醚基燃料的制作方法

专利名称：醚基燃料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种新型清洁燃料，具体而言，一种清洁的醚基燃料。该醚基燃料包含 二甲醚、甲醇和水。更具体地，该醚基燃料可以仅仅由二甲醚、甲醇和水组成。
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，北京现在就已经就进入了 400万量汽车的时代。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% (ν/ν) 0根据北京市地方标准，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(X)2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。将煤炭转化为甲醇，进而再转化为二甲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醚基汽油添加剂，该添加剂包含5-37%的二甲 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，可以生产醚基复合汽油。中国 发明专利申请CN98112948.X也披露了一种醚基汽油添加剂，其由如下组分组成15. 5%二 甲醚，42%甲醇，39%苯，3. 3%烷基酚聚氧乙烯醚和0. 2% 2，6-二叔丁基对甲酚。受此影 响，我国二甲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，使得添加有这两种醚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，众多二甲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，如果能够使用二甲醚生产清洁燃料，不但不用担心原料来源，而且会解决这 些厂家目前的问题。虽然甲醇汽油的标准现已颁布实施，但由于甲醇的物质特性使得甲醇汽油仍存在 一些问题一是甲醇相对于汽油成分的挥发性差、造成使用甲醇汽油的发动机冷启动困难、 燃烧不充分；二是甲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份甲醇替代1份的汽油)，四是如果不改变发动机结构，甲醇汽油在现 有发动机中燃烧不充分，动力性不足。

发明内容
在本发明的第一方面，本发明涉及一种醚基燃料，其包含二甲醚和甲醇。在该第一方面的优选实施方式中，该醚基燃料中二甲醚的含量为4-12重量份，甲 醇的含量为88-96重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。在该第一方面的优选实施方式中，该醚基燃料中二甲醚的含量为5-9重量份，甲 醇的含量为91-95重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。在该第一方面的一种实施方式中，本发明的醚基燃料由二甲醚和甲醇组成。在该第一方面的一种实施方式中，本发明的醚基燃料是汽车燃料。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。本发明第二方面涉及包含二甲醚、甲醇和水的醚基燃料。在本发明第二方面的优选实施方式中，在该醚基燃料中二甲醚的含量为4-12重 量份，甲醇的含量为88-96重量份，水的含量为5. 3重量份至16. 3重量份，其中二甲醚和甲 醇的总重量为100重量份。进一步地，该醚基燃料中，二甲醚的含量为5-9重量份，甲醇的含 量为91-95重量份，水的含量为6. 4重量份至14重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100 重量份。更进一步地，在该醚基燃料中，二甲醚的含量为5-9重量份，甲醇的含量为91-95 重量份，水的含量为6. 4重量份至11. 1重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。在该第二方面的一种实施方式中，本发明的醚基燃料由二甲醚、甲醇和水组成。在该第二方面的一种实施方式中，本发明的醚基燃料是汽车燃料。在该第二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，优选是 用于化油器发动机的燃料。在现有技术中认为，液体燃料中的水分含量应该尽量少，在汽油标准中要求没有 水分存在，而在乙醇汽油的标准中要求水分含量小于0.8%。而本发明的醚基燃料优选含有 一定量的水，这里存在的部分水，不仅可以将醚基燃料的辛烷值调节到所需的水平，还可以 起到助燃的作用，提高了燃料的利用效率。此外，在消耗同等水平燃料的情况下，由于水的 存在，则实际燃料的消耗将得到降低，在不计水分的消耗的情况下，间接降低了油耗。此外，在选择或制备本发明的醚基燃料的原料过程中不必要使用昂贵的无水物 质，以及相关的脱水工艺，从而可以节约燃料成本。例如，可以将本发明的醚基燃料配制为至多含水14%的燃料(也即，以100重量份的二甲醚和甲醇计，水的含量可达16. 3重量 份)，此时，对原料，例如甲醇中所含水分的容忍度较大。也就是说，有可能使用含水量高达
10重量％的甲醇。
