专利名称：一种甲醇基清洁燃料调合助剂及其用途的制作方法
一种甲醇基清洁燃料调合助剂及其用途技术领域：
本发明属于车用燃料技术领域。更具体地，本发明涉及一种甲醇基清洁燃料调合助剂，还涉及所述甲醇基清洁燃料调合助剂的制备方法，还涉及所述甲醇基清洁燃料调合助剂的用途。
背景技术：
随着世界范围内石油储量的日趋减少，我国石油资源进口量却在逐年激增。根据全国醇醚燃料及醇醚清洁汽车专业委员会的统计，目前全国汽车保有量达到7000多万辆，年消耗成品油2亿多吨，每年新增汽车约I千万辆，需要新增成品油消耗2000多万吨/年(不含铁路、民航、船运的消耗)，国家虽有能力新增2000万吨/年炼油能力，但原油进口在世界范围内落实的瓶颈将更加严重，现在中国已经成为世界第二大石油消费国，今年石油进口量已超过2亿吨，如果完全依靠进口石油来弥补，国家经济和社会发展将进入“石油制约风险期”。当前国家针对这种局面，正在采取的措施一方面是鼓励消费者选购小排量车，降低能耗；另一方面是增加新能源技术的推广，替代成品油消耗，作为传统能源向新能源过渡的甲醇汽油，是目 前最可行、最现实的选择，而对甲醇汽油品质起关键性作用的就是“燃料调合助剂”。目前，我国科技工作者对这种燃料调合助剂进行了广泛研究，例如CN1124277A公开一种汽油多效复合添加剂及其制备方法，该添加剂由甲基叔丁基醚、二甲苯和异丙醇混合物、501抗氧防胶剂(2，2-二叔丁基对甲酚)、甲基丙烯酸十二烷基酯与甲基环戊二烯基三羰基锰组成。CN 1239732A公开了一种甲醇液体燃料，它是由甲醇、汽油和抗氧防胶剂2，6- 二叔丁基对甲苯酚、清洁剂丁二酰亚胺、消烟剂过氧化氢与除味剂冰醋酸四种添加剂组成。CN 101122301A公开了一种甲醇汽油燃料及其制造方法。该燃料由汽油、甲醇、石油醚、二甲氧基甲烷、辛烷、甲苯、碳酸二乙酯、异辛烷、2-乙二氧基乙酸乙酯、亚磷酸二丁酯、乙酸乙酯、3-二羟基丁烷、乙醚、异丙醚、乙丙酮、苯甲醇、501抗氧剂、二叔丁基、乙醇与腐蚀抑制剂组成。CN 10264391A公开一种汽油复合添加剂，它由汽油清净剂聚异丁烯胺与聚醚胺混合物、助燃剂硝基链烷烃化合物、低温启动提高剂乙酸乙酯或丙酮、抗爆剂甲基叔丁基醚、抗氧防胶剂2，6- 二叔丁基对甲酚、金属腐蚀抑制剂苯并三唑或甲苯并三唑、助溶剂甲苯或二甲苯组成。这些现有技术尽管取得了良好的进展，但仍然存在一些比较严重的技术缺陷，因此影响其广泛应用。因此，本发明人在总结现有技术的基础上，通过大量实验及其分析，终于完成了本发明。
发明内容[要解决的技术问题]本发明的目的是提供一种甲醇基清洁燃料调合助剂。本发明的另一个目的是提供所述甲醇基清洁燃料调合助剂的制备方法。本发明的另一个目的是提供所述甲醇基清洁燃料调合助剂的用途。
[技术方案]本发明是通过下述技术方案实现的。本发明涉及一种甲醇基清洁燃料调合助剂。该调合助剂是由45 80重量份助溶增标剂、3 25重量份变性改进剂、0.005、.02重量份抗氧防胶剂、3 20重量份增效复合剂与10^30份助燃剂组成的；其中:所述的助溶增标剂是由甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯按照重量比45 80:(Γ15组成的；所述的变性改进剂是由甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚按照重量比3 25:0 12组成的；所述的抗氧防胶剂是2，6- 二叔丁基对甲酚；所述的增效复合剂是由仲辛醇与异辛醇按照重量比3 20:5^10组成的；所述的助燃剂是由异丙醇、叔丁醇与异戊醇按照重量比1(T30:5^25:10^20混合组成的。根据本发明的一种优选实施方式，该调合助剂是由55 72重量份助溶增标剂、8^20重量份变性改进剂、0.0Of0.016重量份抗氧防胶剂、6 15重量份增效复合剂与14 25份助燃剂组成的。更优选 地，该调合助剂是由6(Γ68重量份助溶增标剂、12 16重量份变性改进剂、0.01(Γ0.012重量份抗氧防胶剂、8 12重量份增效复合剂与If 20份助燃剂组成的。本发明还涉及所述甲醇基清洁燃料调合助剂的制备方法。