本发明涉及汽油技术领域，且特别涉及一种新型清洁乙醇汽油及其制备方法。
背景技术：
随着国际原油价格持续走高，实施多元化的能源战略政策已成为当今各个国家的重要抉择，我国是一个缺油少气的国家，合理、高效、节能、安全地发展新型替代燃料已成为我国能源发展的唯一出路。目前我国推广使用的汽油是乙醇汽油，乙醇汽油就是把10％的乙醇加入汽油中形成乙醇汽油的。应当注意的是，该10％的乙醇要先变性，即在乙醇中加入mtbe等醚类物质或苯等苯类物质使乙醇不能食用得到变性乙醇，然后再加入汽油，其生产工艺为：将mtbe等变性物质加入乙醇中，搅拌均匀形成变性乙醇，再加入到汽油中，搅拌均匀形成乙醇汽油。
但是，乙醇汽油存在有如下6大客观缺点：(1)与传统汽油相比，动力不足。汽油主要由碳元素构成，分子通式：cnh2n+2、cnh2n、cnh2n-6，4≤n≤12，汽油分子由c4到c12组成，即最小的汽油分子也含有4个c(碳原子)，最大的汽油分子含有12个c(碳原子)，所以燃烧时瞬间爆发力较强(即动力较强)，而乙醇分子式：c2h6o，仅含有2个c(碳原子)，所以燃烧时瞬间爆发力不足。(2)油耗增加，即单位公里耗油量增加。不耐烧油耗大小主要取决于燃料的热值和燃烧的充分性：汽油热值为42.5mj/kg(每公斤兆焦耳)；乙醇热值为26.9mj/kg，乙醇热值只有汽油的63％，且乙醇分子中只有一个氧原子，氧含量较少，不利于充分燃烧，因此乙醇汽油油耗量较大。(3)低温启动性差，即汽车不易点燃火。由于乙醇的沸点较高，达78.3℃，蒸发潜热是汽油的2倍，低温下不易点火，导致乙醇汽油在低温下的性能降低。(4)对汽车尾气中的有毒污染物的减排效果不佳，乙醇汽油可降低尾气中的一氧化碳和碳氢化合物为20％-40％，降幅不够。(5)成本较高，由于乙醇价格高于汽油价格，因此乙醇汽油的价格高于传统汽油价格。(6)乙醇汽油遇水易分层，由于乙醇亲水性强，能与水完全相融，而汽油与水不相融，所以当乙醇汽油遇水后，乙醇与水相溶后迅速与汽油分层，导致乙醇汽油容易在生产运输、储存、使用环节出现质量问题。
因此，需要一种更有利于推广使用的新型乙醇汽油技术来生产动力强、油耗低、低温启动性强、产生的有毒污染物少、成本低、不易分层的新型乙醇汽油，来解决乙醇汽油的缺点。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种新型清洁乙醇汽油，其动力强、油耗低、低温启动性强、产生的有毒污染物少、成本低、不易分层，适宜推广使用。
本发明的另一目的在于提供一种新型清洁乙醇汽油的制备方法，工艺简单，安全性高，且几乎不产生废弃物。
本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
本发明提出一种新型清洁乙醇汽油，按重量百分数计，其主要由以下原料制成：
第一添加剂选自乙酸仲丁酯、碳酸二甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯组成的组合中的至少一种；第二添加剂选自甲苯、二甲苯、三甲苯组成的组合中的至少一种；第三添加剂选自二甲氧基甲烷、甲基叔丁基醚、聚甲氧基二甲醚组成的组合中的至少一种。
进一步地，在本发明较佳实施例中，按重量份数计，第一添加剂主要由以下组分组成：
进一步地，在本发明较佳实施例中，第二添加剂为混合芳烃cnh2n-6，7≤n≤12，按重量份数计，第二添加剂主要由以下组分组成：
甲苯25-50份；
二甲苯25-50份；以及
三甲苯25-50份。
进一步地，在本发明较佳实施例中，按重量份数计，第三添加剂主要由以下组分组成：
二甲氧基甲烷25-50份；
甲基叔丁基醚20-40份；以及
聚甲氧基二甲醚20-40份。
进一步地，在本发明较佳实施例中，按重量百分数计，原料包括：
进一步地，在本发明较佳实施例中，按重量百分数计，原料包括：
进一步地，在本发明较佳实施例中，原料中的汽油为c4-c12的汽油或者煤质汽油。
进一步地，在本发明较佳实施例中，按重量份数计，煤质汽油包括以下组分：
一种上述的新型清洁乙醇汽油的制备方法，其包括以下步骤：
在常温常压下，将高烯烃、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂加入乙醇内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再将新型变性乙醇加入汽油中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
进一步地，在本发明较佳实施例中，使用防爆油泵将第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂泵入装有乙醇的容器内；使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有汽油的容器中。
