一种甲醇汽油添加剂及含有该添加剂的甲醇汽油的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种甲醇汽油添加剂及含有该添加剂的甲醇汽油，甲醇汽油添加剂，各组分按质量配比为：甲苯4～32％，二甲苯4～42％，C5H12和C7H160.5～10％，异丁醇3～43％，异丙醇4～33％，异戊醇0.8～15％，乙醇1～8％，防冻剂1～6％，抗氧防胶剂0.2～3％，金属钝化剂0.05～0.6％，清净分散剂0.008～0.06％，防腐剂1～6％，乳化剂2～8％。所述甲醇汽油把汽油和石脑油、石油醚、120#溶剂油、轻烃、甲醇燃料、与甲醇汽油添加剂混合均匀，通过改性凹凸棒吸附稳定剂过滤即可。采用本发明的甲醇汽油添加剂配制生产的甲醇汽油，特别适应高原缺氧地区使用。其起车快、怠速稳、燃烧时有害物质排放低，在高原缺氧地区动力性能好，抗腐蚀能力强，低温不分层，不产生气阻。
【专利说明】—种甲醇汽油添加剂及含有该添加剂的甲醇汽油
【技术领域】
[0001]本发明属于燃料化工领域，特别涉及一种甲醇汽油添加剂及含有该添加剂的甲醇汽油。
【背景技术】
[0002]当今世界面临着两大问题:一是石油能源危机。世界石油储量有限，而且随着经济的发展，石油消费量正逐年增加。二是环境污染。我国拥有汽车增加速度很快，以石油成品油作燃料时，汽车排放尾气中含有的碳氧化合物、碳氢化合物、氮氧化合物、硫氧化合物和石油中含有的多种致癌物质严重威胁着人们的健康。另外汽车排放的二氧化碳导致臭氧层破坏和地球温室效应增加，已造成人居环境空气质量的严重恶化。因此，积极寻求和发展清洁能源已成为各国的头等大事，相对于电能、液氢、液化石油气、天然气、核能等，醇基燃料以其优异的品质被认为是最有前途的汽车代用清洁燃料，甲醇燃料发展势在必行。
[0003]国外甲醇作为代用燃料始于20世纪20年代，成功应用于德国；20世纪70年代以后受二次石油危机的影响，加上世界甲醇生产能力的过剩和人们对环境质量要求越来越高，美国、日本、德国和瑞典等国先后投入人力、物力进行甲醇燃料及甲醇汽车配套技术的研究开发，取得了突破性的进展。2006年在德国、奥地利和美国低浓度的甲醇燃料以商业化应用，占据其市场85%，50%和10%。从20世纪80年代，国外已积极开发50和85型(添加百分比)的甲醇燃料。
[0004]我国对甲醇燃 料的研究起步于20世纪70年代初期；近几年的甲醇汽油研究更是突飞猛进，不但有关技术难题得以突破，其实际应用更是迅猛发展。2009年5月20日，由国家发展和改革委员会工业司公布，《车用燃料甲醇》已获国家质量监督检验检疫总局批准，标准编号:GB/T23510-2009，该标准将从2009年11月I日起实施。目前大比例甲醇燃烧技术攻克了甲醇热值低动力不足、冷起动难、热气阻、遇水分层、稳定性差、腐蚀溶胀、高温润滑等七大难题，车用甲醇燃料的开发也从第一代的直接掺混甲醇汽油、第二代的添加助溶剂甲醇汽油发展到大比例甲醇催化燃烧技术为代表的第三代催化燃烧甲醇燃料，使我国甲醇燃料技术水平达到世界前列。例如CN201010242644公开了一种甲醇汽油，所述的添加剂有甲基叔丁基醚，二甲苯与乙二醇单丁醚组成。CN200710062307公开了一种甲醇汽油的添加剂有200号溶剂油、苯或甲基苯、多甲基苯的混合溶液。CN21110036517公开了一种甲醇汽油，它包括汽油、甲醇、正己烷、叔丁醇、助溶剂、抗氧防胶剂、防腐抑胀剂等。
