别是指加入了曱醇或乙醇的汽油。由于曱醇汽油内已经加入了曱醇，在将本发明的酸基燃料与曱醇汽油混配使用时，曱醇汽油中带有的曱醇会改变本发明酸基燃料的二曱醚和曱醇比例。因此，在将本发明的醚基燃料与曱醇汽油混配使用时，根据具体条件和用途，需要考虑曱醇汽油中的曱醇含量，来最终确定本发明的酸基燃料与曱醇汽油的混合比例。或者，在将本发明的酸基燃料与曱醇汽油混配使用时，根据具体条件和用途，需要考虑曱醇汽油中的曱醇含量，以便确保曱醇汽油中曱醇的引入不会导致本发明的酸基燃料中二曱醚和曱醇的含量比偏离本发明的范围。一般而言，为了使得本发明酸基燃料中的二曱酸含量处于例如 5 - 10重量份（以 100重量份曱醇和二曱醚的总量计算）的优选范围内，在使用曱醇汽油时，曱醇汽油的混合比例不宜超过 50 %。

例如，曱醇汽油含有 15重量％的曱醇，混合使用时应考虑本发明所使用二曱醚的比例，与二曱醚在此酸基燃料中的作用，保证混合后的混合燃料中的燃料性能，则曱醇汽油的混合比例不宜超过本发明酸基燃料的 50 %。

一般而言，本发明的酸基燃料可以与普通汽油以任意比例混配。优选，本发明的酸基燃料与普通汽油以 10: 90至 90: 10的重量比例混配。更优选, 本发明的酸基燃料与普通汽油以 30: 70至 70: 30的重量比例混配。

在酸基燃料的混合比例高达 90 %的时候，即 90重量份本发明的酸基燃料与 10重量份的普通汽油 (例如 93号汽油）混合时，所得到的混合燃料质量稳定，保质期长达 2年不分层。

在本发明的酸基燃料 (以 30%的混合比例）与普通汽油混合使用，或（以 20%的混合比例）与曱醇汽油或乙醇汽油混合使用时，还可以达到提高动力以及节省燃料的效果。在同样工况的发动机使用条件下，燃料的节省比例可以高达 10 %以上。使用本发明的酸基燃料与汽油混配，替代比可以提高到 0.7 至 1 (乙醇汽油的替代比为 1.6-1.7 ) 。在这里，替代比是指代替一份普通汽油需要的乙醇汽油或者本发明的酸基燃料的重量份。并且，使用本发明的醚基燃料，可以使得尾气排放量大大降低，从而提供优异的环保效果。

如上所述，由于本发明的酸基燃料的辛烷值较高，通常在 100以上，因此，可以使用本发明的酸基燃料来提高普通汽油的标号。例如，可以使用本发明的酸基燃料来使得 90号汽油或 93号汽油分别达到 93号或 97号汽油的标准。

此外，使用本发明的酸基燃料还可以改善普通汽油的稳定性。一般而言，市售普通汽油的稳定性不够良好。将本发明的酸基燃料与市售普通汽油配混，可以提高普通汽油的诱导期并降低胶质含量。

一般而言，在本发明第二方面的混合燃料中，如果本发明的酸基燃料中加入了水，水的存在有可能导致汽油乳化，甚至是分层。这样将可能限制本发明的混合燃料的使用范围，例如无法用于电喷发动机，而可以用于化油器发动机。因此，优选在与汽油混合使用时，本发明的酸基燃料中不含有水。

对于获得混合燃料的方法没有具体限制。可以通过将本发明的酸基燃料与汽油混合，来获得混合燃料。例如，可以将本发明的酸基燃料加入到汽油中，或者将汽油加入到本发明的酸基燃料中，或者将本发明的酸基燃料和汽油同时加入到单独的容器中，并混合均匀，来获得混合燃料。这种混合可以在釆用緩慢搅拌的情况下获得。下面将釆用具体实施例来进一步描述本发明。然而，本发明并不受这些具体实施例的限制。

