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2，6_二叔丁基对甲酚。更具体地，该醚基燃料可以仅仅由二甲醚、甲醇和2， 6- 二叔丁基对甲酚组成。本发明还涉及包含二甲醚、甲醇和2，6_ 二叔丁基对甲酚，以及至 少一种选自水、蓖麻油和丁二酰亚胺中的添加剂的醚基燃料。本发明还涉及包含本发明的 醚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，北京现在就已经进入了 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% (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，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(例如苯)，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，且不使用致癌的苯，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，甲醇和2，6_ 二 叔丁基对甲酚。在该第一方面的优选实施方式中，基于100重量份的二甲醚和甲醇，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，2，6- 二叔丁基对甲酚的含 量为0. 005-0. 5重量份。进一步优选地，基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量 为5-9重量份，甲醇的含量为91-95重量份，该醚基燃料中2，6- 二叔丁基对甲酚的含量为 0. 01-0. 1重量份。在该第一方面的一种实施方式中，所述醚基燃料由二甲醚、甲醇和2，6_ 二叔丁基 对甲酚组成。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。本发明的第二方面还涉及一种醚基燃料，其包含二甲醚，甲醇和2，6_ 二叔丁基对 甲酚；所述醚基燃料还含有至少一种选自水、蓖麻油和丁二酰亚胺中的添加剂。在本发明第二方面的优选实施方式中，基于100重量份的二甲醚和甲醇，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，2，6_ 二叔丁基对甲酚的 含量为0. 005-0. 5重量份。进一步优选地，该醚基燃料中基于100重量份的二甲醚和甲醇， 二甲醚的含量为5-9重量份，甲醇的含量为91-95重量份，2，6_ 二叔丁基对甲酚的含量为 0. 01-0. 1重量份。在本发明第二方面的一种实施方式中，所述添加剂为水，蓖麻油，丁二酰亚胺，水 和蓖麻油的组合，水和丁二酰亚胺的组合，蓖麻油和丁二酰亚胺的组合，或者水、蓖麻油和 丁二酰亚胺的组合。当所述醚基燃料含有水时，水的含量为5. 3-16. 3重量份，优选为6. 4 至14重量份，更优选为6. 4至11. 1重量份；当所述醚基燃料含有蓖麻油时，蓖麻油的含量 为0. 5-2重量份，优选为0. 7至1. 5重量份；当所述醚基燃料含有丁二酰亚胺时，丁二酰亚胺的含量为0. 005-0. 02重量份，优选为0. 008至0. 012重量份；所述重量份均基于100重
量份的二甲醚和甲醇。在本发明第二方面的一种实施方式中，所述醚基燃料包含5-9重量份的二甲醚， 91-95重量份的甲醇，0. 01-0. 1重量份的2，6- 二叔丁基对甲酚，0. 005-0. 02重量份的丁二 酰亚胺，和0. 7-1. 5重量份的蓖麻油；所述重量份基于100重量份的二甲醚和甲醇。该实施 方式中的醚基燃料还可以进一步含有水，其中水的含量为5. 3-16. 3重量份，优选为6. 4至 14重量份，更优选为6. 4至11. 1重量份，基于100重量份的二甲醚和甲醇。在本发明第二方面的另一实施方式中，所述醚基燃料由二甲醚、甲醇、2，6_ 二叔丁 基对甲酚和至少一种选自水、蓖麻油和丁二酰亚胺中的添加剂组成。在本发明第二方面的又一实施方式中，所述醚基燃料由以下组分组成5-9重量 份的二甲醚，91-95重量份的甲醇，0. 01-0. 1重量份的2，6-二叔丁基对甲酚，0. 005-0. 02重 量份的丁二酰亚胺，和0. 7至1. 5重量份的蓖麻油；所述重量份基于100重量份的二甲醚和 甲醇。在本发明第二方面的又一实施方式中，所述醚基燃料由以下组分组成5-9重量 份的二甲醚，91-95重量份的甲醇，0. 01-0. 1重量份的2，6-二叔丁基对甲酚，0. 005-0. 02重 量份的丁二酰亚胺，0. 7-1. 5重量份的蓖麻油，和5-14重量份的水；所述重量份基于100重 量份的二甲醚和甲醇。在本发明的第三方面，本发明涉及一种混合燃料，该混合燃料包含本发明第一方 面或第二方面的醚基燃料以及汽油，此时，本发明的醚基燃料中不含有水。在本发明的第三方面的优选实施方式中，所述醚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，所述醚基燃料的含量为所述混合燃料总重量的10-90重量％。在本发明第三方面的优选实施方式中，所述汽油为90号、93号、97号、100号或 103号汽油(其中100号、103号汽油在我国还未商业生产)。在本发明第三方面的优选实施方式中，所述汽油为甲醇汽油或乙醇汽油。在该第三方面的一种实施方式中，本发明的混合燃料由本发明第一方面或第二方 面的醚基燃料和汽油组成，此时，本发明的醚基燃料中不含有水。因此，本发明包括以下实施方式实施方式1. 一种醚基燃料，包含二甲醚，甲醇和2，6_ 二叔丁基对甲酚。2.实施方式1的醚基燃料，其中基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量为
4-12重量份，甲醇的含量为88-96重量份，2，6-二叔丁基对甲酚的含量为0. 005-0. 5重量 份。3.实施方式1的醚基燃料，其中基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量为
