本发明涉及一种乙醇汽油燃烧增强剂及制备方法，属于燃料添加剂技术领域。
背景技术：
乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源。按照我国的国家标准，乙醇汽油是用90%的普通汽油与10%的燃料乙醇调和而成。乙醇属于可再生能源，是由高粱、玉米、薯类等经过发酵而制得。它不影响汽车的行驶性能，还减少有害气体的排放量。乙醇汽油作为一种新型清洁燃料，是当前世界上可再生能源的发展重点，符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向，技术上成熟安全可靠，在我国完全适用，具有较好的经济效益和社会效益。乙醇汽油是一种混合物而不是新型化合物。在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气对空气的污染，还可促进农业的生产。
由于乙醇与现有汽油在极性、燃烧性等存在较大差异，直接将乙醇用于汽油还存在诸多问题。乙醇的热值较低，燃烧速度慢，车用乙醇汽油较普通汽油相比，理论空燃比较低，因此会导致汽车动力性下降，加速性不佳，汽车油耗增加；乙醇易吸水，容易发生液相分离，车辆长期停放会发生燃油分层现象，使车辆不易起动，稳定性能较差。
申请号为200910018474.8的发明专利公开了一种乙醇汽油复合添加剂及其制备方法，该复合添加剂是由助溶剂、助燃剂、腐蚀抑制剂、蒸汽压抑制剂、清洁分散剂、表面活性剂原料制备而成，在乙醇汽油中加入该复合添加剂完全可以替代汽油，能够节能、清洁、环保。使用该添加剂制成的乙醇汽油可以以不同比例与车用汽油混合使用，合成的汽油无不良腐蚀性，具有良好的动力性、抗氧化性、抗爆性、节油效果好，延长发动机的使用寿命，明显减少了汽车尾气中的有害气体排放，对保护环境和节约能源极为有利，具有良好的经济效益和社会效益；又因其包含表面活性剂，提高了乙醇汽油的储运稳定性，长时间存放也不发生相分离和沉淀现象。该添加剂中虽然能够一定程度的提高乙醇汽油的燃烧效率，但其提高的程度有限。
申请号为201610006058.6的发明专利公开了一种可有效提高乙醇汽油燃烧效率的添加剂，该添加剂是由以下重量份的各组分为原料制成：5-甲基-2-庚烯-4-酮35～60份、甲基叔丁基醚22～36份、e-3-甲基-3-己烯8～12份、2-巯基苯并噻5～9份、4-甲基辛烷7～17份。该产品产品成本低、使用方便，可有效提高乙醇汽油的燃烧效率。但是，该产品并不能解决乙醇汽油稳定性差的缺陷。
申请号为200810072498.7发明专利公开一种燃油添加剂，其中包括碳酸二烷基酯0.1～99.8%、双环戊二烯基铁0～80%、苯骈三氮唑0～80%、脂肪醇与环氧乙烷缩合物0.1～80%、烷基酚与环氧乙烷缩合物0.05～50%等组分。其可广泛应用于各类各类机动车辆、船用柴油机、内燃机车、工业燃油锅炉等各种标号汽油、柴油、乙醇汽油、生物柴油，和重油中。其优点是清洁，无毒，添加量少，能即刻提升燃油的质量，促进燃烧效率、明显节省油耗，减低有害尾气及增强发动机动力和保护发动机延长发动机使用寿命。该添加剂虽然能促进乙醇汽油的燃烧效率，但是，其效果有限。此外，该添加剂依旧不能改善乙醇汽油的稳定性。
综上，急需一种稳定性好、动力性强、互溶性好的乙醇汽油添加剂，解决乙醇汽油的稳定性不好、热值低和动力性不足的问题。
技术实现要素：
针对以上缺陷，本发明的目的是提供一种稳定性好、动力性强、互溶性好的乙醇汽油燃烧增强剂。
本发明解决的第一个技术问题是提供一种乙醇汽油燃烧增强剂的制备方法。
本发明乙醇汽油燃烧增强剂的制备方法，包括如下步骤：
a、将黄原胶溶于水中，形成壁材溶液；将硝化棉和吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；
b、在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速不低于500r/min，得乳化液；
c、将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊；
d、将硝化棉胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。
