专利名称：无铅汽油添加剂的制作方法
技术领域：
本发明属内燃机汽油燃料添加剂技术领域，涉及一种可大幅度提高汽油辛烷值的无铅汽油添加剂。
随着当今各类机动车辆保有量的与日俱增，汽车尾气的排放对自然环境和人体健康的污染吸危害也越来越严重，成为城市空气的第一污染源。汽车尾气中含有大量有毒的碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物和铅，其中铅对大气污染的分担率为80～90％。长期以来，我国的炼油企业在汽油生产过程中为了达到车用汽油对辛烷值和抗爆指数等指标的要求，一直在汽油中添加大量的剧毒原料——四乙基铅。为净化城市空气，1998年国务院办公厅发布了《关于限期停止生产、销售车用含铅汽油的通知》，要求各地自2000年1月1日起停止生产车用含铅汽油，2000年7月1日起在全国范围内停止销售和使用车用含铅汽油。目前本领域实现汽油无铅化主要有三种途径，即1、炼制工艺改进，2、在汽油中掺合工业异辛烷、甲基叔丁基醚(MTBE)、醇类燃料等，3、在汽油中添加除四乙基铅以外的金属或非金属抗爆剂，其中最为经济简便和成熟的技术就是添加MTBE。但近年来又发现MTBE对人类健康有潜在威胁，美国加利福尼亚州政府已明文规定减少使用，至2002年完全停止使用。总之目前公知的各类汽油添加剂还存在有许多弊端。
本发明的目的在于克服公知技术所存在的弊端，提供一种可大幅度提高汽油辛烷值并降低大气污染的高品质高效的无铅汽油添加剂。
本发明所述的无铅汽油添加剂是申请人通过采用含氧有机物与含氧杂环胺有机物等组分复合添加的技术而研制获得的，它由多支链脂肪醇、含氧杂环胺、抗氧剂和助溶剂共四种物质组分混合组成，其中多支链脂肪醇的化学通式为(R1R2R3)COH，式中R1为H或C1～C3的烷基，R2为H或C1～C3的烷基，R3为H或C1～C3的烷基，制品中R1、R2、R3可完全相同或不同；含氧杂环胺的化学通式为 或 式中R1、R2、R3、R4为H或C1～C3的烷基，制品中它们可不同；n=1～3；抗氧剂为二叔丁基混合酚(C14H24O)；
助溶剂为醚(C5H12O、C6H14O)或烷基苯(C7H8、C8H10、C9H10O)。
在本发明所述添加剂物质组方中，多支链脂肪醇和含氧杂环胺这两种有机物具有共抗爆作用，能大幅度提高辛烷值，进而明显提高汽车发动机功率并降低汽车尾气中的有害成分；抗氧剂和助溶剂属汽油掺合组分，它们能使提高汽油辛烷值和抗爆的性能更好。
构成该无铅汽油添加剂之各物质组分的含量范围为多支链脂肪醇65～75％；含氧杂环胺 20～30％；抗氧剂 0.5～1.5％；助溶剂 3～5％。
用于制备该添加剂的生产工艺包括三部分技术内容，即多支链脂肪醇组分的合成工艺、含氧杂环胺组分的合成工艺以及多支链脂肪醇、含氧杂环胺、抗氧剂和助溶剂四种组分的复配工艺。
一、多支链脂肪醇的制备工艺流程为将电石水解产生的乙炔气经冷冻、净化、中和、干燥后引入装有工业无水脂肪酮或醛的反应釜中，维持釜内温度在50～80℃，搅拌釜内反应物至不吸收乙炔气为止，停止通乙炔气，将生产的反应液放入盛有金属催化剂(如钯、铂、镍合金等催化剂)的高压釜中，通入氢气，维持釜内温度和压力分别为50～150℃和4～8MPa，搅拌釜内反应物并不断补充氢气直至压力停止下降为止；待釜内反应物冷却至40℃以下后，用氮气将反应物压入蒸馏釜中，维持釜内沸腾温度并控制回流比在1～3∶1，最后经填料塔精馏得成品组分。