该制备方法的步骤如下:让45 80重量份助溶增标剂、3 25重量份变性改进剂、0.005^0.02重量份抗氧防胶剂、3 20重量份增效复合剂与1(Γ30重量份助燃剂在静态混合器中进行充分地分散与混合，得到所述的甲醇基清洁燃料调合助剂；其中:所述的助溶增标剂是由甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯按照重量比45 80:(Γ15组成的；所述的变性改进剂是由甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚按照重量比3 25:0 12组成的；所述的抗氧防胶剂是2，6- 二叔丁基对甲酚；所述的增效复合剂是由仲辛醇与异辛醇按照重量比3 20:5^10组成的；所述的助燃剂是由异丙醇、叔丁醇与异戊醇按照重量比1(T30:5^25:10^20混合组成的。本发明还涉及所述甲醇基清洁燃料调合助剂在生产甲醇汽油或柴油中的用途。根据本发明的一种优选实施方式，在生产甲醇汽油或柴油时，往甲醇或柴油中加入所述的甲醇基清洁燃料调合助剂，其加入量是甲醇汽油或柴油总重量的2 15%。下面将更详细地描述本发明。本发明涉及一种甲醇基清洁燃料调合助剂。车用甲醇汽油作为一种新型燃料，在能源替代、降低尾气排放和开发甲醇下游产品方面起到了积极作用。生产车用甲醇汽油所需甲醇汽油调合助剂决定了车用甲醇汽油的最终质量。使用甲醇基清洁燃料调合助剂生产的车用高原型变性燃料甲醇与不同品种车用汽油应该具有良好的分散稳定性，其储存期不低于6个月；提高辛烷值，并且其添加比例与辛烷值保持线性关系；其腐蚀性能不低于《车用汽油》国家标准；在长期储存过程中的诱导期不低于《车用汽油》国家标准；在高寒缺氧条件下尾气排放量比成品汽油有害物质排放总量减少20°/Γ30%。在高寒缺氧条件下其动力性能、经济性能保持不变。该调合助剂是由45 80重量份助溶增标剂、3 25重量份变性改进剂、0.005、.02重量份抗氧防胶剂、3 20重量份增效复合剂与1(Γ30份助燃剂组成的。在本发明中，所述的助溶增标剂是由甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯按照重量比45^80:(Γ15组成的，它们都是目前市场上销售的产品，例如北京燕化石化股份有限公司、吉林化学工业股份有限公司有机合成厂销售的甲基叔丁基醚；广州市广井贸易有限公司、淄博市兴鲁化工有限公司销售的甲基丙烯酸甲酯。该助溶增标剂能够使生产的甲醇汽油辛烷值大于97R0N，并且还能够促使甲醇汽油在发动机内燃烧完全；能够提高甲醇汽油的容水能力；能够提高抗分层能力，使甲醇汽油在温度_38°C的环境下仍不发生相分离，提高甲醇与汽油混合液的稳定性；能够减少汽车尾气中CO、HC及其他有害物质的排放。除了甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯之外，凡是具有上述这些性能，又不会损害本发明甲醇基清洁燃料调合助剂性能的这些化学物质都可以用于本发明，并且也在本发明的保护范围之内。优选地，所述的助溶增标剂是由甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯按照重量比55 70:Γ10组成的。更优选地，所述的助溶增标剂是由甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯按照重量比6(Γ65:6 8组成的。在本发明中，所述的变性改进剂是由甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚按照重量比3 25:(Γ12组成的，它们都是目前市场上销售的产品，例如山东嘉禾甲基化工有限公司、南京迈斯特凯化工有限公司销售的甲基环戊二烯三羰基锰；南宁江南化工股份有限公司、南京宇部化工有限公司销售的乙二醇乙醚。所述的变性改进剂具有减少醇油、油水之间的极性差，降低界面张力 的性能。除了甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚之外，凡是具有上述这些性能，又不会损害本发明甲醇基清洁燃料调合助剂性能的这些化学物质都可以用于本发明，并且也在本发明的保护范围之内。