[0005]但现有甲醇汽油燃料在高原缺氧低压和低温条件下更易分层，均存在动力性不足，易造成气阻，不易启动等不足。
【发明内容】
[0006]为解决上述现有技术存在的问题，本发明在总结了现有技术的基础上，通过研究分析进行了适合高原地区的甲醇燃料油的研发，由于高原特殊的地理环境，甲醇汽油燃料即要适合低温，又要保证低压的蒸发量的控制，使甲醇汽油燃料在工作时不产生气阻，保证发动机正常工作以及燃烧性能和启动性能，必须对甲醇汽油燃料进行系统的调配，保证其在不同的季节能正常使用。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案为:
[0008]一种甲醇汽油添加剂，其特征在于，各组分按质量配比为:甲苯4~32%，二甲苯4~42% ,C5H12和C7H160.5~10%，异丁醇3~43%，异丙醇4~33%，异戊醇0.8~15%，乙醇I~8%，乙二醇含量为30%~68%的防冻剂I~6%，2，6- 二叔丁基对甲酚抗氧防胶剂0.2~3 %，N，N- 二亚水杨基-1，2丙基二胺金属钝化剂0.05~0.6 %，聚异丁烯基酰胺异辛酯30%和石油磺酸钙70%的清净分散剂0.008~0.06%，苯并三氮锉60%、二聚亚油酸30 %和亚硝酸钠10 %的防腐剂I~6 %，烷基多糖苷2 % -10 %、甲基叔丁基醚2 % -8 %、油酸三乙醇胺皂3% -15%和石油磺酸钠2 0Z0~12%复合表面活性剂的乳化剂2~8%。
[0009]所述甲醇汽油添加剂的制备方法如下:
[0010]I)、将甲苯、二甲苯、C5HjPC7H16加入容器中；
[0011]2)、加入乙二醇含量为30%~68%的防冻剂，2，6-二叔丁基对甲酚抗氧防胶剂，苯并三氮锉60%、二聚亚油酸30%和亚硝酸钠10%的防腐剂，烷基多糖苷2% -10%、甲基叔丁基醚2% _8%、油酸三乙醇胺皂3% -15%和石油磺酸钠2 0Z0~12%复合表面活性剂的乳化剂，N，N_ 二亚水杨基_1，2丙基二胺金属钝化剂、聚异丁烯基酰胺异辛酯30%和石油磺酸钙70%的清净分散剂，用泵循环，混合均匀；
[0012]3)、加入异丁醇、异丙醇、异戊醇、乙醇、用泵循环至混溶均匀既得所述甲醇汽油添加剂。
[0013]含有上述甲醇汽油添加剂甲醇汽油，各组分以重量份计为:汽油基础油:55~85份，甲醇燃料:15~45份，甲醇汽油添加剂:0.2~3份直接混合，或循环调合。
[0014]优选的，所述汽油基础油为:93号汽油50~85%，120号或190号溶剂油5~15%，石脑油8~20%，工业石油醚3~6%, C5H122 ~ 8%, C8H18I~5%和轻烃(C5H1250%和C7H16SO %的混合物)1.5~5 %。
[0015]优选的，所述甲醇燃料为3~10重量份甲醇基燃料与90~97重质车用燃料甲醇组成。
[0016]优选的，所述甲醇燃料为纯度≥99%的工业甲醇。
[0017]所述甲醇汽油的配置包括如下步骤:
[0018]1)、将汽油基础油加入容器中；
[0019]2)、加入甲醇汽油添加剂，用泵循环混合；
[0020]3)、加入甲醇燃料，泵循环混合均匀；