硝化棉为白色或微黄色棉絮状，能溶于丙酮。学名纤维素硝酸酯，旧称硝化纤维、硝化棉。硝化棉是一个聚合物。其分子量很大。硝化棉具有高度可燃性和爆炸性，其危险程度根据硝化程度而定，含氮量在12.5%以上的硝化棉危险性极大，遇火即燃烧。在温度超过40℃时能加速其分解而自燃。含氮量不足12.5%的硝化棉虽然比较稳定，但受热或储存日久，逐渐分解而放出酸，降低着火点，亦有自燃自爆的可能。因此，硝化棉无法直接用做燃烧增强剂。
本发明的方法，在冷冻条件下制备出硝化棉胶囊，然后将硝化棉胶囊分散于蓖麻油中，进一步加入双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯、表面活性剂组成乙醇汽油燃烧增强剂。该燃烧增强剂具有稳定性好、动力性强、互溶佳的特点，采用的硝化棉胶囊在燃烧时增加乙醇汽油的燃烧值，使乙醇的热值得到有效的补充，解决了乙醇汽油热值低和动力性不足的问题。
本发明方法，以黄原胶为壁材，以硝化棉为芯材，得到硝化棉胶囊。其中，黄原胶又称黄胶、汉生胶，是一种由黄单胞杆菌发酵产生的细胞外酸性杂多糖。是由d-葡萄糖、d-甘露糖和d-葡萄糖醛酸按2:2:1组成的多糖类高分子化合物，相对分子质量在100万以上。黄原胶的二级结构是侧链绕主链骨架反向缠绕，通过氢键维系形成棒状双螺旋结构。将其溶解于水中，能够很好的包裹硝化棉，得到硝化棉胶囊。优选的黄原胶的浓度为5～10wt%。更优选黄原胶的浓度为8wt%。
芯材溶液采用乙酸乙酯为溶剂，乙酸乙酯是无色透明液体，低毒性，有甜味，浓度较高时有刺激性气味，易挥发，对空气敏感，能吸水分，使其缓慢水解而呈酸性反应。且乙酸乙酯能够很好的溶解硝化棉以及吐温80，是一种优良的溶剂。
优选的，芯材溶液中的硝化棉浓度影响后续硝化棉胶囊的制备，优选的，硝化棉的浓度为2～8wt%，更优选硝化棉的浓度为6wt%。
芯材溶液中除了加入硝化棉之外，还需加入吐温80。吐温80又称聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，简称聚山梨酯-80，易溶于水，溶于乙醇、植物油、乙酸乙酯、甲醇、甲苯，不溶于矿物油。吐温80为常用的非离子型表面活性剂，可作为乳化剂使用，加入吐温80能够调节溶液的亲疏水平衡值，使其很好的分散乳化。优选的，吐温80的加入量为硝化棉重量的40～80%。更优选的，吐温80的加入量为硝化棉重量的60%。
b步骤主要的乳化过程，由于硝化棉易燃烧，因此，需要在0～4℃条件下进行乳化。保证温度为0～4℃的方法有很多，优选的，采用冰水浴。冰水浴是为了在乳化过程中降温，将温度保证为冰水混合物的温度，使其更好、更安全的进行乳化。当然，本发明也可采用别的设备来替代冰水浴，比如，在冷冻的条件下进行乳化，仅需保证乳化温度不高于4℃即可。
优选的，b步骤中，体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:2～8；更优选按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:4。
搅拌是影响乳化效果的一个重要因素，理论上说，仅需搅拌转速在500r/min以上即可满足本发明的要求。为了提高乳化效果，优选乳化是的搅拌转速为500～1000r/min；更优选搅拌转速为800r/min。
c步骤将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊。该硝化棉胶囊以硝化棉为芯，以黄原胶为壁，能够用于燃烧增强剂中。
d步骤将硝化棉胶囊与蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合分散均匀，即可得到乙醇汽油燃烧增强剂。优选的，可以先将硝化棉胶囊分散于蓖麻油中，再加入双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂。
优选的，按重量份计，硝化棉胶囊20～40份，蓖麻油30～60份，双环戊二烯基铁10～30份，正己烷20～40份，硝酸戊酯10～20份，表面活性剂5～10份。
更优选的，d步骤中，按重量份计，硝化棉胶囊25～35份，蓖麻油40～50份，双环戊二烯基铁15～25份，正己烷25～35份，硝酸戊酯12～18份，表面活性剂6～8份。
作为优选方案，d步骤中，按重量份计，硝化棉胶囊30份，蓖麻油44份，双环戊二烯基铁21份，正己烷30份，硝酸戊酯15份，表面活性剂7份。
