一种基于二甲醚为原料的汽车燃油的制作方法

本发明属于汽车燃油技术领域，特指一种基于二甲醚为原料的汽车燃油。

背景技术：

汽油和柴油是最重要的车用燃料，由于原油的不可再生性和国际原油价格的不断上涨，国内外汽油和柴油价格也步步攀升，寻找一种稳定、持久、经济、便捷和洁净的车用替代燃料已经是势在必行。

甲醇是理想的车用替代清洁燃料，它的价格低廉，资源丰富，但甲醇会存在燃烧不充分、点燃困难、热值低等缺点，且甲醇粘度远低于柴油，容易造成机件磨损，此外甲醇具有较强的腐蚀性。

生物柴油是具有环保性能好、发动机启动性能好、燃料性能好，原料来源广泛、可再生等特性，也是理想的替代清洁燃料，但其也存在热值低、成本较高的问题。

二甲醚是一种环保绿色燃料，可从煤、天燃气和生物质中制取，二甲醚十六烷值高，动力性好，可实现无烟燃烧排放等特点，是压燃式发动机理想的代用燃料。但二甲醚粘度低、润滑性差，易造成燃烧造成发动机燃油系统偶件早期磨损、泄漏，使用寿命降低，且会老化发动机系统中的橡胶件。

因此需要研发一种复合型汽车燃油，使其既具有清洁环保的优势，又能解决现有环保染料的缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种基于二甲醚为原料的汽车燃油，其具有排放环保性好、着火性能好且热效率高的特点，且润滑性好、不易对橡胶产生老化影响，是现有燃油的一种理想替代品。

本发明的目的是这样实现的：一种基于二甲醚为原料的汽车燃油,按质量百分比计由以下组分组成：

二甲醚50-60％，石化柴油10-20％、生物柴油5-10％、甲醇5-10％、蓖麻油2-5％、助溶剂3-5％、异辛烷3-5％、正庚烷3-5％、硫酸铜0.2-1％、纳米碳粉0.2-1％、纳米铜粉0.2-0.5％、稀土粉末0.3-0.5％；

各组分含量总和为100％。

本发明进一步设置为：按质量百分比计由以下组分组成：

二甲醚55-60％，石化柴油12-15％、生物柴油6-8％、甲醇6-7％、蓖麻油3-4％、助溶剂3-5％,、异辛烷3.8-4.2％、正庚烷4-4.5％、硫酸铜0.3-0.6％、纳米碳粉0.5-0.7％、纳米铜粉0.2-0.5％、稀土粉末0.4-0.5％；

各组分含量总和为100％。

本发明进一步设置为：所述纳米铜粉表面经过有机物包覆法进行改性处理。

本发明进一步设置为：所述助溶剂由正丙醇和异丁醇组成，正丙醇和异丁醇的质量百分比为3：1。

基于二甲醚为原料的汽车燃油通过以下方法进行制备获得：

步骤一：将二甲醚、石化柴油、生物柴油分别加入调和罐中，搅拌均匀得到混合液A，并静置；

步骤二：将硫酸铜、纳米碳粉、纳米铜粉和稀土粉末加入甲醇中，并搅拌均匀得到混和液B；

步骤三：将蓖麻油、异辛烷、正庚烷分别加入至混合液中，搅拌均匀得到混合液C；

步骤四：将助溶剂和混合液B同时加入至混合液C中，搅拌均匀，得到汽车燃油。

步骤一中调和罐的结构包括罐体和设置在罐体内的搅拌杆，调和罐还包括混合箱，混合箱上设有三个进液喷头，混合箱底部设有与罐体顶部连通的出液口，调和罐还包括循环泵，循环泵的进液端与罐体的底部连通，循环泵的出液端与其中一个进液喷头连通，另两个进液喷头分别用于泵入混合液B和助溶剂。

通过采用上述技术方案具有以下主要优点，混合后的汽车燃油由于十六烷值高，主要用于提高的燃烧性能，使用混合汽车燃油的发动机功率能够提高20％，热效率提高5％；混合后的汽车燃油润滑性好、不易产生磨损且对橡胶的老化影响也小；混合后的汽车燃油尾气排放中有害物质相对较少，更加环保清洁。