具体实施例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甲醚 和甲醇的新型燃料来解决或部分克服本领域的上述问题。本发明的第一方面本发明的第一方面涉及一种新型醚基燃料，该新型醚基燃料是基于二甲醚的燃 料。具体而言，该新型醚基燃料包含二甲醚和甲醇。本发明的新型醚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甲醚和甲醇作为主要组 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甲醚和甲醇组成的醚基燃料可以完全代替常用汽油用于汽车燃料或 其它交通工具及动力设备的燃料。汽油通常是C4-C10烷烃的混合物，并含有苯和甲苯等物质。本发明的醚基燃料不含汽油主要组分，即本发明的醚基燃料不含有C4以上烷烃， 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。本发明的醚基燃料主要包含二甲醚和甲醇。一般而言，在本发明的醚基燃料中，二 甲醚的含量可以为4-12重量份，而甲醇的含量可以为88-96重量份，其中二甲醚和甲醇的 总重量为100重量份。优选地，在该醚基燃料中，二甲醚的含量为5-9重量份，甲醇的含量 为91-95重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。下面对这两种组分进行详细描述。二甲醚是一种无色、无味且无毒的化合物。二甲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5-12个单位)，尾气排放中CO和HC比汽油分别低55%和86%。因此，二甲 醚的燃烧比汽油更完全，燃烧产物比汽油更环保。二甲醚的燃烧性能和机械性能好，爆发力 强，这些性能都优于甲基叔丁基醚。甲醇的分子量为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0656/2786)，污染排放物优于 汽油。甲醇的来源广泛，更可以由煤炭直接制备，成本较低。本发明所使用的二甲醚和甲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。本发明的醚基燃料同时具有二甲醚的高洁净燃烧(因而高洁净排放)的优点以及 甲醇的高辛烷值的优点，因此，该醚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。本发明的醚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，本发明的醚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甲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，本发明的醚基燃料可以在不添加任何添加剂的情况下，完成 这种自清洁功能。因此，本发明的醚基燃料可以实现清洁燃烧、清洁排放以及保护车辆的作用。可以通过调节醚基燃料中二甲醚和甲醇的含量，来达到调节辛烷值的作用。一般 而言，随着甲醇的含量降低，本发明的醚基燃料的辛烷值也会随之降低。但是，由于甲醇本 身的辛烷值非常高，因此，在不使用辛烷值改性剂的情况下，本发明的醚基燃料的辛烷值都 会比较高。本发明的醚基燃料可以不使用任何添加剂，也就是说，本发明的醚基燃料可以仅 仅由二甲醚和甲醇组成。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能。由于本发明的新型醚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醚基燃料。在将常规的添加剂用于本发明的醚基燃料 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 的醚基燃料中，并能够保持稳定存在，而且不改变本发明醚基燃料的性状。只有那些与本发 明的醚基燃料可以相容的添加剂才有可能用于本发明的醚基燃料中。此外，还需要注意添 加剂的加入也不能显著不利地影响本发明醚基燃料的独特性能，例如洁净性等。可能用于本发明醚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、抗爆剂、金属钝化剂、缓蚀剂、防冰剂、防腐蚀剂、消烟剂等等。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。也可以在本发明的醚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醚基燃料的独特性能即可。发明人通过大量试验发现，某些市售产品是可以用于本发明的醚基燃料的，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，在本发明的醚基燃料中含有水，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，包含二甲醚和甲醇的本发明的醚基 燃料的辛烷值较高。因此，在本发明的醚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，在本发明的醚基燃料中，在二甲醚和甲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，醚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_ 二叔丁基对甲酚作为抗氧化剂，能够减少本发明的醚基燃料自动氧 化而产生的胶质，延缓燃料氧化，延长保质时间。