[0021]4)、将改性凹凸棒装入填料柱中；
[0022]5)、将混合好的甲醇燃料过柱，收集产品既得所述甲醇汽油。
[0023]所述改性凹凸棒沸石的制备方法为:
[0024]1)、称取一定量的酸化凹凸棒沸石浸泡于适量的去离子水中；
[0025]2)、分别将一定量的硝酸银或硝酸铁溶于去离子水中；
[0026]3)、待凹凸棒沸石吸水饱和后，将硝酸银溶液或硝酸铁溶液加入到凹凸棒沸石中，加去离子水至一定量，置于恒温水浴中，在70°C下搅拌4h ；
[0027]4)、抽滤、烘干；[0028]5)、马弗炉中在300~500°C下焙烧4h，得到改性凹凸棒沸石。
[0029]所述改性凹凸棒沸石的制备方法中，利用不同酸化凹凸棒沸石及不同硝酸银或硝酸铁含量制备金属负载量(质量分数)分别为1%Ag-4 % Fe/凹凸棒沸石，I % Ag-5 % Fe/凹凸棒沸石，I % Ag-8 % Fe/凹凸棒沸石，2 % Ag-4 %Fe/凹凸棒沸石，2 % Ag-5 % Fe/凹凸棒沸石，2 % Ag-8 % Fe/凹凸棒沸石，4 % Fe/凹凸棒沸石，5% Fe/凹凸棒沸石，8% Fe/凹凸棒沸石，10% Fe/凹凸棒沸石。
[0030]甲醇辛烷值高，R0N106~115，乙醇R0N110。因此生产高原清洁型甲醇燃料时可采用一些低辛烷值原料调配，如石脑油，不同牌号的溶剂油、重整切割馏分油、石油醚、轻烃、碳5 (C5H12)、碳8 (C8H18)等。专用添加剂具有助燃、助溶、节油、耐低温、防止挥发、增加动力、防腐清除胶质、调节蒸汽压、产品稳定等功能。
[0031]相对于现有技术，本发明的有益效果为:
[0032]1、本发明选用乙二醇为冷冻液主要成分，因为40%的乙二醇和60%的软水混合成的防冻液，防冻温度为_25°C ;当防冻液中乙二醇和水各占50%时，防冻温度为-35°C其降低的程度在一定范围内随乙二醇的含量增加而下降。当乙二醇的含量为68%时，冰点可降低至_68°C。但乙二醇防冻液在使用中易生成酸性物质，对金属有腐蚀作用。因此，为防腐蚀本发明加入苯并三氮锉、二聚亚油酸和亚硝酸钠复合防腐剂，为了更好地与基础油产品溶合，使用了环境友好的烷基多糖苷非离子表面活性剂、甲基叔丁基醚、油酸三乙醇胺皂和石油磺酸钠为复合表面活性剂的乳化剂，此乳化剂使极性与非极性原料有良好的相容性，通过改性凹凸棒使用，使基础油中的含硫化合物、含氮化合物和有色不稳定化合物(硫醇、硫醚、硫化氢、二氧化硫和噻吩类，浙青质、胶质和色泽不稳含氧化合物，氮氧化物和氨类化合物等)得以清除，使产品色泽淡，含硫和氮达到较低水平，产品稳定，凹凸棒处理后的产品，产品质量和品质进一步提高。为了保证低温启动性，蒸发性，助燃性和动力性在基础油中引进了溶剂油，石脑油，工业石油醚，轻烃，异丁醇，异丙醇，异戊醇和乙醇等，所研制了高原清洁型甲醇汽油添加剂和基础油有机结合，生产的高原清洁型甲醇汽油稳定性好，其起车快、怠速稳、燃烧时有害物质排放低，在高原缺氧地区动力性能好，抗腐蚀能力强，低温不分层，不产生气阻。进行低温(_20，-3(TC)强化冷冻实验，72小时不分层，室温储存一年不分层，在-30~-20°C条件下仍能正常使用，动力性好，起车快，生产简单，特别适应高原缺氧地区使用。本发明所述高原型清洁甲醇汽油互溶性好，产品的抗腐蚀和稳定性进一步提高，解决了低温启动，低气压气阻，低硫低氮，动力性稳定等方面的问题。
