专利名称：变性甲醇及其生产方法
技术领域：
本发明涉及化工燃料领域，尤其涉及车用变性甲醇燃料及其生产方法。
背景技术：
随着石油资源的减少和煤化工技术水平的提高，推广使用车用甲醇燃料及以甲醇 为原料的甲醇汽油已成为当务之急。为此，国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理 委员会于2009年04月08日颁布了车用甲醇燃料的国家标准(GB/T 23510-2009)。甲醇 要满足车用或与化石汽油调合，只有进行变性处理方可克服燃烧效率低、低温冷启动、油耗 大、动力下降、分层、乳化和尾气排放中含有致癌物质甲醛等问题而满足实际需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变性甲醇，解决车用甲醇燃料和甲醇汽油的腐蚀溶胀 的问题、油耗问题、催化燃烧问题、低温相分离问题、遇过量的水发生乳化问题以及尾气中 甲醛的排放问题等。本发明的目的是通过以下技术方案来实现一种甲醇变性，由以下重量份数的组分制成甲醇80-90份、甲醇变性添加剂 3. 16-15. 38份，其中所述的甲醇变性添加剂由以下重量份数的组分制成异丙醇50-90份、 环己胺3-20份、1号航空煤油5-10份、过氧化锌0. 1-0. 9份、碳酸二甲酯1_10份、硝酸异辛 酯4-15份、脂肪酸甲酯3-10份、2，6 二叔丁基对甲酚0. 1-0. 9份。本发明所述的变性甲醇的生产方法包括以下步骤1)生产活性剂将异丙醇与脂肪酸甲酯调配；2)生产催化燃烧剂副剂将1号航空煤油与过氧化锌调配；3)生产催化燃烧剂将步骤2、生产的催化燃烧副剂与碳酸二甲酯和硝酸异辛酯 调配；4)生产防腐蚀阻溶胀剂将环己胺与2，6 二叔丁基对甲酚调配；5)调合将步骤1)生产的活性剂、步骤幻生产的催化燃烧剂和步骤4)生产的防 腐蚀阻溶胀剂调配，即可得到甲醇变性添加剂；6)将步骤幻得到的上述甲醇变性添加剂与甲醇调配并密封搅拌后静置即可得到 所需要的变性甲醇。本发明的有益效果环己胺与2，6 二叔丁基对甲酚复合使用，使本品抗腐蚀溶胀 性更强；异丙醇和脂肪酸甲酯复合使用，使车用甲醇汽油抗水性提高2倍以上；使用表面活 性剂脂肪酸甲酯以及脂肪酸甲酯与异丙醇复合使用，使加入甲醇可与化石汽油任意比例互 溶，彻底解决了甲醇汽油的低温分层和乳化分层问题；加入1号航煤，解决了甲醇汽油低温 冷启动问题。本发明中使用的硝酸异辛酯属于硝基酯化物，碳酸二甲酯和脂肪酸甲酯属于羰基 酯化物，过氧化锌为抗爆剂。
硝基酯化物对甲醇变性催化燃烧的作用机理使甲醇燃料燃烧前反应范围扩大加 速，如发生RONO2 — RO · +NO2的分解反应，因NO2为具有非对称电子的分子，而发生游离反 应，NO2随即夺取燃料中的氢，而开始连锁反应，如RH+N02 — R · HNO2,亚硝酸和氧反应生成 游离基，而反复地发生NO2的反应，如ΗΝ02+Α — HO2 -+NO2,而且亚硝酸在高温下分解生成反 应性很强的OH基，如HNO2 — OH · +NO,生成的烷基(R)和烷氧基(RO)容易进行反应，进而 生成氧化物和游离基。硝酸酯的烃基部分的作用是容易分解为烷氧基(RO)，而分子中的NO2 部分，很容易和烃基发生反应，因而致使燃料的燃烧性能改善，滞燃期缩短，燃烧率提高。羰基酯化物对甲醇燃料催化燃烧的作用机理羰基酯化物对甲醇燃料催化燃烧最 具代表性的是碳酸二甲酯，碳酸二甲酯是良好的甲基化剂、羰基化剂、羧甲基化剂和甲氧基 化剂。羰基化学性质活泼，特别是同时含有羰基、羧基和甲基等多种官能团的有机化合物， 能与醇类发生甲基化反应和羰基化反应，生成多种衍生物，降低了甲醇燃料汽化潜热，提高 了能量转化率。实验数据表明，在一定数量范围内，羰基酯化物的使用量每超过5%。，甲醇燃 料的汽化潜热可降16%，油耗可降低3-5%，动力性能有明显提高。羰基酯化物是较好的润滑添加剂，一定数量的羰基酯化物可改变甲醇燃料的润滑 性，减少发动机的磨损和摩擦并避免未汽化部分的甲醇流入缸壁，从而降低能量损失，提高 能量转化率。