在本发明的醚基燃料含有2，6_ 二叔丁基 对甲酚的时候，2，6- 二叔丁基对甲酚的含量可以为0. 005-0. 5重量份，优选0. 01-0. 1重量份，基于100重量份的二甲醚和甲醇总量。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 醚基燃料的功能和效果。在醚基燃料中，蓖麻油会起到润滑剂、粘度改进剂、活性剂和防腐 剂的作用。在本发明的醚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重量份的二甲醚和甲醇总量。虽然本发明的醚基燃料具有自清洁作用，但是为进一步增强本发明的醚基燃料的 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，优选在本发明的醚基燃料中加入丁二酰亚胺。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，并提高燃油经济性。在本发明的醚基燃料中，以二甲 醚和甲醇的总重量为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。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蓖麻油、丁二酰亚胺 和2，6- 二叔丁基对甲酚的时候，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。对于制备本发明的醚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在包含添加剂的情况下，添加剂的加入， 以及二甲醚和甲醇的混合。一般而言，可以将添加剂加入到甲醇中，然后再与二甲醚混合。 然而，也可以先进行二甲醚和甲醇的混合，然后再加入添加剂。对于后加入添加剂而言，如 果需要搅拌，则应该缓慢搅拌。对于二甲醚和甲醇的混合而言，通常可以采用气体吸收塔来 获得这种混合。采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。本发明醚基燃料的获得是采用物理吸收的方法获得的，仅仅涉及甲醇 对二甲醚的吸收。一般而言，通常选择逆流吸收，来完成本发明醚基燃料的制备。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甲醇对二甲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 完成甲醇对二甲醚的吸收。这种吸收过程可以简述如下使得二甲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，使得甲醇(或者预先混合有添加剂的甲醇)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，使得二甲醚气体被甲醇所吸收。根 据吸收塔的选择及其效率的不同，可以采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甲醚的甲醇(并任选含有添加剂)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，由此重复二甲醚气体的吸收过程。 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甲醚溶于甲醇中，获得所需的二甲醚含量而无需重复吸收。本发明的醚基燃料的稳定性远远高于普通汽油。这可以从本发明的醚基燃料长时 间存放之后的诱导期和实质胶质含量得以证明。本发明的第二方面
本发明的第二方面涉及一种新型醚基燃料，该新型醚基燃料是包含二甲醚、甲醇 和水的燃料。而且，该新型燃料可由二甲醚、甲醇和水组成。本发明第二方面的醚基燃料不含汽油主要组分，即本发明的醚基燃料不含有C4 以上烷烃，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。本发明的醚基燃料主要包含二甲醚、甲醇和水。一般而言，在本发明的醚基燃料 中，二甲醚的含量可以为4-12重量份，而甲醇的含量可以为88-96重量份，水的含量为5. 3 重量份至16. 3重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。优选地，在该醚基燃料 中，二甲醚的含量为5-9重量份，甲醇的含量为91-95重量份，水的含量为6. 4重量份至14 重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。更优选地，在该醚基燃料中，二甲醚的 含量为5-9重量份，甲醇的含量为91-95重量份，水的含量为6. 4重量份至11. 1重量份，其 中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。在本发明第二方面中使用的二甲醚和甲醇与上面第一方面的二甲醚和甲醇相同。在本发明第二方面中使用的水优选是指蒸馏水或者去离子水，以避免由于水的加 入而带入杂质。在本发明第二方面的醚基燃料中，水可以用作助燃剂。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，在本发明第二方面的醚基燃料中含有水，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，包含二甲醚和甲醇的本发 明的醚基燃料的辛烷值较高。