[0033]2、本发明实现了天然沸石凹凸棒吸附剂在甲醇燃料制备中的使用。
[0034]3、本发明使用的甲醇汽油添加剂，使尾气排放更清洁。
[0035]4、本发明甲醇燃料添加剂中蒸汽压调节剂的使用，降低了饱和蒸汽压，克服了高原气压低产品气阻的问题。
[0036]5、本发明甲醇燃料添加剂中防冻剂的使用，使甲醇燃料能在高原低温的环境下使用。
[0037]6、本发明甲醇燃料添加剂中石油馏分油和有机化合物的使用，保证油品的动力和燃烧性能。
[0038]7、本发明甲醇燃料添加剂中防腐剂和溶胶剂的使用，使添加剂与金属表面强烈吸附形成良好的保护膜，防止醇的进入，达到了抑制腐蚀的目的。[0039]8、本发明甲醇燃料添加剂中高辛烷值组分的使用，提高汽油的抗爆性。
[0040]9、该添加剂生产工艺简单，原料来源广泛，使用方便，易于推广。
【具体实施方式】
[0041]下面结合具体实施例对本
【发明内容】
作进一步详细说明:
[0042]实施例一、一种甲醇汽油添加剂，其制备方法和步骤如下:
[0043]1、将甲苯 10kg、二甲苯 25kg、碳 5 (C5H12) 5kg 和碳 7 (C7H16) 3kg 加入容器中。
[0044]2、加入防冻剂1.5kg，抗氧防胶剂0.65kg，金属钝化剂0.20kg、清净分散剂
0.03kg、防腐剂1.5kg,乳化剂3kg。用泵循环混合均匀。
[0045]3、加入异丁醇30kg、异丙醇14kg、异戍醇2.8kg、乙醇4kg、用泵循环至混溶均匀止。
[0046]此方法除了达到助燃、助溶、节油、耐低温、防止挥发、增加动力、防腐清除胶质、调节蒸汽压、产品稳定等功能的指标外，还能提高产品的辛烷值，并适合高甲醇燃料的为目的
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[0047]实施例二、一种甲醇汽油添加剂，其制备方法和步骤如下:
[0048]1、将甲苯23kg、二甲苯4kg、碳5 (C5H12) 3kg加入容器中。
[0049]2、加入防冻剂2.0kg,防腐剂1.5kg,乳化剂2.4kg,抗氧防胶剂0.68kg,金属钝化剂0.2kg、清净分散剂0.02kg。用泵循环混合均匀。
[0050]3、加入异丁醇29kg、异丙醇20kg、异戍醇12kg、乙醇2.5kg、用泵循环至混溶均匀止。
[0051]此方法由于甲苯含量高，二甲苯含量低，除了达到助燃、助溶、节油、耐低温、防止挥发、增加动力、防腐清除胶质、调节蒸汽压、产品稳定等功能的指标外，适合以汽油基为原料的目的产品
[0052]实施例三、一种甲醇汽油添加剂，其制备方法和步骤如下:
[0053]1、将甲苯 10kg、二甲苯 25kg、碳 5 (C5H12) 5kg 和碳 7 (C7H16) 3kg 加入容器中。
[0054]2、加入抗氧防胶剂0.68kg，金属钝化剂0.20kg、清净分散剂0.03kg、防腐剂
1.5kg,乳化剂4kg。用泵循环混合均匀。
[0055]3、加入异丁醇30kg、异丙醇14kg、异戍醇2.8kg、乙醇3.8kg、用泵循环至混溶均匀止。
[0056]此方法除了达到助燃、助溶、节油、防止挥发、增加动力、防腐清除胶质、调节蒸汽压、产品稳定等功能的指标外，还能提高产品的辛烷值，由于没有添加抗冻液，在夏天气温高时适合高甲醇燃料的为目的产品。
