高含量压燃式发动机用环保醇醚燃料的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高含量压燃式发动机用环保醇醚燃料，属于醇醚燃料清洁能源技术领域。
【背景技术】
[0002]众所周知，我国的国情是缺油、少气，相对富煤，替代能源的首要条件必须满足两大要素，一是储量丰富，二是燃烧洁净。
[0003]在我国能源探明的储量中，煤炭为主体占到94%，石油占5.4%，天然气占0.6%，虽然我国煤炭产量占世界总产量的36.5%，但煤炭储量仅占世界储量的13%，在我国现有条件下，煤炭年产量的极限是20亿吨，而我国的煤炭年消耗量已超过13亿吨，逼近极限，指日可待。
[0004]中国地质科学院《矿产资源与中国经济发展》报告中就提示:中国油气资源的现有储量将不足30年的消费，最终可采储量勉强可维持50年，占消费总量中的15%?20%。到2020年，中国石油的进口量将超过5亿吨，天然气进口将超过1000亿m3，两者的对外依存度分别将达70%和50%，这已严重危机到我国的国家能源安全。
[0005]据统计，目前我国机动车辆总量已达到2.6亿辆，并且每年都保持着20%以上的增长率，并成为国民经济新的增长点，在国民经济中具有重要的战略地位。
[0006]从上述资料可得出两个结论:一是能源短缺逐渐走向能源耗竭；二是目前所使用的主要石化能源对于人类生存的环境具有严重污染。我国的能源战略也是“节约优先，立足国内，煤为基础，多种发展”。从而为甲醇、乙醇燃料的发展以及他们的衍生物产品，产量的进一步扩大生产和扩大使用奠定了坚实的基础。多年来虽然在甲醇、乙醇燃料的研究和运用上各国都取得了阶段性的成果和推广，但都受醇类燃料特有的限制和缺陷，致使在对各高浓度醇类燃料的研究上，基本上是靠现有点燃式发动机进行改造或甲醇燃料专用发动机而达到适应高浓度醇类燃料的要求，并发挥醇类燃料的优点，而在压燃式发动机上醇类燃料的使用也至今只在少量醇燃料和柴油的掺烧中进行。
[0007]燃料在发动机内燃烧作功是一个非常复杂的物理化学变化过程，燃料的着火性和燃烧特性等又取决于各种燃料本身的蒸发性、沸点、汽化潜热、汽化或雾化程度、着火温度、发动机作功时缸内温度与燃料最佳燃烧温度的最佳匹配程度。辛烷值、十六烷值、密度、粘度等性质的不同而表现结果的不同。
[0008]由于醇类燃料含氧及羟基，而羟基的存在又决定了醇类燃料具有与石油燃料不同的特性，所以醇类燃料与石油燃料的性质差异较大。但甲醇和乙醇均为一种优良的极性有机溶剂，他们的许多性质都与汽油比较接近，虽然它们的热值均比汽油、柴油低得多，但无论何种比例的混合燃料，理论混合气的热值均不低于汽油和柴油而约高于汽油、柴油，且敏感度比汽油、柴油小，辛烷值RON或MON略高于汽油，因此醇类燃料可以用于较高压缩比的发动机而不致产生爆震，并能提高发动机的效率，即使是醇类燃料在浓混合气的条件下工作时爆震倾向也很小，如使用甲醇或乙醇作为发动机的主剂燃料时，由于甲醇、乙醇中含有较多的氧，加之醇燃料含量越高，燃料辛烷值提高幅度越大，而且醇类燃料的燃烧极限很宽，特别是燃烧浓度上限比汽油、柴油高的多，因此在适应高压缩比的发动机上可以获得高效率和强大动力。高浓度的醇类燃料与普通汽车燃料相比，利用率高、污染少、臭氧形成少，并易于储存和携带，因此常为赛车和大功率越野车的燃料首选。