5-9重量份，甲醇的含量为91-95重量份，2,6-二叔丁基对甲酚的含量为0. 01-0. 1重量份。4.实施方式1-3任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料由二甲醚、甲醇和2，6- 二 叔丁基对甲酚组成。5.实施方式1-4任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽车燃料。6.实施方式1-5任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽油发动机燃料。7. 一种醚基燃料，包含二甲醚，甲醇和2，6_ 二叔丁基对甲酚；所述醚基燃料还含有至少一种选自水、蓖麻油和丁二酰亚胺中的添加剂。8.实施方式7的醚基燃料，其中基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量为
4-12重量份，甲醇的含量为88-96重量份，2，6-二叔丁基对甲酚的含量为0. 005-0. 5重量 份。9.实施方式8的醚基燃料，其中基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量为
5-9重量份，甲醇的含量为91-95重量份，2,6-二叔丁基对甲酚的含量为0. 01-0. 1重量份。10.实施方式7-9中任一项的醚基燃料，其中所述添加剂为水，蓖麻油，丁二酰亚 胺，水和蓖麻油的组合，水和丁二酰亚胺的组合，蓖麻油和丁二酰亚胺的组合，或者水、蓖麻 油和丁二酰亚胺的组合。11.实施方式7-10中任一项的醚基燃料，其中当所述醚基燃料含有水时，水的含 量为5. 3-16. 3重量份，优选为6. 4至14重量份，更优选为6. 4至11. 1重量份；当所述醚基 燃料含有蓖麻油时，蓖麻油的含量为0. 5-2重量份，优选为0. 7至1. 5重量份；当所述醚基 燃料含有丁二酰亚胺时，丁二酰亚胺的含量为0. 005-0. 02重量份，优选为0. 008至0. 012 重量份；所述重量份均基于100重量份的二甲醚和甲醇。12.实施方式7-11任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料由二甲醚、甲醇、2，6_二 叔丁基对甲酚和至少一种选自水、蓖麻油和丁二酰亚胺中的添加剂组成。13. 一种混合燃料，包含实施方式1-12任一项的醚基燃料和汽油，其中所述醚基 燃料中不含有水。14.实施方式13的混合燃料，其中所述醚基燃料的含量为所述混合燃料的1-99重量％。15.实施方式13或14的混合燃料，其中所述醚基燃料的含量为所述混合燃料的 10-90 重量 ％。16.实施方式13-15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。17.实施方式13-16任一项的混合燃料，其中所述汽油为甲醇汽油或乙醇汽油。18.实施方式13-17任一项的混合燃料，其由实施方式1_12任一项的醚基燃料和 汽油组成。
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、甲醇和2，6_ 二叔丁基对甲酚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，该新型燃料包含二甲醚、甲醇和2，6-二叔丁基对甲酚。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、甲醇和2，6_ 二叔 丁基对甲酚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、甲醇和2，6_ 二叔丁基对甲酚组成的醚基 燃料可以完全代替常用汽油用作汽车燃料或其它交通工具或动力设备的燃料。
汽油通常是C4-C10烷烃的混合物，并含有苯和甲苯等物质。本文中“汽油”包括普通汽油，甲醇汽油和乙醇汽油。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。下面对各组分进行详细描述。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。2,6- 二叔丁基对甲酚(CAS号1观-37_0，分子式C15H24O)的分子量为220，其结构 式如下
权利要求
1.一种醚基燃料，包含二甲醚，甲醇和2，6_ 二叔丁基对甲酚。
2.权利要求1的醚基燃料，其中基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量为 4-12重量份，甲醇的含量为88-96重量份，2，6-二叔丁基对甲酚的含量为0. 005-0. 5重量 份。
3.权利要求1的醚基燃料，其中基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量为5-9 重量份，甲醇的含量为91-95重量份，2，6-二叔丁基对甲酚的含量为0. 01-0. 1重量份。
4.权利要求1-3任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料由二甲醚、甲醇和2，6_二叔丁 基对甲酚组成。
5.权利要求1-4任一项的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽车燃料。
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油发动机燃料。
7.—种醚基燃料，包含二甲醚，甲醇和2，6_ 二叔丁基对甲酚；所述醚基燃料还含有至 少一种选自水、蓖麻油和丁二酰亚胺中的添加剂。
8.权利要求7的醚基燃料，其中基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量为 4-12重量份，甲醇的含量为88-96重量份，2，6-二叔丁基对甲酚的含量为0. 005-0. 5重量 份。
9.权利要求8的醚基燃料，其中基于100重量份的二甲醚和甲醇，二甲醚的含量为5-9 重量份，甲醇的含量为91-95重量份，2，6-二叔丁基对甲酚的含量为0. 01-0. 1重量份。
10.权利要求7-9中任一项的醚基燃料，其中所述添加剂为水，蓖麻油，丁二酰亚胺，水 和蓖麻油的组合，水和丁二酰亚胺的组合，蓖麻油和丁二酰亚胺的组合，或者水、蓖麻油和 丁二酰亚胺的组合。
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2，6-二叔丁基对甲酚。更具体地，该醚基燃料可以仅仅由二甲醚、甲醇和2，6-二叔丁基对甲酚形成。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。本发明还涉及包含本发明的醚基燃料和汽油的混合燃料。
文档编号C10L1/224GK102127474SQ20101000071
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