二、含氧杂环胺的制备工艺流程为将含氧杂环醛经高位计量槽计量后加入盛有合金催化剂(如XCr2O3·YCuO、Ni-Cu、Cr-Cu催化剂)的压力釜中，通入氢气，维持釜内温度和压力分别为80～200℃和5～10MPa，多次补充氢气直至压力停止下降为止；冷却滤去催化剂，滤液经分馏后的主产品转入另一盛有铜合金催化剂(如铜-锌、铜-铬、铜-锌-铬、骨架镍等催化剂)和脂族伯胺的反应釜中，控制釜内温度在80～200℃，待反应终结后冷却滤去催化剂，粗品经蒸馏，真空蒸馏除去水及未反应的原料和副产物后即得成品组分；三、四种组分的复配工艺流程为将环氧杂环胺成品组分缓慢加入至多支链脂肪醇成品组分中，搅拌加热溶解后，依次加入抗氧剂和助溶剂，继续搅拌直至呈均一溶液，待混合物冷却至室温后即得成品物质。
1、多支链脂肪醇组分合成工艺实例实施方法一将330kg电石水解，产生的乙炔气经冷却、净化、中和、干燥等工序后引入装有221kg无水脂肪酮的反应釜中，维持釜内温度在50～80℃，搅拌反应至停止吸收乙炔气为止，停止通乙炔气；将生产的反应液打入盛有金属催化剂的高压釜中，通入氢气，维持釜内温度和压力分别为90～110℃和5MPa，搅拌釜内反应物并不断补充氢气直至压力停止下降为止；将釜内反应物冷却至室温后，用氮气将反应物压入蒸馏釜中，维持釜内沸腾温度并控制回流比在3∶1，最后经填料塔精馏得多支链脂肪醇48kg，收率96％,b.p.101～102℃实施方法二将100kg电石湿法水解，所产生之乙炔气经冷却、净化、中和、干燥等工序后引入装有67kg无水高碳醇的反应釜中，维持反应温度60℃，搅拌转速60转/分，反应10小时；将该反应液打入盛有金属催化剂的反应釜中，通入氢气，维持釜内一定温度搅拌，直至压力不再下降为止；冷却至室温后，用氮气将反应物压入蒸馏釜中，维持釜内沸腾温度，最后经填料塔精馏得多支链脂肪醇14.5～15.0kg，收率95.7～99.0％,b.p.101～103℃2、含氧杂环胺组分合成工艺实例实施方法一将43kg含氧杂环醛送入高压釜中加入0.6kg的XCr2O3·YCuO催化剂，通入氢气，维持釜内温度分别为150～170℃，使反应物在6MPa压力下反应，并多次补充氢气直至压力不再下降为止；冷却，滤去催化剂，滤液经分馏后的产品送入另一盛有0.8kg铜合金催化剂和28.70kg脂族伯胺的反应釜中，控制釜内温度在140～160℃，待反应终结后冷却，滤去催化剂，粗品经蒸馏，真空蒸馏除去水及未反应的原料和副产物，得成品69.1kg含氧杂环胺，收率98.7％。
实施方法二将14.5kg含氧杂环醛送入高压釜中，加入0.2kg的合金催化剂，在搅拌下通入氢气，使釜内物维持在160℃温度和6MPa的压力下反应，直到压力不再下降为止；冷却，滤去催化剂，滤液经分馏后的产品再送入另一盛有0.3kg铜合金催化剂和9.6kg脂肪伯胺的反应釜中，控制釜内沸腾，待反应终结后冷却，滤去催化剂，粗品经蒸馏除去水及未反应的原料和副产物，得成品含氧杂环胺22.3kg，收率96.7％。
3、复配工艺实例实施方法一
将含氧杂环胺20kg缓慢加入75kg多支链脂肪醇中，搅拌混合均匀后再依次加入1kg抗氧剂和4kg助溶剂，加热搅拌直至剂液呈均一浅茶色液体时即为最终的无铅汽油添加剂产品。