因此，在本发明的醚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，在本发明的醚基燃料中，在二甲醚和甲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，醚基燃料的辛烷值将会降低约1. 0。例如，不含水的醚基燃 料的辛烷值一般为大于100，在含有6-9重量份的水时，醚基燃料的辛烷值为93-97左右，与 通常使用的93号至97号汽油类似。本发明第二方面的醚基燃料优选含有一定量的水，这里存在的部分水，不仅可以 将醚基燃料的辛烷值调节到所需的水平，还可以起到助燃的作用，提高了燃料的利用效率。 此外，在消耗同等水平燃料的情况下，由于水的存在，则实际燃料的消耗将得到降低，在不 计水分的消耗的情况下，间接降低了油耗。此外，在选择制备本发明的醚基燃料的原料过程中不必要使用昂贵的无水物质， 从而可以节约燃料成本。例如，可以将本发明的醚基燃料配制为至多含水14%的燃料(也 即，以100重量份的二甲醚和甲醇计，水的含量可达16. 3重量份)，此时，对原料，例如甲醇 中所含水分的容忍度较大。也就是说，有可能使用含水量高达10重量％的甲醇。同时，经过进一步细致的研究，本发明人还发现，当本发明第二方面的醚基燃料的 水含量为5. 3重量份至14重量份(基于总共100重量份的二甲醚和甲醇)时，本发明的第 二方面的醚基燃料的油耗减少值以及其它性质都保持在显著较高的水平。本发明第二方面的醚基燃料可以不使用任何另外的添加剂。
本发明第二方面的醚基燃料当然也具有本发明第一方面的醚基燃料具有的优点。更特别的是，本发明第二方面的醚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甲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，本发明的醚基燃料可以在不添加任何其它添加 剂的情况下，完成这种自清洁功能。因此，本发明的醚基燃料可以实现清洁燃烧、清洁排放以及保护车辆的作用。本发明第二方面除了自清洁作用之外，还具有自己独特的优点。例如，如上所述，在醚基燃料中存在的水，可以调整辛烷值和助燃。另外，水的存在 还可促进燃料燃烧性能的改善，防止或减少排放物对环境的污染，并有利于节约能源。本发明第二方面的醚基燃料可用于各种车辆。本发明第二方面的醚基燃料可用于 各种汽油发动机，例如电喷发动机和化油器发动机。根据具体应用的需要，发明第二方面的醚基燃料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相应性能。这些添加剂可以选自那些用于汽油的常规添加剂，例如，催化剂，增燃齐U、抗氧化 剂、助燃剂、清净剂等等。也可以在本发明第二方面的醚基燃料中加入添加剂的组合，只要 不显著有害地影响本发明的醚基燃料的独特性能即可。关于各种添加剂的描述，可以参见 上文中本发明第一方面的详细描述。同样地，发明人也令人惊讶地发现，在本发明第二方面 的醚基燃料中同时含有蓖麻油、丁二酰亚胺和2，6_ 二叔丁基对甲酚的时候，这三种催化剂 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。对于制备本发明的醚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水以及任选的其它添加剂的加入，以及 二甲醚和甲醇的混合。一般而言，将任选的其它添加剂加入到甲醇中，再与二甲醚混合，然 后添加水，也可以先进行二甲醚和甲醇的混合，然后再加入水以及任选的其它添加剂。对于 后加入添加剂而言，如果需要搅拌，则应该缓慢搅拌。对于二甲醚和甲醇的混合而言，通常 可以采用气体吸收塔来获得这种混合。采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。本发明醚基燃料的获得是采用物理吸收的方法 获得的，仅仅涉及甲醇对二甲醚的吸收。一般而言，通常选择逆流吸收，来完成本发明醚基 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甲醇对二甲醚气体的吸收这一 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，常温吸收即可完成甲醇对二甲醚的吸收。这种吸收过程可以简述如下使得二甲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，使得甲醇(或者预先混合有任选的其它添加剂的甲醇) 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，使得二甲醚气体被甲醇所 吸收。根据吸收塔的选择及其效率的不同，可以采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甲醚的甲醇(并任选地含有任选的其它添加剂)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，由此重复二甲醚气体的吸收过程。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甲醚溶于甲醇中，获得所需的二甲 醚含量而无需重复吸收。本发明的醚基燃料的稳定性远远高于普通汽油。这可以从本发明 的醚基燃料的诱导期和实质胶质含量得以证明。—般情况下，使用纯物质混合，得到本发明第二方面的醚基燃料。同时，如果作为 原料的甲醇中已经含有水，则应当将水的量考虑进去，在计算基准量，以及混合水的量时， 均应当考虑其它原料中已有的含水量。