实施例

在以下实施例中釆用原料来源简介如下：

曱醇：购自北京化工厂，含量为 99%;

二曱醚：购自河北冀春二曱酸发展有限公司，含量为 99.5%;

2,6-二叔丁基对曱酚：购自国药集团化工试剂有限公司；

蓖麻油：购自国药集团化工试剂有限公司，含量为 99%;

丁二酰亚胺：购自国药集团化工试剂有限公司，含量 98.8-100.5%。酸基燃料实施例 1

在常规吸收塔内，按照逆流吸收法，将二曱醚吸收于曱醇中，得到二曱醚浓度为 5重量％的曱醇溶液，从而获得酸基燃料 1。

酸基燃料实施例 2

与酸基燃料实施例 1相同，在上述吸收塔内，按照逆流吸收法，将二曱醚吸收于曱醇中，得到二曱醚浓度为 9重量％的曱醇溶液，从而获得酸基燃料 2。

酸基燃料实施例 3

在透明容器中，将 0.8g的丁二酰亚胺加入到 10kg如上所得的酸基燃料 1 中，轻微搅拌，获得醚基燃料 3。

酸基燃料实施例 4

在透明容器中，将 1.2g的丁二酰亚胺加入到 10kg如上所得的酸基燃料 2 中，轻微搅拌，获得醚基燃料 4。

酸基燃料实施例 5

将 lg 2,6-二叔丁基对曱酚、 lg 丁二酰亚胺和 100g蓖麻油加入到 10kg 如上所述制得的醚基燃料 1中，轻微搅拌，获得醚基燃料 5。混合燃料实施例 1

在透明容器中，将 200g上述酸基燃料 1与 1800 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 10: 90的重量比例混合，得到混合燃料 1。

混合燃料实施例 2

在透明容器中，将 600g上述酸基燃料 2与 1400 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 30: 70的重量比例混合，得到混合燃料 2。

混合燃料实施例 3

在透明容器中，将 lOOOg上述酸基燃料 1与 1000 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 50: 50的重量比例混合，得到混合燃料 3。

混合燃料实施例 4

在透明容器中，将 1400g上述酸基燃料 1与 600 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 70: 30的重量比例混合，得到混合燃料 4。

混合燃料实施例 5

在透明容器中，将 1800g上述酸基燃料 1与 200 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 90: 10的重量比例混合，得到混合燃料 5。

混合燃料实施例 6 在透明容器中，将 lOOOg上述酸基燃料 1与 1000 g 90号乙醇汽油（市售乙醇汽油，乙醇含量为 10 % )按照 50: 50的重量比例混合，得到混合燃料 6。

混合燃料实施例 7

在透明容器中，将 lOOOg上述酸基燃料 2与 1000 g 90号曱醇汽油 (市售曱醇汽油，曱醇含量为 15 % )按照 50: 50的重量比例混合，得到混合燃料 7。

混合燃料实施例 8

在透明容器中，将 200g上述酸基燃料 3与 1800 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 10: 90的重量比例混合，得到混合燃料 8。

混合燃料实施例 9

在透明容器中，将 600g上述酸基燃料 4与 1400 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 30: 70的重量比例混合，得到混合燃料 9。

混合燃料实施例 10

在透明容器中，将 1000_g上述酸基燃料 3与 1000 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 50: 50的重量比例混合，得到混合燃料 10。

混合燃料实施例 11

在透明容器中，将 1400g上述酸基燃料 3与 600 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 70: 30的重量比例混合，得到混合燃料 11。

混合燃料实施例 12

在透明容器中，将 1800g上述酸基燃料 3与 200 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产)按照 90: 10的重量比例混合，得到混合燃料 12。