实施方法二将含氧杂环胺6.7kg缓慢加入25kg多支链脂肪醇中，在50℃温度下搅拌混合均匀，再依次加入1.3kg助溶剂和0.4kg抗氧剂，搅拌8小时使剂液里均一茶色液体，将液体过0.12mm铜筛后即得最终产品。
发明效果使用本发明所述无铅汽油添加剂生产的无铅汽油，经有关部门按SH0041-91标准检验，各项指标合格。另经台架实验对加有0.5～5‰该无铅汽油添加剂的无铅汽油实验测试结果表明，该添加剂具有如下特性●可将70#汽油提高到90#汽油；●除污率为50％；●较燃用RON90无铅汽油动力性提高，外特性最大功率提高0.8KW；2200r/min最大扭矩增加3.7N·m；●较燃用RON90无铅汽油经济性提高，外特性节油率2.1％，负荷特性节油率2.6～3.5％。
权利要求
1.一种无铅汽油添加剂，其特征在于它由多支链脂肪醇、含氧杂环胺、抗氧剂和助溶剂共四种物质组分混合组成。
2.如权利要求1所述的添加剂，其特征在于所说的抗氧剂为二叔丁基混合酚，所说的助溶剂为醚或烷基苯。
3.如权利要求1、2所述的添加剂，其特征在于构成该添加剂之各物质组分的含量范围为多支链脂肪醇65～75％；含氧杂环胺 20～30％；抗氧剂 0.5～1.5％；助溶剂 3～5％。
4.专用于制备权利要求1、2、3所述添加剂的工艺，其特征在于包括多支链脂肪醇组分的合成工艺、含氧杂环胺组分的合成工艺以及多支链脂肪醇、含氧杂环胺、抗氧剂和助溶剂四种组分的复配工艺，其中4．1、多支链脂肪醇的制备工艺流程为将电石水解产生的乙炔气经冷冻、净化、中和、干燥后引入装有工业无水脂肪酮或醛的反应釜中，维持釜内温度在50～80℃，搅拌釜内反应物至不吸取乙炔气为止，停止通乙炔气，将生产的反应液放入盛有金属催化剂的高压釜中，通入氢气，维持釜内温度和压力分别为50～150℃和4～8MPa，搅拌釜内反应物并不断补充氢气直至压力停止下降为止，待釜内反应物冷却至40℃以下后，用氮气将反应物压入蒸馏釜中，维持釜内沸腾温度并控制回流比在1～3∶1，最后经填料塔精馏得成品组分；4．2、含氧杂环胺的制备工艺流程为将含氧杂环醛经高位计量槽计量后加入盛有合金催化剂的压力釜中，通入氢气，维持釜内温度和压力分别为80～200℃和5～10MPa，多次补充氢气直至压力停止下降为止，冷却滤去催化剂，滤液经分馏后的主产品转入另一盛有铜合金催化剂和脂族伯胺的反应釜中，控制釜内温度在80～200℃，待反应终结后冷却滤去催化剂，粗品经蒸馏，真空蒸馏除去水及未反应的原料和副产物后即得成品组分；4．3、四种组分的复配工艺流程为将环氧杂环胺成品组分缓慢加入至多支链脂肪醇成品组分中，搅拌加热溶解后，依次加入抗氧剂和助溶剂，继续搅拌直至呈均一溶液，待混合物冷却至室温后即得成品物质。
全文摘要
本发明涉及一种高品质高效无铅汽油添加剂,它由多支链脂肪醇、含氧杂环胺、抗氧剂和助溶剂共四种物质组分混合组成,本品可大幅度提高汽油的辛烷值,进而明显提高汽车发动机功率并降低汽车尾气中的有害成分。
文档编号C10L1/10GK1306075SQ0011371
公开日2001年8月1日 申请日期2000年1月19日 优先权日2000年1月19日
发明者王聪, 郭秋宝, 郑远洋, 郭文林 申请人:陕西省西北新技术实业有限责任公司