例如，如果目标醚基燃料含有8重量份二甲醚、92重 量份甲醇和8重量份水，而原料甲醇中含有6%的水，则应该使用8重量份的二甲醚，97. 9 重量份的甲醇，2. 1重量份的水。在本发明第二方面的醚基燃料可以达到作为替代能源节省燃料的效果。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% -20%。此外，可以将本发明第二方面的醚基燃料与各种汽油混合形成混合燃料，用于各 种发动机。但是由于这种混合燃料可能会由于含有比较大量的水而产生乳化或分层现象， 从而导致并不优选这样使用。下面将采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采用的原料来源简介如下甲醇购自北京化工厂，含量为99% ；二甲醚购自河北冀春二甲醚发展有限公司，含量为99. 5% ；2，6_ 二叔丁基对甲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% ；所用的水为自制蒸馏水。醚基燃料实施例1在常规吸收塔内，按照逆流吸收法，将二甲醚吸收于甲醇中，得到二甲醚浓度为5 重量％的甲醇溶液，从而获得醚基燃料1。醚基燃料实施例2与醚基燃料实施例1相同，在上述吸收塔内，按照逆流吸收法，将二甲醚吸收于甲 醇中，得到二甲醚浓度为9重量％的甲醇溶液，从而获得醚基燃料2。醚基燃料实施例3在透明容器中，将IOkg如上所述制得的醚基燃料1和530g的水混合，获得醚基燃 料3。醚基燃料实施例4在透明容器中，将IOkg如上所述制得的醚基燃料2和640g的水混合，获得醚基燃 料4。醚基燃料实施例5在透明容器中，将IOkg如上所述制得的醚基燃料1和IllOg的水混合，获得醚基 燃料5。
醚基燃料实施例6在透明容器中，将IOkg如上所述制得的醚基燃料2和1400g的水混合，获得醚基 燃料6。醚基燃料实施例7在透明容器中，将IOkg如上所述制得的醚基燃料1和1630g的水混合，获得醚基 燃料7。醚基燃料实施例8将Ig 2,6- 二叔丁基对甲酚、Ig 丁二酰亚胺和IOOg蓖麻油加入到IOkg如上所述 制得的醚基燃料1中，轻微搅拌，获得醚基燃料8。醚基燃料实施例9将Ig 2，6_ 二叔丁基对甲酚、Ig 丁二酰亚胺、900g水和IOOg蓖麻油加入到IOkg 如上所述制得的醚基燃料1中，轻微搅拌，获得醚基燃料9。储存性试验1.将配制好的上述醚基燃料1-9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.将配制好的上述醚基燃料1-9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/TM87汽油辛烷值测定法(研究法)，将上面获得的醚基燃料1_9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醚基燃料1-9在环境条件下放置3个月，然后按照G B/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
实施例编号组分(wt%)辛烷值(RON)胶 质含量诱导期二甲醚甲醇(mg/100mL)(分钟)醚基燃料1595> 10011500醚基燃料2991> 10011700表1(续)
权利要求
1.一种醚基燃料，包含二甲醚、甲醇和水。
2.权利要求1的醚基燃料，其中二甲醚的含量为4-12重量份，甲醇的含量为88-96重 量份，水的含量为5. 3重量份至16. 3重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。
3.权利要求1的醚基燃料，其中二甲醚的含量为5-9重量份，甲醇的含量为91-95重量 份，水的含量为6. 4重量份至14重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。
4.权利要求1的醚基燃料，其中二甲醚的含量为5-9重量份，甲醇的含量为91-95重量 份，水的含量为6. 4重量份至11. 1重量份，其中二甲醚和甲醇的总重量为100重量份。
5.权利要求1-4任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料由二甲醚、甲醇和水组成。
6.权利要求1-5任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽车燃料。
7.权利要求1-6任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽油发动机燃料，优选是用 于化油器发动机的燃料。
全文摘要
本发明涉及一种新型清洁燃料，具体而言，本发明涉及一种清洁的醚基燃料。本发明的醚基燃料包含二甲醚、甲醇和水。更具体地，该醚基燃料可以仅仅由二甲醚、甲醇和水形成。本发明的醚基燃料可以替代汽油用于汽车以及其它使用汽油发动机的交通工具或动力设备，特别是用于化油器发动机。本发明的醚基燃料优选含有一定量的水，因此在选择制备本发明的醚基燃料的原料过程中不必要使用昂贵的无水物质，从而可以节约燃料成本，同时还可以将本发明的醚基燃料配制为至多含水14％的燃料，在不损失动力性能的情况下减少了发动机的油耗。
文档编号C10L1/12GK102127473SQ20101000071
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月15日 优先权日2010年1月15日
发明者董书君, 陈宗勇 申请人:北京兰凯博能源科技有限公司