[0009]但甲醇、乙醇作为车用燃料时，也有许多不足之处:(I)甲醇、乙醇的汽化潜热分别比汽油高3.6倍和2.9倍，比柴油高4.1倍和3.3倍，这是由于醇具有极性，而且液态醇分子间有强的氢键的相互作用，结合成较复杂的缔合分子，而要减弱或破坏这种缔合，就必须给予较多的热量。醇燃料的汽化潜热随其分子中碳原子数的增加而迅速减小。高汽化潜热使得混合气形成困难，导致发动机在低温下难以启动，加长了混合气着火前的滞燃期，给冷启动带来了困难，引起汽化器结冰，燃料消耗增加等问题，但同时也降低了进气温度，使发动机缸内最高燃烧温度下降，提高了充气效率，对减少NOx的排放提供了有利条件；(2)十六烷值是衡量燃油着火性能的指标，甲醇和乙醇的十六烷值分别为3和8，比柴油低的多，这就使得在压燃式发动机上燃用醇类燃料更加困难；(3)动力黏度是影响供给系统润滑和泄露的重要因素，而甲醇、乙醇、二甲醚、二乙基醚等黏度很低，分别为柴油的五分之一、三分之一、二十分之一、十五分之一，所以密封性能较差，因此要求燃料供给系统运动件的配合间隙比柴油小，否则燃料泄漏量很大，无法达到燃料供给的要求，而且润滑性能也不如柴油，因而供油系统部件易磨损，需要改善运动件材料或添加润滑剂，否则会降低运动件的使用寿命；
(4)甲醇、乙醇对发动机燃料系统的许多金属，如腐蚀铜、铁、铝、铅、锌、镁、以及他们的许多合金都有腐蚀性，混合燃料即使含有3%的醇也使得燃料的腐蚀性大大增强，且醇含量越高，腐蚀性越大;醇类燃料对橡胶塑料也有腐蚀溶胶的作用，而发动机燃料系统许多部件都是橡胶、塑料等材料制成，从而降低了某些部件的使用寿命。
【发明内容】
[0010]本发明旨在解决现有技术中醇类燃料的不足，提供一种性能更加稳定、无需改变现有压燃式柴油发动机结构的高含量压燃式发动机用环保醇醚燃料，该燃料可单独使用，效果更佳，也可与普通柴油混合掺烧使用。本发明的醇醚燃料具有性能稳定，动力强劲，燃烧充分，抗震性能好，加速度良好，易启动，不产生气阻，油耗低，尾气排放更清洁优点，能大幅度降低现有压燃式发动机对柴油的过分依赖性，提高国家在能源战略问题上的应急保障度。
[0011 ]为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下:
高含量压燃式发动机用环保醇醚燃料，其特征在于:由以下按重量份计的原料配制而成:甲醇或乙醇或甲、乙混合醇600?750份，甲苯50?80份，硬脂酸5?10份，六甲基磷酰三胺5?10份，硝基溶剂2?8份，丙酮5?30份，脂肪酸甲酯50?100份，正构烷烃2?5份，N-甲基苯胺2?8份，植物油10?35份，醇类燃料醚稳定剂25?100份，催化助燃剂10?20份，抗爆增强剂3?6份，醇类燃料助溶剂5?50份，十六烷值调整剂5?20份，引出剂I?3份，醇类燃料识别剂0.003?0.006份，醇类燃料橡胶塑料件腐蚀溶胀抑制剂2?6份，醇类燃料金属腐蚀抑制剂I?6份，抗氧防胶剂I?6份，金属钝化剂2?5份，缓蚀剂I?3份，抗静电剂2?4份，清净分散剂I?6份，抗磨修复剂I?6份，醇类燃料杀菌剂0.2?0.8份。
[0012]所述硝基溶剂为硝基甲烷、硝基乙烷、1-硝基丙烷、2-硝基丙烷中的至少一种。
[0013]所述正构烷烃为正己烷、壬烷、癸烷中的至少一种。
[0014]所述植物油为大豆油、菜籽油、花生油中的至少一种。
[0015]所述醇类燃料醚稳定剂二甲基醚、二乙基醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丁醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、三甘醇二甲醚、三甘醇二乙醚、四甘醇二甲醚、四甘醇二乙醚中的至少两种。
[0016]所述催化助燃剂为氯酸钾、高氯酸钾中的任意一种与过氧化锌以任意重量比的组入口 ο
[0017]所述抗爆增强剂为甲基环戊二烯三羰基锰、环戊二烯三羰基锰中的至少一种。
[0018]所述醇类燃料助溶剂为异丁醇、异戊醇、辛醇中的至少一种，与十六醇、聚乙二醇中的至少一种以重量比为1:1的比例组合。
[0019]进一步地，所述聚乙二醇的分子量为200?400。
[0020]所述十六烷烃调整剂为硝酸环己酯、硝酸异辛酯、硝酸异戊酯、硝酸2-甲氧基乙酯、硝酸正戊酯、2-甲基硝酸正戊酯、