优选地，所述的变性改进剂是由甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚按照重量比6^20:2 10组成的。更优选地，所述的变性改进剂是由甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚按照重量比1(Γ15:rs组成的。所述的助溶增标剂为45 80重量份，而所述变性改进剂的量小于3重量份时，则会造成储存稳定性降低，产生醇油分离，使助溶增标剂的其他有益效果无法实现；所述变性改进剂的量大于25重量份时，则又会增加产品成本，并造成使用过程中燃烧残余颗粒物增多，有害物质排放超标，严重违反排放标准；因此，所述的助溶增标剂为45 80重量份时，所述变性改进剂的量为5 25重量份是合适的。在本发明中，所述的抗氧防胶剂是2，6-二叔丁基对甲酚。它是目前市场上销售的产品，例如滨州邦宝化工有限公司、南京宁康化工有限公司销售的产品。2，6-二叔丁基对甲酚(Τ501抗氧防胶剂)属于酚类抗氧防胶剂，具有较好的抗氧性能，其工作温度在100°C时，抗氧效果最佳。它可以与所述燃料在氧化过程中所产生的过氧化物结合，形成氢过氧化物，使油品氧化过程中断，从而阻止氧化过程进行，而2，6- 二叔丁基对甲酚本身形成抗氧化剂自由基，它可形成稳定的二聚体，或与过氧化自由基RO0.结合形成稳定化合物的中间产物结合，从而使氧化反应无法发生。2，6_ 二叔丁基对甲酚毒性极低，全世界大约有40个国家允许2，6-二叔丁基对甲酚作为直接或间接食品添加剂使用，中国允许使用并制定了使用卫生标准，在食品中单独使用的最大允许量为0.2gkg。除了 2，6-二叔丁基对甲酚之外，凡是具有上述性能，又不会损害本发明甲醇基清洁燃料调合助剂性能的这些化学物质都可以用于本发明，并且也在本发明的保护范围之内。所述的助溶增标剂为45 80重量份，而所述抗氧防胶剂的量小于0.005重量份时，则会达不到产品所需的效果，使腐蚀增加，抗氧化性能降低；所述抗氧防胶剂的量大于0.02重量份时，则又会造成重金属排放超标，或积存于发动机缸体和排放系统形成机械故障；因此，所述的助溶增标剂为4510重量份时，所述抗氧防胶剂的量为0.005、.02重量份是合适的。在本发明中，所述的增效复合剂是由仲辛醇与异辛醇按照重量比3 20:5^10组成的，它们都是目前市场上普遍销售的产品。仲辛醇与异辛醇作为可与甲醇按任意比例混合的多碳醇，具有促进甲醇在汽油中溶解度的作用，与其它杂醇类物质一起能够有效地提高甲醇的油溶性。除了仲辛 醇与异辛醇之外，凡是具有上述性能，又不会损害本发明甲醇基清洁燃料调合助剂性能的这些化学物质都可以用于本发明，并且也在本发明的保护范围之内。优选地，所述的增效复合剂是由仲辛醇与异辛醇按照重量比6 16:6 8组成的。更优选地，所述的增效复合剂是由仲辛醇与异辛醇按照重量比8 12:6^8组成的。所述的助溶增标剂为45 80重量份，而所述增效复合剂的量小于3重量份时，则会使甲醇油溶性减弱，甲醇溶液的分散性达不到使用要求；所述增效复合剂的量大于20重量份时，则又会成本增高，降低产品经济性能；因此，所述的助溶增标剂为45 80重量份时，所述增效复合剂的量为3 20重量份是合适的。在本发明中，所述的助燃剂是由异丙醇、叔丁醇与异戊醇按照重量比1(Γ30:5^25:1(Γ20混合组成的，它们都是目前市场上普遍销售的产品。异丙醇是经筛选的单一形式的杂醇，主要功效一方面与多碳醇共同提高甲醇油溶性，另一方面通过与汽油烃类分子在高温状态下产生的过氧化物结合，提高抗爆性能，使燃烧过程均匀，增加发动机动力性，对甲醇汽油直接起到助燃的作用。优选地，所述的助燃剂是由异丙醇、叔丁醇与异戊醇按照重量比14 24:8 18:12 18混合组成的。更优选地，所述的助燃剂是由异丙醇、叔丁醇与异戊醇按照重量比18 20:10 16:14 16混合组成的。