本发明实施例的新型清洁乙醇汽油及其制备方法的有益效果是：本发明实施例的新型清洁乙醇汽油主要由按重量百分数计以下原料制成：8％-10％乙醇c2h6o；35％-70％汽油；3％-10％第一添加剂；5％-20％第二添加剂；3％-10％第三添加剂；以及10％-15％高烯烃，第一添加剂选自乙酸仲丁酯、碳酸二甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯组成的组合中的至少一种；第二添加剂选自甲苯、二甲苯、三甲苯组成的组合中的至少一种；第三添加剂选自二甲氧基甲烷、甲基叔丁基醚、聚甲氧基二甲醚组成的组合中的至少一种，该新型清洁乙醇汽油的动力强、油耗低、低温启动性强、产生的有毒污染物少、成本低、不易分层，适宜推广使用。本发明实施例的新型清洁乙醇汽油的制备方法是在常温常压下，将高烯烃、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂加入乙醇内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再将新型变性乙醇加入汽油中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油，该工艺简单，安全性高，且几乎不产生废弃物。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例提供的新型清洁乙醇汽油的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面对本发明实施例的新型清洁乙醇汽油及其制备方法进行具体说明。
本发明实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，按重量百分数计，其主要由以下原料制成：8％-10％乙醇c2h6o；35％-70％汽油；3％-10％第一添加剂；5％-20％第二添加剂；3％-10％第三添加剂；以及10％-15％高烯烃。优选的，原料按重量百分数计包括：10％乙醇；50％-60％汽油；5％-10％第一添加剂；5％-15％第二添加剂；5％-10％第三添加剂；以及10％-12％高烯烃。新型清洁乙醇汽油的动力强、油耗低、低温启动性强、产生的有毒污染物少、成本低、不易分层，适宜推广使用。
其中，原料中的汽油为c4-c12的汽油或者煤质汽油。c4-c12的汽油主要由饱和烃cnh2n+2(比如石脑油)、芳烃cnh2n-6(比如甲苯、二甲苯、三甲苯)、烯烃cnh2n(比如含高烯烃)组成，也可以使用由煤制轻烃、煤制芳烃、煤制烯烃组成的煤质汽油代替，这为国家石油替代战略提供了技术手段。其中，煤质汽油按重量份数计包括以下组分：10-20份芳构化油cnh2n-6，4≤n≤12；8-15份烷基化油cnh2n，6≤n≤10；8-15份烯烃cnh2n，4≤n≤12；8-15份混合芳烃cnh2n-6，7≤n≤12；8-15份石脑油cnh2n+2，4≤n≤12。
高烯烃的分子是为cnh2n，5≤n≤12，本发明实施例的新型清洁乙醇汽油在乙醇中加入高烯烃，主要有以下作用：增加中馏程和后馏程，增加燃烧稳定性，减少油耗，增强耐烧性。
第一添加剂选自乙酸仲丁酯c6h12o2、碳酸二甲酯c3h6o3、乙酸甲酯c3h6o2、乙酸乙酯c3h8o2组成的组合中的至少一种。第一添加剂可以为乙酸仲丁酯或碳酸二甲酯或乙酸甲酯或乙酸乙酯，第一添加剂也可以是乙酸仲丁酯、碳酸二甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯中的两种或三种按照一定的配比组成，在其他实施例中，第一添加剂还可以是乙酸仲丁酯、碳酸二甲酯、乙酸甲酯和乙酸乙酯按照一定的配比组成，例如第一添加剂主要按重量份数计由以下组分组成：50-100份乙酸仲丁酯；25-50份碳酸二甲酯；25-50份乙酸甲酯；以及40-80份乙酸乙酯。
本发明实施例的新型清洁乙醇汽油在乙醇中加入第一添加剂，主要有以下作用：(1)可使乙醇汽油的动力增加；(2)提高燃烧效率，减少碳氢损耗，从而也减少油品耗量；(3)由于第一添加剂的成本比汽油低，更比乙醇低，所以加入后能降低乙醇汽油的成本；(4)可降低乙醇的亲水性，减少乙醇汽油的分层机率；(5)由于第一添加剂分子中含2个氧原子，可增强燃烧充分性，从而减少一氧化碳和碳氢化合物的排放。
第二添加剂选自甲苯c7h8、二甲苯c8h10、三甲苯c9h12组成的组合中的至少一种。第二添加剂可以是甲苯或二甲苯或三甲苯，第二添加剂还可以是甲苯、二甲苯和三甲苯中的两种或三种按照一定的配比组成的混合芳烃cnh2n-6，7≤n≤12，例如第二添加剂主要由按重量份数计的以下组分组成的混合芳烃：25-50份甲苯；25-50份二甲苯；以及25-50份三甲苯。
本发明实施例的新型清洁乙醇汽油在乙醇中加入第二添加剂，主要有以下作用：(1)可使乙醇汽油的动力增加；(2)增加后馏程，从而减少油耗，增强耐烧性。
第三添加剂选自二甲氧基甲烷c3h8o2(又名甲撑二甲醚)、甲基叔丁基醚mtbec5h12o、聚甲氧基二甲醚ch3o(ch2o)nch3，n≤4，组成的组合中的至少一种。第三添加剂ch3o(ch2o)nch3，n≤4可以是二甲氧基甲烷或甲基叔丁基醚或聚甲氧基二甲醚，第三添加剂还可以是二甲氧基甲烷、甲基叔丁基醚、聚甲氧基二甲醚中的两种或三种按照一定配比组成，例如，第三添加剂主要由按重量份数计的以下组分组成：25-50份二甲氧基甲烷；20-40份甲基叔丁基醚；以及20-40份聚甲氧基二甲醚。