混合燃料实施例 13

在透明容器中，将 1000_g上述酸基燃料 3与 1000 g 90号乙醇汽油（市售乙醇汽油，乙醇含量为 10 % )按照 50: 50的重量比例混合，得到混合燃料 13。

混合燃料实施例 14

在透明容器中，将 1000_g上述酸基燃料 4与 1000 g 90号曱醇汽油（市售曱醇汽油，曱醇含量为 15 % )按照 50: 50的重量比例混合，得到混合燃料 14。

混合燃料实施例 15

在透明容器中，将 1000_g上述酸基燃料 5与 1000 g 90号车用汽油（中石化北京公司生产）按照 50: 50的重量比例混合，得到混合燃料 15。储存性试验 1. 将配制好的上述混合燃料 1 - 15各自密闭保存，在环境温度静置过夜，然后视觉观察，没有发现分层现象。

2. 将配制好的上述混合燃料 1 - 15各取 lOOOg, 然后密闭保存，在环境温度保存 3个月后视觉观察，没有发现分层现象。辛烷值测量

按照 GB/T 5487 汽油辛烷值测定法 (研究法)，对上面获得的酸基燃料 1-5 以及混合燃料 1 - 15进行辛烷值测量，测量结果示于表 1中。稳定性试验

将配制好的上述酸基燃料 1 - 5和混合燃料 1 - 15在环境条件下放置 3 个月，对酸基燃料 1-5以及混合燃料 1-15按照 GB/T8019测量胶质含量，并按照 GB/T8018测量诱导期，测量结果示于表 1中。

表 1

表 1 (续）

混合燃料 6 酸基燃料 1， 1000g; > 100 2 1800

90号乙醇汽油， 1000g

混合燃料 7 酸基燃料 2， 1000g; > 100 2 1800

90号曱醇汽油， 1000g

混合燃料 8 醚基燃料 3， 200g 93 3 1000

90号车用汽油， 1800g

混合燃料 9 酸基燃料 4， 600g; 95 2 1200

90号车用汽油， 1400g

混合燃料 10 醚基燃料 3， 1000g > 100 2 2000

90号车用汽油， 1000g

混合燃料 11 酸基燃料 3， 1400g; > 100 2 2000

90号车用汽油， 600g

混合燃料 12 酸基燃料 3， 1800g; > 100 1 2000

90号车用汽油， 200g

混合燃料 13 酸基燃料 3， 1000g; > 100 2 1800

90号乙醇汽油， 1000g

混合燃料 14 酸基燃料 3， 1000g; > 100 2 1800

90号曱醇汽油， 1000g

混合燃料 15 酸基燃料 5， 1000g; > 100 2 1800

90号汽油， 1000g

a: 酸基燃料 5中还含有约 0.01 %的 2,6-二叔丁基对曱酚和约 1 %的蓖麻

车辆 2公里运行试验

将^^花江汽车（东安 462型发动机)的油箱汽油排干，将上述酸基燃料 1

- 5和混合汽油燃料 1 - 15各自取 2公斤并放入油箱中。点火启动，试燃 10 分钟后，进行 2公里试验性运行（路况为高速公路，平均时速为约 80公里 / 小时，请加入）。将上述运行结果与釆用 93号车用汽油（中石化北京公司生产)运行该汽车时的状况，按照下面的比较项目 1 - 4进行比较。该比较项目 1-3是釆用有 10年驾龄的驾驶人主观感觉来进行判断。项目 4釆用将剩余的燃料从油箱中全部排出，并称量重量，从而计算油耗。（确认）

比较项目：

1. 发动机燃烧情况

2. 车辆运行状况

3. 排气管是否排放可见杂质 (例如，黑烟等）（此时需要加长排气管，使得驾驶员可以看见从排气管排放的尾气)。

4. 油耗与汽油相比结果如何

将上述比较结果列于表 2中。在表 2的 "发动机燃烧情况" 一列中，表示发动机燃烧情况与 93 号车用汽油相当或者更优； " X " 表示发动机燃烧情况劣于 93号车用汽油。