附图说明

图1是本发明中对各实施例中燃油相关性质的检测数据；

图2是本发明中对各实施例中燃油排放状况的检测数据；

图3是本发明中纳米碳粉、纳米铜粉和稀土粉末对橡胶溶胀性影响的检测数据。

图4是本发明中调和罐的结构示意图。

图中附图标记为：1、罐体；2、搅拌杆；3、混合箱；4、进液喷头；5、循环泵。

具体实施方式

下面结合附图以具体实施例对本发明作进一步描述，参见图1-3：

一种基于二甲醚为原料的汽车燃油,按质量百分比计由以下组分组成：

二甲醚50-60％，石化柴油10-20％、生物柴油5-10％、甲醇5-10％、蓖麻油2-5％、助溶剂3-5％、异辛烷3-5％、正庚烷3-5％、硫酸铜0.2-1％、纳米碳粉0.2-1％、纳米铜粉0.2-0.5％、稀土粉末0.3-0.5％；

各组分含量总和为100％。

对于混合后的汽车燃油来说，二甲醚由于十六烷值高，主要用于提高的燃烧性能；石化柴油用于提高各组分的互溶性，且提高混合后的综合性能；生物柴油主要用于增加液体运动粘度；蓖麻油和硫酸铜主要用于提高润滑性，此外由于组分中的各溶液难以达到百分百分的纯度，难免含有及其微量的水分，而硫酸铜也能起到脱水的作用，从而提高燃油的燃烧性能；助溶剂用于提高各个组分之间互溶性；异辛烷和正庚烷主要用于提高抗爆性；纳米碳粉和纳米铜粉主要通过自身的纳米材料特性，提高汽车燃油的活性，使燃油大分子团裂变为超微粒小分子，提高燃耗充分性，且最为重要的是纳米碳粉、纳米铜粉和稀土粉末能够有效降低二甲醚和生物柴油对橡胶件的老化作用；甲醇主要用于充当硫酸铜、纳米碳粉、纳米铜粉和稀土粉末的溶剂或者起到分散作用，使其能够混合均匀，且甲醇与二甲醚、石化柴油、生物柴油均具有良好的互溶性，可以提高各组分的混合均匀性。

所述纳米铜粉表面经过有机物包覆法进行改性处理，有机物包覆可以用脂肪酸，柠檬酸等，将制备的纳米铜粉在一定条件下浸泡在有机酸中一段时间使其表面包覆一层有机酸，其能够有助于提高纳米铜粉的抗氧化作用，提高纳米铜粉在燃油中的分散性和活性。

所述助溶剂由正丙醇和异丁醇组成，正丙醇和异丁醇的质量百分比为3：1，试验发现，正丙醇对提高二甲醚与石化柴油之间的互溶性效果最为优异，而异丁醇对提高石化柴油、生物柴油和甲醇三者之间的互溶性效果最为优异，因此从整体考虑，正丙醇和异丁醇的质量百分比为3：1时，其助溶效果最好。

基于二甲醚为原料的汽车燃油通过以下方法进行制备获得：

步骤一：将二甲醚、石化柴油、生物柴油分别加入调和罐中，搅拌均匀得到混合液A；

步骤二：将硫酸铜、纳米碳粉、纳米铜粉和稀土粉末加入甲醇中，并搅拌均匀得到混和液B；

步骤三：将蓖麻油、异辛烷、正庚烷分别加入至混合液A中，搅拌均匀得到混合液C；

步骤四：将助溶剂和混合液B同时加入至混合液C中，搅拌均匀，得到汽车燃油。

步骤一中调和罐的结构包括罐体1和设置在罐体1内的搅拌杆2，调和罐还包括混合箱3，混合箱3安装于罐体1上，混合箱3上设有三个进液喷头4，进液喷头4为雾化喷头，混合箱3底部设有与罐体1顶部连通的出液口，调和罐还包括循环泵5，循环泵5的进液端与罐体1的底部连通，循环泵5的出液端与其中一个进液喷头4连通，另两个进液喷头4用于泵入混合液B和助溶剂，罐体1还包括进料口和出料口，用于原料加入和用于成品出料。

其具体的混合方式为，二甲醚、石化柴油、生物柴油分别加入罐体中，电机驱动搅拌杆搅动，搅动一端时间后加入蓖麻油、异辛烷、正庚烷继续混合；混合得到混合液C，循环泵启动，将混合液C泵入混合箱中，同时已经混合完成的混合液B由电泵泵入混合箱中，助溶剂也通过另一电泵泵入混合箱，通过进液喷头的设置，使得混合液C、混合液B和助溶剂泵入时能够雾化，因此混合液C、混合液B和助溶剂会在混合箱内充分混合并回流至罐体内，并再次搅拌。