本发明实施例的新型清洁乙醇汽油在乙醇中加入第三添加剂，主要有以下作用：(1)由于第三添加剂的沸点很低，以二甲氧基甲烷为例，其沸点只有42℃，蒸发时所需热能很少，所以蒸发潜热很低，可使乙醇汽油的蒸发潜热降低，从而增强乙醇汽油的低温启动性；(2)由于第三添加剂分子中含2个氧原子，可增加乙醇汽油燃烧充分性，从而大大减少了一氧化碳和碳氢化合物的排放量，并且减少了油耗；(3)由于第三添加剂的成本大大低于汽油，更低于乙醇，所以第三添加剂加入乙醇汽油后能降低乙醇汽油的成本；(4)第三添加剂溶解性较强，并且不溶于三倍以下的水，所以能增强乙醇汽油的溶解性、稳定性、抗水性，从而减少遇水分层的机率。
作为一种实施方式，原料按重量百分数计包括：10％乙醇；55％汽油；8％乙酸仲丁酯；10％二甲苯；7％二甲氧基甲烷；以及10％高烯烃。
本发明实施例提供一种上述的新型清洁乙醇汽油的制备方法，如图1所示，其包括以下步骤：
在常温常压下，将高烯烃、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂加入乙醇内，具体是使用防爆油泵将第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再将新型变性乙醇加入汽油中，具体是使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
本发明实施例的整个生产过程是在密闭的管道和容器内进行，没有废液、废渣、废气排出，容器呼吸阀装有油气回收装置，对正常跑出的油气加以回收利用。该工艺简单，是在常温常压下进行，不生火、不冒烟、安全性高，不排废液。
以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：
按重量百分数计，准备原料：10％的乙醇；55％的c4-c12的汽油；8％的乙酸仲丁酯(第一添加剂)；10％的二甲苯(第二添加剂)；7％的二甲氧基甲烷(第三添加剂)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、乙酸仲丁酯、二甲苯和二甲氧基甲烷泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
实施例2
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：
按重量百分数计，准备原料：8％的乙醇；65％的c4-c12的汽油；5％的乙酸仲丁酯(第一添加剂)；7％的二甲苯(第二添加剂)；5％的二甲氧基甲烷(第三添加剂)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、乙酸仲丁酯、二甲苯和二甲氧基甲烷泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
实施例3
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：
按重量百分数计，准备原料：10％的乙醇；40％的c4-c12的汽油；10％的乙酸仲丁酯(第一添加剂)；20％的二甲苯(第二添加剂)；10％的二甲氧基甲烷(第三添加剂)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、乙酸仲丁酯、二甲苯和二甲氧基甲烷泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
实施例4
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：按重量百分数计，准备原料：10％的乙醇；55％的c4-c12的汽油；8％的碳酸二甲酯(第一添加剂)；10％的三甲苯(第二添加剂)；7％的甲基叔丁基醚(第三添加剂)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、碳酸二甲酯、三甲苯和甲基叔丁基醚泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
实施例5
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：按重量百分数计，准备原料：10％的乙醇；55％的煤质汽油(具体包括15％的芳构化油、10％的烷基化油、10％的烯烃、10％的混合芳烃、10％的石脑油)；8％的乙酸甲酯(第一添加剂)；10％的二甲苯(第二添加剂)；7％的聚甲氧基二甲醚(第三添加剂)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、乙酸甲酯、二甲苯和聚甲氧基二甲醚泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有煤质汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
实施例6