其中，各组分的种类及其用量是影响本发明燃烧增强剂的主要因素。各组分间相互影响，协同增效，方能提高本发明乙醇汽油燃烧增强剂的性能。
在该燃烧增强剂的组分中，硝化棉胶囊是重要的组成成分，而蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，蓖麻油存在于蓖麻的种子里，可用榨取或溶剂萃取法制得蓖麻油。在本发明中，蓖麻油可以很好的分散硝化棉胶囊。正己烷是低毒、有微弱的特殊气味的无色液体，在本发明的燃烧增强剂中，正己烷可以作为普通溶剂使用。本发明中的双环戊二烯基铁，为二茂铁，是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物。常温下为橙黄色粉末，有樟脑气味。不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂。它具有燃料催化剂之功效，能用作节能消烟助燃添加剂。硝酸戊酯为常用的化学品，在常温下为清亮无色至微黄色液体，并有芳香气味。
表面活性剂为加入少量能使其溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。本领域常用的表面活性剂均适用于本发明。优选的，所述表面活性剂为脱水梨糖醇单油酸酯、脱水梨糖醇棕榈酸酯、脱水梨糖醇、三油酸酯、脱水梨糖醇单硬酯酸酯中的至少一种。
本发明解决的第二个技术问题是提供一种乙醇汽油燃烧增强剂。
本发明的乙醇汽油燃烧增强剂，由本发明所述的方法制备得到。该燃烧增强剂具有稳定性好、动力性强、互溶佳的特点，采用的硝化棉胶囊在燃烧时增加乙醇汽油的燃烧值，使乙醇的热值得到有效的补充，解决了乙醇汽油热值低和动力性不足的问题。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1）本发明乙醇汽油燃烧增强剂，稳定性好、动力性强、互溶性佳，能够在燃烧时增加乙醇汽油的燃烧值，解决乙醇汽油热值低和动力性不足的问题。
2）本发明乙醇汽油燃烧增强剂的制备方法简单，无需特殊的设备即可进行，其成本较低，适用于大规模的生产。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明的范围仅限于以下的实例。在不脱离本发明上述方法思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包含在本发明的范围内。
实施例1
采用如下方法制备得到乙醇汽油燃烧增强剂：
1）配制壁材溶液：将黄原胶溶于水中，得到浓度为5wt%的黄原胶水溶液，即壁材溶液。
2）配制芯材溶液：将硝化棉和吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；芯材溶液中，硝化棉的浓度为8wt%；吐温80的加入量为硝化棉重量的80%。
3）乳化：在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速为1000r/min，得乳化液；按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:8。
4）冻干：将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊。
5）混合分散：将硝化棉胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。所述表面活性剂为脱水梨糖醇单油酸酯；按重量份计，硝化棉胶囊40份，蓖麻油30份，双环戊二烯基铁30份，正己烷20份，硝酸戊酯10份，表面活性剂10份。
以92号普通汽油作为汽车能源，测定其百公里油耗，其结果见表1。
按体积比9:1在92号普通汽油中加入乙醇，得到乙醇汽油，作为汽车能源，测定该乙醇汽油的百公里油耗，其结果见表1。
在该乙醇汽油中加入占乙醇汽油体积5%的乙醇汽油燃烧增强剂，作为汽车能源。测定其百公里的油耗，其结果见表1。
实施例2
采用如下方法制备得到乙醇汽油燃烧增强剂：
1）配制壁材溶液：将黄原胶溶于水中，得到浓度为10wt%的黄原胶水溶液，即壁材溶液。
2）配制芯材溶液：将硝化棉和吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；芯材溶液中，硝化棉的浓度为2wt%；吐温80的加入量为硝化棉重量的40%。
