柴油添加剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用柴油添加剂及其制备方法，特别涉及一种非金属基柴油添加剂 及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 柴油值iesel)又称油渣，柴油燃烧不完全会产生积碳，使汽车功率下降，尾气的 碳粒子增加（冒黑烟）从而达不到尾气排放标准。为解决该问题，市场上出现了柴油添加 剂，来清除积碳，提升动力。市场上的柴油添加剂组分各有不同，为弥补柴油分子排列无序 的不足，提高爆燃效率，柴油添加剂中通常采用分散性强的己基铅、二茂铁，使柴油中链焼、 环焼、和芳姪分子在极性分子影响下实现了重排，使杂乱无章的不同分子变得有序排列，从 而达到清除积碳、节能降烟目的。但己基铅、二茂铁在燃烧后会产生氧化铅和氧化铁，造 成汽车尾气含重金属，增加PM颗粒，不符合排放要求。随着我国对空气治理的不断提高， PM2. 5成为主要治理目标，如何生产出无重金属排放，减少PM的柴油添加剂成为各厂家的 目标。
【发明内容】
[0003] 本发明的一个目的提供一种柴油添加剂，该柴油添加剂燃烧后不会产生重金属， 解决了现有阶段汽车尾气含有重金属从而污染环境的问题，还可W在规定范围内提高柴油 的十六焼值，节油效果明显。本专利产品适用于各种柴油内燃机和各类柴油汽车。
[0004] 技术方案是：
[0005] 柴油添加剂，由不含金属的可溶性娃酸、聚胺、聚離、溶剂油混合反应得到。反应得 到的反应物为混合物。
[0006] 其中溶剂油可W是现有技术中任何适于柴油添加剂使用的溶剂油，本专利中优选 煤油。
[0007] 各反应组分的重量百分比为；不含金属的可溶性娃酸2-15%、聚胺1-10%、聚離 1-10%、溶剂油 70-90%。
[0008] 进一步的，各反应组分的重量百分比为：不含金属的可溶性娃酸4-12%、聚胺 3-8%、聚離 3-8%、溶剂油 75-85%。
[0009] 本专利中不含金属的可溶性娃酸采用W下方法制备；将四氯化娃与冰混合反应得 到娃酸，娃酸经处理得到石英粉，并在石英粉中加入去离子水和四甲基娃焼常温混合反应 制得。
[0010] 所述四氯化娃与冰的体积比为1 ;〇. 1-0. 9。
[0011] 四氯化娃与冰混合反应方程式如下所示：
[0012] SiCl4+4H2〇 =H4Si〇4+4HCl其中娃酸H4Si〇4 不溶于水，HC1 为气体。
[0013] 4H4Si〇4+SiCl4=4电81〇3+电51〇4+4 肥 1
[0014] 上述娃酸的具体反应及制备过程在在专利号200910054480. 9,专利名称为"四氯 化娃的处理方法"的中国专利中已有详细说明，具体过程为：
[0015] 将四氯化娃与冰按比例投入反应蓋中，在-1(TC~55°C范围内进行揽拌反应，反 应过程中分离氯化氨气体。前步反应完成后，降低温度至〇°C~1(TC，将反应生成的块状 物打碎揽拌，分离块状物内包裹的氯化氨气体和再次分离前阶段反应不完全的原料，氯化 氨气体被分离，反应不完全的原料继续反应。降温反应后反应蓋内的最终产物在l〇(TC~ 20(TC内加热，蒸发反应蓋中分离物中遗留的四氯化娃、水和氯化氨气体，得到娃酸。娃酸经 反复洗涂脱水后得到含有结晶水的石英粉，将石英粉、去离子水、四甲基娃焼常温下混合反 应至石英粉完全溶解，得到澄清溶液，即具有多个官能团基团的可溶性娃酸。