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：按重量百分数计，准备原料：10％的乙醇；55％的c4-c12的汽油；8％的第一添加剂(具体包括4％的乙酸仲丁酯、4％的碳酸二甲酯)；10％的第二添加剂(具体包括3％的甲苯、7％的二甲苯)；7％的第三添加剂(具体包括3％的二甲氧基甲烷、4％的甲基叔丁基醚)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
实施例7
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：按重量百分数计，准备原料：10％的乙醇；55％的c4-c12的汽油；8％的第一添加剂(具体包括4％的乙酸仲丁酯、4％的乙酸甲酯)；10％的第二添加剂(具体包括3％的甲苯、7％的三甲苯)；7％的第三添加剂(具体包括3％的二甲氧基甲烷、4％的聚甲氧基二甲醚)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
实施例8
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：按重量百分数计，准备原料：10％的乙醇；55％的煤质汽油(具体包括15％的芳构化油、10％的烷基化油、10％的烯烃、10％的混合芳烃、10％的石脑油)；8％的第一添加剂(具体包括3％的乙酸仲丁酯、3％的碳酸二甲酯、2％的乙酸甲酯)；10％的第二添加剂(具体包括3％的三甲苯、7％的二甲苯)；7％的第三添加剂(具体包括3％的聚甲氧基二甲醚、4％的甲基叔丁基醚)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有煤质汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
实施例9
本实施例提供一种新型清洁乙醇汽油，其是按照以下制备方法制得：按重量百分数计，准备原料：10％的乙醇；55％的煤质汽油(具体包括15％的芳构化油、10％的烷基化油、10％的烯烃、10％的混合芳烃、10％的石脑油)；8％的第一添加剂(具体包括3％的乙酸仲丁酯、2％的碳酸二甲酯、1％的乙酸甲酯、2％的乙酸乙酯)；10％的第二添加剂(具体包括3％的甲苯、3％的二甲苯、4％的三甲苯)；7％的第三添加剂(具体包括3％的二甲氧基甲烷、2％的甲基叔丁基醚、2％的聚甲氧基二甲醚)；以及10％高烯烃。
在常温常压下，使用防爆油泵将高烯烃、第一添加剂、第二添加剂和第三添加剂泵入装有乙醇的容器内，搅拌均匀，形成新型变性乙醇，再使用防爆油泵将新型变性乙醇泵入装有煤质汽油的容器中，搅拌均匀，即得新型清洁乙醇汽油。
对比例1
本对比例提供一种二甲氧基甲烷汽油，其是由以下原料组成：
150g的二甲氧基甲烷，10g的苯，30g的甲苯，30g的二甲苯，780g的90号汽油，将上述原料倒入一个容器中混合均匀成为二甲氧基甲烷汽油。
对比例2
本对比例提供一种普通乙醇汽油，即燃用92#或95#或98#汽油。
以下通过试验对实施例1-9中的新型清洁乙醇汽油，对比例1-2的汽油进行检测对比。
一、将实施例1的新型清洁乙醇汽油样品1.5l，送至四川省石油制品质量监督检验中心进行全项检测(除抗爆指数)，检测依据gb17930-2013标准检验，检测报告编号：sy(2016)wo999，具体如表1所示：
表1新型清洁乙醇汽油样品的检测报告
由上表检测结果可以看出：该样品所检指标均合格。另外，将实施例2-9的新型清洁乙醇汽油样品进行相同的检测，样品所检指标也均合格。因此本发明实施例的新型清洁乙醇汽油符合机动车燃油的各项指标。
二、将实施例2的新型清洁乙醇汽油样品和对比例2的92#乙醇汽油样品送至西华大学汽车产品试验中心进行检测，在发动机上进行双怠速排放测试，尾气采样点位于三元催化器前，结果如表2所示：
表2样机双怠速排放测试结果
注[1]：变化量＝使用新型清洁汽油后该项目测试值-使用乙醇汽油后该项目测试值；
注[2]：变化率＝(新型清洁乙醇汽油-乙醇汽油性能)÷乙醇汽油性能×100％。
试验结果评述：样机分别用对比例2的普通乙醇汽油及实施例2的新型清洁乙醇汽油在发动机上进行双怠速排放测试，发动机工作正常；怠速时，新型清洁乙醇汽油的污染物中hc含量比乙醇汽油低93×10-6，下降了38.59％；co含量比乙醇汽油低2.42％，下降了56.15％；高怠速时，新型清洁乙醇汽油的污染物中hc含量比乙醇汽油低109×10-6，下降了42.91％，co含量比乙醇汽油低2.24％，下降了63.10％；双怠速排放水平较乙醇汽油有较大幅度降低、新型清洁乙醇汽油的动力性比普通乙醇汽油强5.6％，新型清洁乙醇汽油的燃油单位耗量比普通乙醇汽油下降2.5％。本发明其他实施例的新型清洁乙醇汽油与普通乙醇汽油相比，呈现相同的变化趋势。
综上所述，本发明实施例的新型清洁乙醇汽油的动力强、油耗低、低温启动性强、产生的有毒污染物少、成本低、不易分层，适宜推广使用；本发明实施例的新型清洁乙醇汽油的制备方法的工艺简单，安全性高，且几乎不产生废弃物。
以上所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。