專利名稱：高環(huán)保清潔汽油添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種能提高汽油辛烷值、增強(qiáng)汽油抗爆性能、降低 尾氣中有害物質(zhì)的添加劑，具體涉及一種高環(huán)保清潔汽油添加劑，本發(fā)明還涉及該汽油添 加劑的制備方法。
背景技術(shù)：
汽油作為普遍使用的燃料，廣泛應(yīng)用于各種交通工具中，為其提供動(dòng)力，但汽油 在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量的有害物質(zhì)，對(duì)大氣環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，為了減少燃油使用時(shí) 產(chǎn)生的污染，人們對(duì)車用燃料尾氣的排放進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，并且要求汽油無(wú)鉛化、低烯烴 化、低排放化、高標(biāo)號(hào)化。很多國(guó)家花費(fèi)了許多人力、財(cái)力進(jìn)行燃油低污染、低排放的研究。 同時(shí)，采用“雙燃料”，以提高燃料的動(dòng)力性能(提高功率)、降低燃料消耗、減少尾氣排放。 但采用“雙燃料”需對(duì)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的改動(dòng)，還需對(duì)現(xiàn)有的加油站進(jìn)行改 造，不僅需要投入大量的經(jīng)費(fèi)，而且效果不盡如人意。眾所周知，燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)上的效能是以發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比而定的，壓縮比愈大其效 能也越高，功率也隨之提高。而發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比提高后對(duì)燃料的要求就隨之增高。現(xiàn)代汽車發(fā) 動(dòng)機(jī)為提高效率，必須有高辛烷值的汽油與之匹配。但采用現(xiàn)有技術(shù)制得的汽油中的辛烷 值決定于煉油廠的出廠狀態(tài)。煉油廠多采用基礎(chǔ)油催化、熱裂、重整、異構(gòu)化等方法以生產(chǎn) 更多的具有叉鏈的飽和烷烴或與該飽和烷烴結(jié)構(gòu)類似的化合物，增加這些化合物在汽油中 的比例，從而提高汽油的辛烷值。但這些方法費(fèi)時(shí)、耗能、效果不甚明顯，而且增大了成本。 目前，通過(guò)使用添加劑來(lái)提高煉油廠出廠汽油的辛烷值，如在汽油中添加四乙基鉛、甲基叔 丁基醚(MTBE)等，但這些添加劑存在以下問(wèn)題四乙基鉛有劇毒，現(xiàn)已禁用，甲基叔丁基醚 (MTBE)對(duì)地下水造成污染，發(fā)達(dá)國(guó)家也已禁用，對(duì)汽油中金屬錳、鐵的含量也有明確限制。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種高環(huán)保清潔汽油 添加劑，不僅能提高汽油的辛烷值，降低生產(chǎn)成本，而且不含禁用物質(zhì)。本發(fā)明的另一目的是提供一種上述汽油添加劑的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，高環(huán)保清潔汽油添加劑，能提高汽 油的辛烷值，且不含禁用物質(zhì)，該汽油添加劑，按重量百分比，由89% 95%的清潔抗爆 劑、3% 5%的羧酸芳香酯和2% 6%的芳胺組成，各組份總量100%。清潔抗爆劑采用如下方法制得按重量比0.55 0.75 1 0.05，分別取甲縮醛 或乙縮醛中的一種、Cl ClO飽和醇及催化劑，置于60士5°C的溫度下，回流反應(yīng)5小時(shí) 6小時(shí)，精餾回收60°C 90°C的液體，該液體即為制得的清潔抗爆劑。催化劑采用硫酸、鹽酸、磷酸或磺酸。羧酸芳香酯采用甲酸_2，4- 二甲氧基苯基酯。芳胺采用N，N-二甲基苯胺或2，4_ 二甲基苯胺。