3）乳化：在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速为500r/min，得乳化液；按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:2。
4）冻干：将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊。
5）混合分散：将硝化棉胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。所述表面活性剂为脱水梨糖醇棕榈酸酯；按重量份计，硝化棉胶囊20份，蓖麻油60份，双环戊二烯基铁10份，正己烷40份，硝酸戊酯20份，表面活性剂5份。
按体积比9:1在92号普通汽油中加入乙醇，得到乙醇汽油，再加入占乙醇汽油体积5%的乙醇汽油燃烧增强剂，作为汽车能源。测定其百公里的油耗，其结果见表1。
实施例3
采用如下方法制备得到乙醇汽油燃烧增强剂：
1）配制壁材溶液：将黄原胶溶于水中，得到浓度为8wt%的黄原胶水溶液，即壁材溶液。
2）配制芯材溶液：将硝化棉和吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；芯材溶液中，硝化棉的浓度为6wt%；吐温80的加入量为硝化棉重量的60%。
3）乳化：在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速为800r/min，得乳化液；按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:4。
4）冻干：将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊。
5）混合分散：将硝化棉胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。所述表面活性剂为脱水梨糖醇单油酸酯；按重量份计，硝化棉胶囊30份，蓖麻油44份，双环戊二烯基铁21份，正己烷30份，硝酸戊酯15份，表面活性剂7份。
按体积比9:1在92号普通汽油中加入乙醇，得到乙醇汽油，再加入占乙醇汽油体积5%的上述乙醇汽油燃烧增强剂，作为汽车能源。测定其百公里的油耗，其结果见表1。
实施例4
采用如下方法制备得到乙醇汽油燃烧增强剂：
1）配制壁材溶液：将黄原胶溶于水中，得到浓度为7wt%的黄原胶水溶液，即壁材溶液。
2）配制芯材溶液：将硝化棉和吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；芯材溶液中，硝化棉的浓度为6wt%；吐温80的加入量为硝化棉重量的50%。
3）乳化：在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速为700r/min，得乳化液；按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:3。
4）冻干：将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊。
5）混合分散：将硝化棉胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。所述表面活性剂为脱水梨糖醇；按重量份计，硝化棉胶囊25份，蓖麻油50份，双环戊二烯基铁15份，正己烷35份，硝酸戊酯12份，表面活性剂8份。
按体积比9:1在92号普通汽油中加入乙醇，得到乙醇汽油，再加入占乙醇汽油体积5%的乙醇汽油燃烧增强剂，作为汽车能源。测定其百公里的油耗，其结果见表1。
实施例5
采用如下方法制备得到乙醇汽油燃烧增强剂：
1）配制壁材溶液：将黄原胶溶于水中，得到浓度为9wt%的黄原胶水溶液，即壁材溶液。
2）配制芯材溶液：将硝化棉和吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；芯材溶液中，硝化棉的浓度为7wt%；吐温80的加入量为硝化棉重量的70%。
3）乳化：在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速为700r/min，得乳化液；按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:6。