[0057]实施例四、改性凹凸棒制备步骤如下:
[0058]1、称取50g酸化后的凹凸棒沸石浸泡于3倍的去离子水中。
[0059]2、用去离子水分别配置I的硝酸银和、10%硝酸铁溶液，
[0060]3、待凹凸棒沸石吸水饱和后，分别将不同组成的硝酸银溶液或硝酸铁溶液加入到凹凸棒沸石中，加去离子水至3~10倍，置于恒温水浴中，在70°C下搅拌4h，
[0061]4、抽滤、105 ~115°C烘干，
[0062]5、马弗炉中在300~500°C下焙烧4h，得到改性凹凸棒沸石。[0063]6、米用此方法制备金属负载量(质量分数)分别为I %, 2%, 4%, 5%, 8%的催化剂，即I % Ag-4 % Fe/凹凸棒沸石，I % Ag-5 % Fe/凹凸棒沸石，I % Ag-8 % Fe/凹凸棒沸石，2% Ag-4% Fe/凹凸棒沸石，2% Ag-5% Fe/凹凸棒沸石，2% Ag-8% Fe/凹凸棒沸石，4%Fe/凹凸棒沸石，5% Fe/凹凸棒沸石，8% Fe/凹凸棒沸石，10% Fe/凹凸棒沸石。
[0064]凹凸棒是一种天然沸石，经改性引入不同的过渡金属铁和银的化合物后，能很好地吸附催化甲醇燃料中不安地成分，能脱出燃料馏分油中50~90%的含硫化合物(硫醇、硫醚、噻吩类、硫化氢、二氧化硫等含硫化合物)，含氮化合物(氮氧化物，氨类化合物)，胶质和不饱和烯烃等使产品色泽淡，含硫和氮达到较低水平，产品稳定，凹凸棒处理后的产品，广品质量和品质进一步提闻。
[0065]实施例五、一种甲醇汽油，其制备步骤如下:
[0066]1、将90号汽油70kg、石脑油15kg加入容器中。
[0067]2、加入0.6kg实施例三所得甲醇汽油添加剂，用泵循环混合。
[0068]3、加入15kg甲醇燃料,泵循环混合均匀。
[0069]4、将25kg改性凹凸棒装入填料柱中。
[0070]5、将混合好的甲醇燃料过柱，收集产品为15M高原型清洁甲醇汽油。
[0071] 实施例五甲醇汽油不需改变发动机的结构，进行低温强化冷冻实验为-35°C，适合冬天使用。不影响汽车的动力性能，耐低温，抗腐蚀能力强，不产生气阻。产品质量控制参考GB/T23510-2009《车用燃料甲醇》和DB14/T92-2002《M5、M15车用甲醇汽油》陕西省地方标准，硫含量参考车用汽油国III标准，低温是考虑西北高原地区的最低温度，馏程考虑其油品的燃烧性、蒸发性和启动性，腐蚀试验考虑抗腐蚀性，以93号汽油为基。其各项参数见表一O
[0072]
【权利要求】
1.一种甲醇汽油添加剂，其特征在于，各组分按质量配比为:甲苯4~32%，二甲苯4~42% ,C5H12和C7H160.5~10%，异丁醇3~43%，异丙醇4~33%，异戊醇0.8~15%，乙醇I~8%，乙二醇含量为30%~68%的防冻剂I~6%，2，6- 二叔丁基对甲酚抗氧防胶剂0.2~3 %，N，N- 二亚水杨基-1，2丙基二胺金属钝化剂0.05~0.6 %，聚异丁烯基酰胺异辛酯30%和石油磺酸钙70%的清净分散剂0.008~0.06%，苯并三氮锉60%、二聚亚油酸30 %和亚硝酸钠10 %的防腐剂I~6 %，烷基多糖苷2 % -10 %、甲基叔丁基醚2 % -8 %、油酸三乙醇胺皂3% -15%和石油磺酸钠2 0Z0~12%复合表面活性剂的乳化剂2~8%。