采用上述设备及制备方法，汽车燃油可以充分均匀混合，提高各组分的混合均匀性，进一步提高燃烧时的综合性能。

根据对各组分的不同配比形成以下具体实施例：

实施例一：

一种基于二甲醚为原料的汽车燃油,按质量百分比计由以下组分组成：

二甲醚50％，石化柴油20％、生物柴油10％、甲醇8％、蓖麻油2％、助溶剂3％、异辛烷3％、正庚烷3％、硫酸铜0.3％、纳米碳粉0.2％、纳米铜粉0.2％、稀土粉末0.3％。

实施例二：

一种基于二甲醚为原料的汽车燃油,按质量百分比计由以下组分组成：

二甲醚60％，石化柴油10％、生物柴油5％、甲醇10％、蓖麻油5％、助溶剂3％、异辛烷3％、正庚烷3％、硫酸铜0.3％、纳米碳粉0.2％、纳米铜粉0.2％、稀土粉末0.3％。

实施例三：

一种基于二甲醚为原料的汽车燃油,按质量百分比计由以下组分组成：

二甲醚55％，石化柴油12％、生物柴油6％、甲醇6％、蓖麻油3％、助溶剂5％、异辛烷5％、正庚烷5％、硫酸铜1％、纳米碳粉1％、纳米铜粉0.5％、稀土粉末0.5％。

实施例四：

一种基于二甲醚为原料的汽车燃油,按质量百分比计由以下组分组成：

二甲醚55％，石化柴油15％、生物柴油6％、甲醇6％、蓖麻油4％、助溶剂3％、异辛烷4.2％、正庚烷4.5％、硫酸铜0.6％、纳米碳粉0.7％、纳米铜粉0.5％、稀土粉末0.5％。

实施例五：

一种基于二甲醚为原料的汽车燃油,按质量百分比计由以下组分组成：

二甲醚56％，石化柴油13％、生物柴油7％、甲醇6％、蓖麻油4％、助溶剂4％、异辛烷4％、正庚烷4.3％、硫酸铜0.5％、纳米碳粉0.4％、纳米铜粉0.4％、稀土粉末0.4％。

根据上述实施例进行各项试验检测，检测数据如图1所示，对比项采用的柴油为0#柴油，其可以发现基于二甲醚为原料的混合汽车燃油，其十六烷值在55-60之间，而着火温度略低于普通柴油，说明混合汽车燃油的发火性能明显高于柴油，且实际试验对比发现，使用混合汽车燃油的发动机功率能够提高20％，热效率提高5％。

此外对上述实施例的发动机排放状况进行检测，并与欧Ⅲ标准进行对比，检测数据如图2所示,由于二甲醚中具有较高的氧含量，易于完全燃烧，有利于减少尾气排放中的污染物含量。

根据实施例五为试验基础，试验混合汽油对发动机系统中的橡胶件老化影响，由于二甲醚和甲醇的添加会对橡胶部件产生一定的腐蚀和溶胀作用，导致橡胶件老化而导致漏油，而橡胶件的溶胀性可通过橡胶件的质量增加率进行检测，质量增加率越高，则溶胀性影响越大，橡胶件的劣化作用也越强，现根据单一添加纳米碳粉、纳米铜粉、稀土粉末中的任一种或等比例添加上述三种粉末混合物进行实验检测，通过将橡胶件浸泡在添加了不同粉末量的油样中，30天后对橡胶件进行清洗、称量检测，检测数据如图3所示，未添加纳米碳粉、纳米铜粉、稀土粉的混合汽车燃油对橡胶件的溶胀性影响最大，通过单一粉末的添加，质量增加率有明显下降，而等比例添加纳米碳粉、纳米铜粉和稀土粉后的混合汽车燃油对橡胶件的溶胀性影响最小，因此等比例添加的效果最好；此外当粉末添加量超过一定值时，其对溶胀性影响趋于稳定，且粉末添加量过多，会对燃油的燃烧品质及发动机造成不利影响，因此需要具有合理的范围，优选范围为纳米碳粉0.2-1％、纳米铜粉0.2-0.5％、稀土粉末0.3-0.5％。

上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。