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本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種上述汽油添加劑的制備方法，按以下步驟 進(jìn)行步驟1 按重量比0.55 0.75 1 0. 05，分別取甲縮醛或乙縮醛中的一種、 Cl ClO飽和醇及催化劑，置于60士5 °C的溫度下，回流反應(yīng)5小時(shí) 6小時(shí)，精餾回收 60°C 90°C的液體，制得清潔抗爆劑；步驟2 按重量百分比，分別取羧酸芳香酯3% 5%、芳胺2% 6%和步驟1制 得的清潔抗爆劑89% 95%，各組份總量100% ；步驟3 將羧酸芳香酯和芳胺加入清潔抗爆劑中，緩慢攪拌，使液體混合均勻；步驟4 將步驟3中混合均勻的液體進(jìn)行過(guò)濾，收集濾液，制得高環(huán)保清潔汽油添 加劑。步驟3中的攪拌速度為400轉(zhuǎn)/分 600轉(zhuǎn)/分。本發(fā)明汽油添加劑具有以下優(yōu)點(diǎn)1.制備工藝簡(jiǎn)單、投資小、易操作、效益高。2.各組份無(wú)毒、性能穩(wěn)定、使用安全、經(jīng)濟(jì)。比傳統(tǒng)四乙基鉛(劇毒)僅有抗爆性、 不環(huán)保具有明顯優(yōu)越性。3.與甲基叔丁基醚相比，造價(jià)低，且環(huán)保。4.清潔抗爆劑的主要原料是甲醇，1. 5噸甲醇可生產(chǎn)1噸清潔抗爆劑，清潔抗爆劑 在汽油組分中添加量大(15 25% )，實(shí)現(xiàn)了真正意義上煤基替代燃料工程新選擇。5.不需要依賴石油產(chǎn)品即可完成，不但為石油工業(yè)，而且也為煤化工行業(yè)的發(fā)展 開辟了極其廣闊的前景。


圖1是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，分別采用汽油、混合燃料1或混合燃料2作為 燃料時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率與平均有效壓力關(guān)系曲線對(duì)比圖。圖2是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，分別采用汽油、混合燃料1或混合燃料2作為 燃料時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)有效熱效率的與平均有效壓力關(guān)系曲線對(duì)比圖。圖3是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，分別采用汽油、混合燃料1或混合燃料2作為 燃料時(shí)，排放的碳化氫與平均有效壓力的關(guān)系曲線對(duì)比圖。圖4是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，分別采用汽油、混合燃料1或混合燃料2作為 燃料時(shí)，排放的一氧化碳與平均有效壓力的關(guān)系曲線對(duì)比圖。圖5是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/分，分別采用汽油、混合燃料1或混合燃料2作為 燃料時(shí)，排放的氮化物與平均有效壓力的關(guān)系曲線對(duì)比圖。圖6是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，分別采用汽油、混合燃料1或混合燃料2作為 燃料時(shí)，排放的碳化氫與平均有效壓力的關(guān)系曲線對(duì)比圖。圖7是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，分別采用汽油、混合燃料1或混合燃料2作為 燃料時(shí)，排放的一氧化碳與平均有效壓力的關(guān)系曲線對(duì)比圖。圖8是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為4000轉(zhuǎn)/分，分別采用汽油、混合燃料1或混合燃料2作為 燃料時(shí)，排放的氮化物與平均有效壓力的關(guān)系曲線對(duì)比圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明高環(huán)保清潔汽油添加劑(HLK)能夠用于煉油廠，提高汽油辛烷值，降低汽 油中的烯烴含量，進(jìn)一步降低煉油廠的加工成本，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率、節(jié)約能源、減少污染、保 護(hù)環(huán)境。本發(fā)明汽油添加劑，按重量百分比，由89 95%的清潔抗爆劑、3 5%的羧酸芳 香酯和2 6%的芳胺組成，各組份總量100%。其中，清潔抗爆劑采用以下方法制得按重量比0.55 0.75 1 0.05，分別取 甲縮醛或乙縮醛中的一種、Cl ClO飽和醇和催化劑，在60°C 士5°C的溫度下回流反應(yīng)5 6小時(shí)，精餾回收60V 90°C液體，該液體為清潔抗爆劑。