4）冻干：将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊。
5）混合分散：将硝化棉胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。所述表面活性剂为三油酸酯；按重量份计，硝化棉胶囊35份，蓖麻油40份，双环戊二烯基铁25份，正己烷25份，硝酸戊酯18份，表面活性剂6份。
按体积比9:1在92号普通汽油中加入乙醇，得到乙醇汽油，再加入占乙醇汽油体积5%的乙醇汽油燃烧增强剂，作为汽车能源。测定其百公里的油耗，其结果见表1。
实施例6
采用如下方法制备得到乙醇汽油燃烧增强剂：
1）配制壁材溶液：将黄原胶溶于水中，得到浓度为8wt%的黄原胶水溶液，即壁材溶液。
2）配制芯材溶液：将硝化棉和吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；芯材溶液中，硝化棉的浓度为6wt%；吐温80的加入量为硝化棉重量的60%。
3）乳化：在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速为800r/min，得乳化液；按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:4。
4）冻干：将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊。
5）混合分散：将硝化棉胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。所述表面活性剂为脱水梨糖醇单硬酯酸酯；按重量份计，硝化棉胶囊30份，蓖麻油42份，双环戊二烯基铁18份，正己烷28份，硝酸戊酯13份，表面活性剂6份。
按体积比9:1在92号普通汽油中加入乙醇，得到乙醇汽油，再加入占乙醇汽油体积5%的乙醇汽油燃烧增强剂，作为汽车能源。测定其百公里的油耗，其结果见表1。
对比例1
采用如下方法制备得到乙醇汽油燃烧增强剂：
1）配制壁材溶液：将黄原胶溶于水中，得到浓度为8wt%的黄原胶水溶液，即壁材溶液。
2）配制芯材溶液：将硝化棉和吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；芯材溶液中，硝化棉的浓度为3wt%；吐温80的加入量为硝化棉重量的60%。
3）乳化：在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速为800r/min，得乳化液；按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:4。
4）冻干：将乳化液冷冻干燥，得到硝化棉胶囊。
5）混合分散：将硝化棉胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。所述表面活性剂为脱水梨糖醇单硬酯酸酯；按重量份计，硝化棉胶囊30份，蓖麻油42份，双环戊二烯基铁18份，正己烷28份，硝酸戊酯13份，表面活性剂6份。
按体积比9:1在92号普通汽油中加入乙醇，得到乙醇汽油，再加入占乙醇汽油体积2%的乙醇汽油燃烧增强剂，作为汽车能源。测定其百公里的油耗，其结果见表1。
对比例2
采用如下方法制备得到乙醇汽油燃烧增强剂：
1）配制壁材溶液：将黄原胶溶于水中，得到浓度为8wt%的黄原胶水溶液，即壁材溶液。
2）配制芯材溶液：将吐温80溶于乙酸乙酯中，形成芯材溶液；芯材溶液中，
3）乳化：在0～4℃条件下，将芯材溶液加入壁材溶液中，高速搅拌，搅拌转速为800r/min，得乳化液；按体积比，芯材溶液:壁材溶液=1:4。
4）冻干：将乳化液冷冻干燥，得到胶囊。
5）混合分散：将胶囊、蓖麻油、双环戊二烯基铁、正己烷、硝酸戊酯和表面活性剂混合均匀，得到乙醇汽油燃烧增强剂。所述表面活性剂为脱水梨糖醇单硬酯酸酯；按重量份计，胶囊30份，蓖麻油42份，双环戊二烯基铁18份，正己烷28份，硝酸戊酯13份，表面活性剂6份。
按体积比9:1在92号普通汽油中加入乙醇，得到乙醇汽油，再加入占乙醇汽油体积2%的乙醇汽油燃烧增强剂，作为汽车能源。测定其百公里的油耗，其结果见表1。
表1
可见，本发明的乙醇汽油燃烧增强剂，能够在燃烧时增加乙醇汽油的燃烧值，解决乙醇汽油热值低和动力性不足的问题，作为汽车能源使用时，能够降低汽车的油耗。