在表 2的 "车辆运行状况"一列中， " 0) "表示车辆运行状况与 93号车用汽油相当或者更优； " X " 表示车辆运行状况劣于 93号车用汽油。

在表 2的 "排气管是否排放可见杂质" 一列中，表示不排放可见杂质； " X " 表示排放可见杂质。

在表 2 的 "油耗与汽油相比结果如何" 一列中，表示油耗与 93 号车用汽油相当或者更优； " X " 表示油耗劣于 93号车用汽油。车辆长距离运行试验

重复上面的酸基燃料 1 - 5和混合燃料 1 - 15的配制试验，不同在于各组分的用量都增加到原用量的 10倍，以便用于相同的松花江汽车进行 600公里长距离试验，以及用于奥迪 A6 (发动机型号：奥迪 A6 2.4排量轿车发动机为 V型 6缸 /6气门电控多点燃油喷射发动机)进行 800公里长距离运行试验。并按照上面的方法，评价车辆运行情况。长距离运行试验釆用高速路路段，平均时速为 100公里 /小时。评价结果示于表 2中。

发明人发现在釆用本发明的醚基燃料和混合燃料进行上述运行试验时，对于短距离、长距离以及不同汽车类型都获得了一致的相同良好结果，因此，下表 2中的结果代表了上面的运行试验的所有结果。

表 2

混合燃料 2 ◎ ◎ ◎ ◎ 混合燃料 3 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 4 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 5 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 6 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 7 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 8 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 9 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 10 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 11 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 12 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 13 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 14 ◎ ◎ ◎ ◎

混合燃料 15 ◎ ◎ ◎ ◎ 从表 1和表 2的结果可以看出，本发明的醚基燃料以及含有本发明的醚基燃料的混合燃料可以用于各种车用汽油发动机，耗油量与市售汽油基本相当。本发明酸基燃料以 30%的比例与汽油，或者以 20%的比例与乙醇汽油掺配使用，则动力更足，油耗降低 10%以上。表 1和表 2的结果还证实了，本发明的酸基燃料可以单独使用，也可以与各种汽油混合使用。表 1的结果同样证实了，本发明的酸基燃料辛烷值较高，都超过了 98以上。并且，本发明的酸基燃料可以用来提高普通汽油或者曱醇或乙醇汽油的辛烷值，并改善普通汽油或者曱醇或乙醇汽油的稳定性。

对上述酸基燃料 1 - 4和混合燃料 1 - 15进行摺程、铜片腐蚀和铅含量检测。其中馏程检测按照 GB/T6536进行，铜片腐蚀检测按照 GB/T5096进行，铅含量检测 GB/T8020进行。检测结果示于下表 3中。

表 3

醚基燃料 1 60 63 66 75 0 1 0.005 醚基燃料 2 63 68 73 86 1 1 0.001 醚基燃料 3 61 67 85 90 0 1 0.001 醚基燃料 4 57 63 88 99 0 1 0.001 醚基燃料 5 66 67 78 93 0 1 0.001 混合燃料 1 61 85 153 175 1 1 0.001 混合燃料 2 55 68 148 158 1 1 0.001 混合燃料 3 62 75 141 147 0 1 0.001 混合燃料 4 58 73 89 127 1 1 0.001 混合燃料 5 57 62 90 115 0 1 0.001 混合燃料 6 65 73 97 141 1 1 0.001 混合燃料 7 49 67 116 145 0.5 1 0.001 混合燃料 8 54 79 158 174 0 1 0.001 混合燃料 9 59 71 146 154 1 1 0.001 混合燃料 10 62 75 136 143 1 1 0.001 混合燃料 11 63 68 83 127 1 1 0.001 混合燃料 12 61 67 81 105 0.5 1 0.001 混合燃料 13 64 66 75 131 0.5 1 0.001 混合燃料 14 53 68 116 141 1 1 0.001 混合燃料 15 54 69 108 135 0 1 0.001 从表 3的结果可以看出，本发明的醚基燃料以及含有本发明的醚基燃料的混合燃料各项指标均获得良好的结果。