其中对娃酸的 处理方法也可W是其他现有处理方法，但其处理过程中要求不引入金属及其杂质。经处理 后的石英粉的纯度很高，可达到99. 9%，因此与四甲基娃焼进行反应得到的具有多官能基 团的可溶性娃酸中的杂质含量也较少，送样可保证可溶性娃酸与聚胺、聚離、溶剂油进行反 应。同时由于整个反应过程密闭进行，不会引入重金属及其他杂质，因此，得到的石英粉中 也不含有金属，使得后续制备的柴油添加剂中也不含有金属。且四氯化娃材料为多晶生产 副产物，来源广，价格低，废物利用，经济效益高。
[0016]而现有技术中的可溶性娃酸如水玻璃即娃酸钢（NazO'nSi化）由于里面杂质较多， 且含有很多金属，因此即不能与聚胺、聚離、溶剂油进行反应，也不能得到不含有重金属的 柴油添加剂。即使采用精制石英粉或高纯石英粉进行生产，但在生产过程中很容易引入金 属及杂质，且精制石英粉或高纯石英粉的价格较高。
[0017] 所述石英粉与去离子水的重量体积比为1 ;1-3,石英粉与四甲基娃焼的重量体 积比为1 ;2-10。
[0018] 本发明的另一个目的是提供一种上述柴油添加剂的制备方法。
[0019] 采用的技术方案：
[0020] 上述柴油添加剂的制备方法，采用二次低温反应，包括W下步骤；
[002。 （1)、一次反应
[0022] 将聚胺、聚離分别加入到溶剂油内揽拌加温反应2-4小时，得到澄清透明液体，其 中反应温度控制在80-12(TC。
[002引 似二次反应
[0024]将步骤（1)中得到的溶液中加入不含金属的可溶性娃酸，揽拌反应1-2小时至溶 液变澄清，其中温度控制在l〇〇-l〇5°C。
[002引 做过滤
[0026] 将步骤（2)中得到的溶液冷却后经过滤去除溶液内的杂质，成品进行包装入库， 杂质进行回收处理。其过滤过程经滤油机4000目进行过滤。
[0027] 其中，步骤（2)中的不含金属的可溶性娃酸采用W下方法制备，将四氯化娃与冰 混合反应得到娃酸，娃酸经处理得到石英粉，并在石英粉中加入去离子水和四甲基娃焼常 温混合反应制得。
[0028] 进一步的，所述四氯化娃与冰的体积比为1 ;0. 1-0. 9,优选1 ;0. 2-0. 8。
[0029]上述娃酸的具体反应及制备过程在在专利号200910054480. 9,专利名称为"四氯 化娃的处理方法"的中国专利中已有详细说明，具体过程如上所述。
[0030] 所述石英粉与去离子水的重量体积比为1 ;1-3,石英粉与四甲基娃焼的重量体 积比为1 :2-10。
[0031] 整个制备过程中温度对反应的结构有直接影响，现有技术中通常采用蒸汽和水进 行控温，其精度低，产品质量不好保障，因此，本专利中采用导热油控制反应温度，并结合计 算机系统对反应进行温控，其温度变化可W控制在0. 1-0. 5°C。
[0032] 现有技术中评判柴油品质的指标之一是降低粘度控制其分子量，W利于油品的充 分燃烧，传统方法是在柴油中加入氨裂解剂，将大分子量的柴油裂解为中小分子量，得到高 品质的柴油。本专利柴油添加剂也是采用将柴油大分子量降解为小分子量来提高柴油品质 的，该柴油添加剂在8(TC-12(TC时可W实现柴油分子量的解聚，将大分子量的柴油降解为 600W下的下分子油。
[0033] 本发明的有益效果；（1)通过新方法进行不含金属的可溶性酸的制备，即四氯化 娃与冰混合反应得到纯度较高的石英粉，并与去离子水和四甲基娃焼常温揽拌反应得到官 能基团丰富的不含金属的可溶娃酸，致使本专利柴油添加剂中不含有金属，减少了对空气 的二次污染，且产品改变了柴油分子结构，提高了柴油的爆燃力，节油效果明显。