所述的助溶增标剂为45 80重量份，而所述助燃剂的量小于10重量份时，则会在使用中燃烧不充分，形成积碳和HC排放，降低发动机效率，增加油耗；所述助燃剂的量大于30重量份时，则又会既增高成本，降低产品经济性能，又提高对油路及发动机中金属设施的腐蚀风险；因此，所述的助溶增标剂为45 80重量份时，所述助燃剂的量为1(Γ30重量份是合适的。根据本发明的一种优选实施方式，本发明的调合助剂是由55-72重量份助溶增标齐[J、8-20重量份变性改进剂、0.008-0.016重量份抗氧防胶剂、6_15重量份增效复合剂与14-25份助燃剂组成的。更优选地，本发明的调合助剂是由60-68重量份助溶增标剂、12-16重量份变性改进剂、0.010-0.012重量份抗氧防胶剂、8-10重量份增效复合剂与18-20份助燃剂组成的。本发明还涉及所述甲醇基清洁燃料调合助剂的制备方法。该制备方法的步骤如下:让45 80重量份助溶增标剂、3 25重量份变性改进剂、0.005^0.02重量份抗氧防胶剂、3 20重量份增效复合剂与1(Γ30重量份助燃剂在静态混合器中进行充分地分散与混合，得到所述的甲醇基清洁燃料调合助剂。所述的静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。自20世纪70年代以来，静态混合器就已开始在化学工业、食品工业、纺织轻工、生物、环保等行业得到应用，并取得良好的成果。静态混合器与孔板柱、文氏管、搅拌器、均质器等其它设备相比较具有效率高、能耗低、体积小、投资省、易于连续化生产。本发明使用的静态混合器是目前市场上销售的产品，例如北京楚冠科技有限公司、南通中特冶金石化机械有限公司销售的静态混合器。所述的助溶增标剂是由甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯按照重量比45 80:(Γ15组成的；所述的变性改进剂是由甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚按照重量比3 25:0 12组成的；所述的抗氧防胶剂是2，6- 二叔丁基对甲酚；所述的增效复合剂是由仲辛醇与异辛醇按照重量比3 20:5^10组成的；所述的助燃剂是由异丙醇、叔丁醇与异戊醇按照重量比1(T30:5^25:10^20混合组成的。 所述助溶增标剂、变性改进剂、抗氧防胶剂、增效复合剂与助燃剂的具体情况在前面已经作了详细描述，在此不再赘述。本发明还涉及所述甲醇基清洁燃料调合助剂在生产甲醇汽油或柴油中的用途。在生产甲醇汽油或柴油时，往甲醇或柴油中加入所述的甲醇基清洁燃料调合助齐U，其加入量是甲醇汽油或柴油总重量的2 15%。使用本发明的甲醇基清洁燃料调合助剂进行了分散稳定性、辛烷值、金属腐蚀、诱导期、尾气排放量试验、行车台架试验与道路行车试验。A、分散稳定性试验按照重量比3_10%，将本发明甲醇基清洁燃料调合助剂与车用燃料甲醇调合得到的本发明车用高原型变性燃料甲醇，与新疆独山子炼油厂生产的90#、93#环烷基基础油、大庆石化公司生产的90#、93#石蜡基基础油、兰州石化公司生产的90#、93#中间基基础油，以M15比例配比成车用高原型清洁甲醇汽油，在不发生明显扰动的前提下，避光放置在无保温设施的通风试验室，样品温度变化与外界气温同步，每月定期观察油、醇分离界面，确定车用高原型清洁甲醇汽油分散稳定性，其试验结果列于附
图1与附图2中。采用这种试验方法可以得出，当本发明的甲醇基清洁燃料调合助剂含量达5%时(根据成品油储存6个月的质保期(《中国石油天然气股份有限公司成品油储存相关规定》)，分散性目标为析出0.3%的目标值(GB17930— 2011规定)，由于甲醇基清洁燃料调合助剂含量与分散性能成正比例关系，含量达5%以下时为析出0.3%的时间不符合标准)，分散稳定性指标符合6个月析出比例小于0.3%的GB17930— 2011的汽油水分指标要求。B、辛烷值试验使用10重量％本发明甲醇基清洁燃料调合助剂调合得到的本发明车用高原型变性燃料甲醇，按照不同比例与不同品种车用汽油配制成车用高原型清洁甲醇汽油，根据常规的辛烷值测定方法测定车用高原型清洁甲醇汽油的辛烷值，其试验结果列于附图3与附图4中。这些试验结果表明，本发明车用高原型变性燃料甲醇添加量在30重量％以内，对于各类油品而言，变性甲醇的添加量每增加5%，它们的辛烷值就增加IRON。本发明甲醇基清洁燃料调合助剂的添加量与辛烷值为一正比例关系。C、金属腐蚀试验采用石油产品铜片腐蚀试验法(GB/T5096-1985)使用新疆独山子炼油厂生产的90#,93#,97#环烷基基础油、大庆石化公司生产的90#、93#、97#石蜡基基础油、兰州石化公司生产的90#、93#、97#中间基基础油，使用本发明车用高原型变性燃料甲醇以M30比例配制成车用高原型清洁甲醇汽油进行了金属腐蚀试验。这些试验结果列于下表I。表1:各种汽油腐蚀试验结果