2.如权利要求1所述的甲醇汽油添加剂，其特征在于，所述甲醇汽油添加剂的制备方法如下: 1)将甲苯、二甲苯、C5H12和C7H16加入容器中； 2)加入乙二醇含量为30%~68%的防冻剂，2，6_二叔丁基对甲酚抗氧防胶剂，苯并三氮锉60%、二聚亚油酸30%和亚硝酸钠10%的防腐剂，烷基多糖苷2% -10%、甲基叔丁基醚2 % -8 %、油酸三乙醇胺皂3 % -15 %和石油磺酸钠2 0Z0~12%复合表面活性剂的乳化剂，N，N-二亚水杨基_1，2丙基二胺金属钝化剂、聚异丁烯基酰胺异辛酯30%和石油磺酸钙70%的清净分散剂，用泵循环，混合均匀； 3)加入异丁醇、异丙醇、异戊醇、乙醇、用泵循环至混溶均匀既得所述甲醇汽油添加剂。
3.含有上述甲醇汽油添加剂的甲醇汽油，其特征在于，各组分以重量份计为:汽油基础油:55~85份，甲醇燃料:15~45份，甲醇汽油添加剂:0.2~3份直接混合，或循环调入口 ο
4.如权利要求3所述的甲醇汽油，其特征在于，所述汽油基础油为:93号汽油50~85%, 120号或190号溶剂油5~15%，石脑油8~20%，工业石油醚3~6%，C5H122~8%, C8H18I~5%, C5H12和C7H16的等比例混合物1.5~5%。
5.如权利要求3所述的甲醇汽油，其特征在于，所述甲醇燃料为3~10重量份甲醇基燃料与90~97重量份车用燃料甲醇组成。
6.如权利要求3所述的甲醇汽油，其特征在于，所述甲醇燃料为纯度>99%的工业甲醇。
7.如权利要求3、4、5或6任一所述的甲醇汽油，其特征在于，所述甲醇汽油的配置包括如下步骤: 1)将汽油基础油加入容器中； 2)加入甲醇汽油添加剂，用泵循环混合； 3)加入甲醇燃料，泵循环混合均匀； 4)将改性凹凸棒装入填料柱中； 5)将混合好的甲醇燃料过柱，收集产品既得所述甲醇汽油。
8.如权利要求7所述的甲醇汽油，其特征在于，所述改性凹凸棒沸石的制备方法为: 1)称取一定量的酸化凹凸棒沸石浸泡于适量的去离子水中； 2)分别将一定量的硝酸银或硝酸铁溶于去离子水中； 3)待凹凸棒沸石吸水饱和后，将硝酸银溶液或硝酸铁溶液加入到凹凸棒沸石中，加去离子水至一定量，置于恒温水浴中，在70°C下搅拌4h ； 4)抽滤、烘干；5)马弗炉中在300~500°C下焙烧4h，得到改性凹凸棒沸石。
9.如权利要求8所述的甲醇汽油，其特征在于，所述改性凹凸棒沸石的制备方法中，利用不同酸化凹凸棒沸石及不同硝酸银或硝酸铁含量制备金属负载量(质量分数)分别为1%，2%，4%，5%，8%的催化剂，即1% Ag-4% Fe/凹凸棒沸石，I % Ag_5% Fe/凹凸棒沸Fe/凹凸棒沸石，2% Ag- 4% Fe/凹凸棒沸石，2% Ag-5% Fe/凹凸棒沸石，2% Ag-8% Fe/凹凸棒沸石，4% Fe/凹凸棒沸石，5% Fe/凹凸棒沸石，8% Fe/凹凸棒沸石，10% Fe/凹凸棒沸石。
【文档编号】C10L1/183GK103710058SQ201310721981
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】叶业通, 崔秀成, 王青宁 申请人:兰州市西固新城炼化厂