尾气排放检测

根据 GB 18285-2005 , 使用奇瑞 SQR7080汽车 (发动机型号 SQR372FD) 对上述醚基燃料 1 - 5和混合燃料 1 - 15进行尾气排放测量。

NOx(ppm) 51 23 20 18 20 低怠速

CO(%) 0.06 0.16 0.1 0.1 0.08 1.0

HC(ppm) 34 25 32 31 21 200

NOx(ppm) 27 29 25 23 10

*以上结果为三次测量值的算术平均值。

表 4 (续 1 )

*以上结果为三次测量值的算术平均值。

表 4 (续 2 )

CO(%) 0.08 0.07 0.06 0.01 0.01 0.01 0.01 4.5

HC(ppm) 33 19 20 5 6 4 5 900

NOx(ppm) 36 25 37 24 23 10 10

*以上结果为三次测量值的算术平均值。从表 4可以看出，使用本发明的醚基燃料和混合燃料，尾气排放污染物明显低于我国的国家标准。本发明的酸基燃料具有辛烷值高，增加动力性，能耗低，洁净性高，通用性好，保质期长，来源广泛等等优点。由于辛烷值高，本发明的酸基燃料更加适用于高压缩比发动机，从而增加动力性。一般而言，本发明的酸基燃料由于辛烷值高，而且可以在配制中加入提高热值组分，在对车辆做适应性调整 (减少进气，调整点火提前角）的情况下，能耗率降低 5%, 与汽油混溶掺烧，能耗率降低 10%以上。本发明的酸基燃料为高含氧燃料，由于燃料洁净性高且燃烧完全，可使汽车污染排放物 CO、 C0₂+HC降低 50% - 80%, 致癌物苯及硫排放系数为 0。同时更有效清除车辆供油、燃烧系统积碳，延长发动机的使用寿命。本发明酸基燃料的通用性好，在不改变发动机结构及参数情况下，可直接使用；并且发明人发现在调小风门，调整点火提前角的情况下，能进一步提高发动机的动力，并稳定运行。与汽油进行任何比例掺烧。本发明的酸基燃料的诱导期是国标汽油的一倍以上。可长期稳定保存，能够使储存、运输、销售和使用环节所需时间延长。

Claims

权利要求

1. 一种酸基燃料，包含二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺。

2. 权利要求 1 的酸基燃料，其中以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，二曱醚的含量为 4 -12重量份，曱醇的含量为 88 -96重量份，丁二酰亚胺的含量为 0.005 - 0.02重量份。

3. 权利要求 1 的酸基燃料，其中以二曱醚和曱醇的总重量为 100重量份计，二曱醚的含量为 5-9重量份，曱醇的含量为 91 -95重量份，丁二酰亚胺的含量为 0.008 - 0.012重量份。

4. 权利要求 1 -3任一项的酸基燃料，其中所述酸基燃料由二曱醚、曱醇和丁二酰亚胺组成。

5. 权利要求 1 -4任一项的酸基燃料，其中所述酸基燃料是汽车燃料。

6. 权利要求 1 - 5任一项的酸基燃料，其中所述酸基燃料是汽油发动机燃料。

7. 一种混合燃料，包含权利要求 1 -6任一项的酸基燃料和汽油。

8. 权利要求 7 的混合燃料，其中所述酸基燃料的含量为所述混合燃料的 1 - 99重量％。

9.权利要求 7或 8的混合燃料，其中所述酸基燃料的含量为所述混合燃料的 10-90重量％。

10. 权利要求 7-9任一项的混合燃料，其中所述汽油为 90号、 93号、

97号、 100号或 103号汽油。