催化劑采用硫酸、鹽酸、磷酸或磺酸，優(yōu)選磺酸。羧酸芳香酯采用甲酸_2，4- 二甲氧基苯基酯。芳胺采用N，N- 二甲基苯胺或2，4- 二甲基苯胺。本汽油添加劑在氣缸內(nèi)高溫分解時(shí)，活性基因與爆震反應(yīng)的自由基的鏈變反應(yīng)的 鏈產(chǎn)生迅速的化學(xué)反應(yīng)變化，從而消除其強(qiáng)烈活性，抑制過(guò)氧化物的自由基，生成穩(wěn)定的異 構(gòu)化合物，削弱冷焰強(qiáng)度，使爆震裂變反應(yīng)終止。自由基鏈氧化反應(yīng)變化過(guò)程如下RH+02 — RO-O-H — R0+0HR0+02 —RO2R02+RH — R00H+RROOH — R0+0H上述各式中，R、HO2和RO為自由基，ROOH為有機(jī)過(guò)氧化物。加入本發(fā)明添加劑后的反應(yīng)為RO — 0 — H+R0+0H+R — 0 — 0 —R00H+Cn02——-CnCHH2O從上式可看出，加入本發(fā)明汽油添加劑后自由基鏈氧化反應(yīng)的生成物為醇、醛、
酸、二氧化氮、水等。本發(fā)明還提供了一種上述汽油添加劑的制備方法，具體按以下步驟進(jìn)行步驟1 按重量比0.55 0.75 1 0. 05，分別取甲縮醛或乙縮醛中的一種、 Cl ClO飽和醇及催化劑，置于60 士 5°C的溫度下，回流反應(yīng)5 6小時(shí)，精餾回收60°C 90°C的液體，制得清潔抗爆劑；步驟2 按重量百分比，分別取羧酸芳香酯3 5%、芳胺2 6%和步驟1制得的 清潔抗爆劑89 95%，各組份總量為100% ；步驟3 采用防爆泵將步驟2所取的清潔抗爆劑打入搪瓷(不銹鋼)調(diào)和釜，然后， 加入步驟2所取的羧酸芳香酯和芳胺，進(jìn)行緩慢攪拌，攪拌速度400 600轉(zhuǎn)/分，使調(diào)和 釜中的液體完全混合均勻；步驟4 將步驟3中混合均勻的液體用過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，收集濾液，制得高環(huán)保清 潔汽油添加劑。按質(zhì)量比1 3 5，分別取本汽油添加劑和國(guó)標(biāo)90#汽油，采用常規(guī)方法調(diào)和后，即可使用。實(shí)施例1按重量比0.55 1 0.05，分別取甲縮醛、Cl飽和醇及磺酸，在60°C的條件下，回 流反應(yīng)5小時(shí)，精餾回收60°C的液體，制得清潔抗爆劑；分別取甲酸_2，4-二甲氧基苯基酯 3克、N，N- 二甲基苯胺2克和制得的清潔抗爆劑95克；采用防爆泵將清潔抗爆劑打入搪瓷 調(diào)和釜，然后，加入所取的甲酸-2，4-二甲氧基苯基酯和N，N-二甲基苯胺，進(jìn)行緩慢攪拌， 攪拌速度500轉(zhuǎn)/分，使調(diào)和釜中的液體完全混合均勻；將該液體用過(guò)濾機(jī)進(jìn)行過(guò)濾，收集 濾液，制得高環(huán)保清潔汽油添加劑。將15克制得的汽油添加劑加入85克國(guó)標(biāo)90#汽油內(nèi)，混合均勻即為93#汽油；將 20克制得的汽油添加劑加入80克國(guó)標(biāo)90#汽油中，混合均勻即為97#汽油；將15克制得 的汽油添加劑加入85克直流汽油中，混合均勻，得到混合燃油1 ；將20克制得的汽油添加 劑加入80克直流汽油中，混合均勻，得到混合燃油2。對(duì)配制得到的93#汽油、97#汽油、混 合燃油1和混合燃油2的辛烷值分別進(jìn)行測(cè)定，辛烷值的測(cè)定結(jié)果如表1所示。表1采用本發(fā)明汽油添加劑與常規(guī)汽油進(jìn)行配制后得到的試樣汽油的辛烷值
常規(guī)汽油的辛 烷值添加15%本發(fā)明添加劑 后汽油的辛烷值添加20%本發(fā)明添加劑 后汽油的辛烷值90#90.193.497.02直流汽油6282.186.3 表1顯示，在常規(guī)汽油中加入本發(fā)明汽油添加劑后，使得汽油的辛烷值增大，說(shuō)明 本汽油添加劑能夠提高汽油的辛烷值。
常規(guī)汽油和本發(fā)明添加劑的物性參數(shù)，如表2所示, 表2常規(guī)汽油與本發(fā)明汽油添加劑的物性參數(shù)
密度(g/cm )
低熱值(MJ/kg)
汽化潛熱(kJ/kg)
沸點(diǎn)(°C)
含氧量(wt%)
含碳量(wt%)
含氫量(wt%)
常規(guī)汽油
0.72
44.0
279
35 195
84
16
本發(fā)明汽油添加劑
0. 865
22.4
385
4342.