[0034] (2)整个制备过程简单易行，不需要高温高压的条件，处理过程节能效果好，生产 工艺短。
[0035] (3)制备可溶性娃酸的四氯化娃材料为多晶生产副产物，来源广，价格低，废物利 用，经济效益高。
【具体实施方式】
[0036]W下结合具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0037] 实施例1
[0038] 不含金属的可溶性娃酸的制备：将10升四氯化娃与1升冰混合在一起投入反应蓋 中，在-1(TC~55°C范围内进行揽拌反应，反应过程中分离氯化氨气体。前步反应完成后， 降低温度至2Γ，将反应生成的块状物打碎揽拌，分离块状物内包裹的氯化氨气体和再次分 离前阶段反应不完全的原料，氯化氨气体被分离，反应不完全的原料继续反应。降温反应后 反应蓋内的最终产物在l〇(TC~20(TC内加热，蒸发反应蓋中分离物中遗留的四氯化娃、水 和氯化氨气体，得到娃酸。娃酸经反复洗涂脱水后得到1.5公斤含有结晶水的石英粉。再 将石英粉中加入1. 5升去离子水和3升四甲基娃焼，常温揽拌反应至石英粉完全溶解，得到 含有官能基团丰富的可溶娃酸4. 5升。
[003引（1)、一次反应
[0040] 将聚胺、聚離分别加入到煤油内揽拌加温反应2. 5小时，得到澄清透明液体，其中 反应温度控制在11(TC。
[00川似二次反应
[0042]在步骤（1)中得到的溶液中加入不含金属的可溶性娃酸，揽拌反应1小时至溶液 变澄清，其中温度控制在l〇(TC。
[004引做过滤
[0044] 将步骤似中得到的溶液冷却至3(TC左右，经滤油机4000目过滤去除溶液内的杂 质，成品进行包装入库，杂质进行回收处理。
[0045] 使用时，将柴油添加剂与柴油W体积比1 :1000的比例混合在一起。该柴油添加剂 在8(TC-12(TC时可W实现柴油分子量的解聚，将大分子量的柴油降解为600W下的下分子 油，提高柴油爆燃力和自动清除积碳能力，降低汽车尾气CO、CH、PM的排放量，W及无重金 属排放，达到节能减排环保效果。
[0046] 表1添加本实施例柴油添加剂前后柴油使用性能对比
[0047]
[0048] 表2本实施例产品与同类产品主要技术指标对比
[0049]
[0050] 从表2的中可W看出，本专利产品不含有重金属，且对空气的污染也相对现有技 术产品小。
[00川 实施例2
[0052] 不含金属的可溶性娃酸的制备：将10升四氯化娃与2升冰混合在一起投入反应蓋 中，在-1(TC~55°C范围内进行揽拌反应，反应过程中分离氯化氨气体。前步反应完成后， 降低温度至fTC，将反应生成的块状物打碎揽拌，分离块状物内包裹的氯化氨气体和再次分 离前阶段反应不完全的原料，氯化氨气体被分离，反应不完全的原料继续反应。降温反应后 反应蓋内的最终产物在l〇(TC~20(TC内加热，蒸发反应蓋中分离物中遗留的四氯化娃、水 和氯化氨气体，得到娃酸。娃酸经反复洗涂脱水后得到2. 85公斤含有结晶水的石英粉。再 将石英粉中加入5. 7升去离子水和11. 4升四甲基娃焼，常温揽拌反应至石英粉完全溶解， 得到含有官能基团丰富的可溶娃酸17. 1升。
[005引 （1)、一次反应
[0054] 将聚胺、聚離分别加入到煤油内揽拌加温反应3小时，得到澄清透明液体，其中反 应温度控制在l〇〇°C。