权利要求
1.一种甲醇基清洁燃料调合助剂，其特征在于该调合助剂是由45 80重量份助溶增标剂、3 25重量份变性改进剂、0.005、.02重量份抗氧防胶剂、3 20重量份增效复合剂与10^30份助燃剂组成的；其中: 所述的助溶增标剂是由甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯按照重量比45 80:(Γ15组成的； 所述的变性改进剂是由甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚按照重量比3 25:(Γ12组成的； 所述的抗氧防胶剂是2，6- 二叔丁基对甲酚； 所述的增效复合剂是由仲辛醇与异辛醇按照重量比3 20:5^10组成的； 所述的助燃剂是由异丙醇、叔丁醇与异戊醇按照重量比1(Γ30:5^25:1(Γ20混合组成的。
2.根据权利要求1所述的甲醇基清洁燃料调合助剂，其特征在于该调合助剂是由55 72重量份助溶增标剂、8 20重量份变性改进剂、0.008^0.016重量份抗氧防胶剂、6 15重量份增效复合剂与1Γ25份助燃剂组成的。
3.根据权利要求1所述的甲醇基清洁燃料调合助剂，其特征在于该调合助剂是由6(Γ68重量份助溶增标剂、12 16重量份变性改进剂、0.010^0.012重量份抗氧防胶剂、8 12重量份增效复合剂与If 20份助燃剂组成的。
4.一种甲醇基清洁燃料调合助剂的制备方法，其特征在于该制备方法的步骤如下: 让45 80重量份助溶增标剂、3 25重量份变性改进剂改进剂、0.005、.02重量份抗氧防胶剂、3 20重量份增效复合剂与1(Γ30重量份助燃剂在静态混合器中进行充分地分散与混合，得到所述的甲醇基清洁燃料调合助剂；其中: 所述的助溶增标剂是由甲基叔丁基醚与甲基丙烯酸甲酯按照重量比45 80:(Γ15组成的； 所述的变性改进剂是由甲基环戊二烯三羰基锰与乙二醇乙醚按照重量比3 25:(Γ12组成的； 所述的抗氧防胶剂是2，6- 二叔丁基对甲酚； 所述的增效复合剂是由仲辛醇与异辛醇按照重量比3 20:5^10组成的； 所述的助燃剂是由异丙醇、叔丁醇与异戊醇按照重量比1(Γ30:5^25:1(Γ20混合组成的。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的甲醇基清洁燃料调合助剂在生产甲醇汽油或柴油中的用途。
6.根据权利要求1-5所述的用途，其特征在于在生产甲醇汽油或柴油时，往甲醇或柴油中加入权利要求1-3中任一权利要求所述的甲醇基清洁燃料调合助剂，其加入量是甲醇汽油或柴油总重量的2 15%。
全文摘要
本发明涉及一种甲醇基清洁燃料调合助剂，它的制备方法与它的用途。本发明的甲醇基清洁燃料调合助剂由助溶增标剂、变性改进剂、抗氧防胶剂、增效复合剂与助燃剂组成。使用本发明甲醇基清洁燃料调合助剂调合甲醇汽油的辛烷值增加稳定，添加量与辛烷值存在正比关系，能增强燃料燃烧稳定性，提高化学能转化为动能的效率；储存安定性优良，长期储存不易氧化变质；以现行93#车用汽油为参照，使用以甲醇基清洁燃料调合助剂调合的车用高原型清洁甲醇汽油，在高原缺氧地区具有提高动力、降低排放、减少环境污染的优势。
文档编号C10L1/182GK103160345SQ201310045708
公开日2013年6月19日 申请日期2013年2月5日 优先权日2013年2月5日
发明者李晏, 李倞安, 郑长山, 郑鹏, 李胜, 李昰 申请人:李晏, 李倞安, 郑长山, 郑鹏, 李胜, 李昰