47.4
10.5 通過(guò)計(jì)算得到常規(guī)汽油、混合燃油1和混合燃油2的主要參數(shù)，如表3所示。
表3常規(guī)汽油、混合燃油1和混合燃油2的主要參數(shù)
權(quán)利要求
一種高環(huán)保清潔汽油添加劑，能提高汽油的辛烷值，且不含禁用物質(zhì)，其特征在于，該汽油添加劑，按重量百分比，由89％～95％的清潔抗爆劑、3％～5％的羧酸芳香酯和2％～6％的芳胺組成，各組份總量100％。
2.按照權(quán)利要求1所述的汽油添加劑，其特征在于，所述的清潔抗爆劑采用如下方法 制得按重量比0.55 0.75 1 0.05，分別取甲縮醛或乙縮醛中的一種、Cl ClO飽和 醇及催化劑，置于60士5°C的溫度下，回流反應(yīng)5小時(shí) 6小時(shí)，精餾回收60°C 90°C的液 體，該液體即為制得的清潔抗爆劑。
3.按照權(quán)利要求2所述的汽油添加劑，其特征在于，所述的催化劑采用硫酸、鹽酸、磷 酸或磺酸。
4.按照權(quán)利要求1所述的汽油添加劑，其特征在于，所述的羧酸芳香酯采用甲酸_2，4-二甲氧基苯基酯。
5.按照權(quán)利要求1所述的汽油添加劑，其特征在于，所述的芳胺采用N，N-二甲基苯胺 或2，4_ 二甲基苯胺。
6.一種權(quán)利要求1所述汽油添加劑的制備方法，其特征在于，該制備方法按以下步驟 進(jìn)行步驟1 按重量比0.55 0.75 1 0.05，分別取甲縮醛或乙縮醛中的一種、Cl ClO 飽和醇及催化劑，置于60士5°C的溫度下，回流反應(yīng)5小時(shí) 6小時(shí)，精餾回收60°C 90°C 的液體，制得清潔抗爆劑；步驟2 按重量百分比，分別取羧酸芳香酯3% 5%、芳胺2% 6%和步驟1制得的 清潔抗爆劑89% 95%，各組份總量100% ；步驟3 將羧酸芳香酯和芳胺加入清潔抗爆劑中，緩慢攪拌，使液體混合均勻；步驟4 將步驟3中混合均勻的液體進(jìn)行過(guò)濾，收集濾液，制得高環(huán)保清潔汽油添加劑。
7.按照權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟1中的催化劑采用硫酸、鹽 酸、磷酸或磺酸。
8.按照權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟2中的羧酸芳香酯采用甲 酸-2，4-二甲氧基苯基酯。
9.按照權(quán)利要求6所述的汽油添加劑，其特征在于，所述步驟2中的芳胺采用N，N-二 甲基苯胺或2，4_ 二甲基苯胺。
10.按照權(quán)利要求6所述的制備方法，其特征在于，所述步驟3中的攪拌速度為400轉(zhuǎn) /分 600轉(zhuǎn)/分。
全文摘要
高環(huán)保清潔汽油添加劑及其制備方法，汽油添加劑，按重量百分比，由89％～95％的清潔抗爆劑、3％～5％的羧酸芳香酯和2％～6％的芳胺組成，各組份總量100％。按重量比0.55～0.75∶1∶0.05，分別取甲縮醛或乙縮醛中的一種、C1～C10飽和醇及催化劑，置于60±5℃的溫度下，回流反應(yīng)5～6小時(shí)，精餾回收60℃～90℃的液體，制得清潔抗爆劑；將羧酸芳香酯和芳胺加入清潔看抗爆劑中，緩慢攪拌，混合均勻后，過(guò)濾，收集濾液，制得高環(huán)保清潔汽油添加劑。本發(fā)明汽油添加劑能提高汽油的辛烷值，降低生產(chǎn)成本，且不含禁用物質(zhì)。
文檔編號(hào)C10L1/19GK101942349SQ201010272930
公開日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者趙鐵 申請(qǐng)人:趙鐵