实践证明，加入一定数量羰基酯化物的甲醇燃料使用时发动机温度较没有加 入时的甲醇燃料使用时发动机温度低了 2-3°C。过氧化锌的作用机理爆震现象是汽油在气缸内燃烧过程中，随着缸体内温度和 压力的升高会产生大量有机过氧化物聚集，这种聚集造成火花塞火焰未传到气缸之前，缸 内混和气已形成多点燃烧，并导致火焰燃烧速度提高10-100倍，使得缸内压力骤然增加， 从而形成爆震。因此，消除气缸内的有机过氧化物是减轻爆震的关键。过氧化锌，分子式SiO2，白色粉末，密度1. 571，加热至150°C以上或遇酸会分解，可 用作硫化促进剂、防腐剂、热收敛剂等。过氧化锌的热活性反应为2Zn02(活性)+0广热解后所生成的活性氧化锌可以清除甲醇燃料燃烧时所生成的有机过氧化物，并 可产生微量氧，从而促进甲醇燃料充分燃烧。同时，有选择地钝化了一部分有机过氧化物分 散成的游离基，延长了着火的诱导期，有条件的促进热焰区收敛，扩大了冷焰区域，阻碍自 动着火，降低能量的释放速度，从而对燃料的抗爆性提高有促进作用。同时，由于过氧化锌是很好的硫化促进剂和防腐剂，因而降低了甲醇燃料对金属 机件腐蚀(硫化腐蚀)，使甲醇燃料对橡塑件的腐蚀溶胀性有较好的抑制作用。与国内现有一般甲醇燃料技术相比，在关键技术上取得了如下突破(1)将掺和燃烧改为催化燃烧。就国内目前推广甲醇燃料的地方而言，比较有代表 性地就是山西省和黑龙江省的M15、陕西省的M25，甲醇用量比较少。因甲醇理化性能与汽 油有很大的相似之处。所以，一般情况下，上述地方的开发商根本就没有对甲醇作催化燃烧 处理，技术含量不高，无先进性和新颖性可言。而本技术就不同了，因科学地复合使用金属 催化剂和非金属催化剂，使得甲醇燃料在机动车里燃烧时的动力性、油耗及排放有了较大突破，提高了甲醇燃料的燃烧效率。(2)提高了抗相能力国内甲醇燃料的低温抗相一般在-30°C左右，而本技术可达到低于-40°C，国内甲 醇燃料的抗水相标准普遍制定为1%，而本技术的抗水相可达到8%。(3)降低了甲醇燃料的油耗，增大了动力(台架实验数据之一)。
权利要求
1.一种变性甲醇，其特征在于，由以下重量份数的组分制成甲醇80-90份、甲醇变性 添加剂3. 16-15. 38份，其中所述的甲醇变性添加剂由以下重量份数的组分制成异丙醇 50-90份、环己胺3-20份、1号航空煤油5-10份、过氧化锌0. 1-0. 9份、碳酸二甲酯1_10份、 硝酸异辛酯4-15份、脂肪酸甲酯3-10份、2，6 二叔丁基对甲酚0. 1-0. 9份。
2.权利要求1所述的变性甲醇的生产方法，其特征在于，包括以下步骤1)生产活性剂将异丙醇与脂肪酸甲酯调配；2)生产催化燃烧剂副剂将1号航空煤油与过氧化锌调配；3)生产催化燃烧剂将步骤幻生产的催化燃烧副剂与碳酸二甲酯和硝酸异辛酯调配；4)生产防腐蚀阻溶胀剂将环己胺与2，6二叔丁基对甲酚调配；5)调合将步骤1)生产的活性剂、步骤幻生产的催化燃烧剂和步骤4)生产的防腐蚀 阻溶胀剂调配，即可得到甲醇变性添加剂；6)将步骤5)得到的甲醇变性添加剂与甲醇调配并密封搅拌后静置即可得到所需要的 变性甲醇。
全文摘要
本发明涉及一种变性甲醇，由以下重量份数的组分制成甲醇80-90份、甲醇变性添加剂3.16-15.38份，甲醇变性添加剂由以下重量份数的组分制成异丙醇50-90份、环己胺3-20份、1号航空煤油5-10份、过氧化锌0.1-0.9份、碳酸二甲酯1-10份、硝酸异辛酯4-15份、脂肪酸甲酯3-10份、2，6二叔丁基对甲酚0.1-0.9份。本发明有益效果环己胺与2，6二叔丁基对甲酚复合使用，使本品抗腐蚀溶胀性更强；异丙醇和脂肪酸甲酯复合使用，使车用甲醇汽油抗水性提高2倍以上；使用表面活性剂脂肪酸甲酯以及脂肪酸甲酯与异丙醇复合使用，使加入甲醇可与化石汽油任意比例互溶，彻底解决了甲醇汽油的低温分层和乳化分层问题；加入1号航煤，解决了甲醇汽油低温冷启动问题。
文档编号C10L1/12GK102051236SQ20091018101
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者鲁希诺 申请人:北京清研利华石油化学技术有限公司