專利名稱：一種汽車燃油助劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬燃油助劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種汽車用燃油助劑。
背景技術(shù)：
我國(guó)是能源資源嚴(yán)重短缺的國(guó)家，近年來(lái)，伴隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能源消費(fèi)急劇增 長(zhǎng)，供需矛盾日益突出，已經(jīng)成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的最大制約，直接威 脅國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全，開(kāi)發(fā)節(jié)能汽車和汽車燃油助劑對(duì)保證國(guó)家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展和節(jié) 約能源有重要意義。目前汽車燃油助劑的開(kāi)發(fā)日益升溫，汽車燃油助劑種類較多， 比如史兆憲等人發(fā)明的穩(wěn)定輕烴添加劑由煤油40-70%、甲苯20-40%、三氯乙烷 1_3%、蓖麻油3-10%等組成，加入到穩(wěn)定輕烴中能提高其辛烷值，改進(jìn)燃燒性能， 符合90號(hào)汽油標(biāo)準(zhǔn)；深圳日研科技有限公司推出的車用輕烴油，加入了一種油 公核磁共振傳遞劑做為燃油助劑；侯金鵬等人發(fā)明的輕烴改性劑由6-9%穩(wěn)定劑、 50-60%抗爆劑、18-26%催化劑、5-7%清潔劑、1-2%抗氧劑、1-2%防腐劑、5-8% 助溶劑等組成，將其加入輕烴中制成車用燃料油。以上各種汽油添加劑均采用復(fù) 配方法制成燃油助劑，沒(méi)有對(duì)輕烴本身進(jìn)行處理，雖然其辛烷值可以達(dá)標(biāo)，但不 能完全解決輕烴作為汽油或汽油組分時(shí)本身存在的飽和蒸汽壓過(guò)高，容易產(chǎn)生氣 阻問(wèn)題，以及燃燒時(shí)容易結(jié)焦產(chǎn)生積碳的問(wèn)題，恰恰是這些問(wèn)題制約著輕烴作為 汽油助劑的使用。
輕烴是石化產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)品，是用途尚未得到完全開(kāi)發(fā)的化工原料和優(yōu)質(zhì)燃 料。與其他燃料相比，輕烴具有較高熱值，比液化石油氣熱值要高出許多，對(duì)人 體沒(méi)有毒害，對(duì)環(huán)境幾乎達(dá)到零污染。但只有在對(duì)輕烴進(jìn)行質(zhì)的改性后，添加各 種添加劑才能使輕烴真正成為清潔高效車用燃料。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明目的在于對(duì)輕烴進(jìn)行改性處理，提供一種加入改性輕烴的清潔 汽車燃油助劑，以克服使用過(guò)程中汽油飽和蒸汽壓過(guò)高，容易產(chǎn)生氣阻及燃燒時(shí) 容易結(jié)焦產(chǎn)生積碳等問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，技術(shù)方案如下
以戊烷為主的輕烴(碳五)為原料，首先通過(guò)加成反應(yīng)，對(duì)輕烴中的碳五進(jìn) 行改性，提高碳五燃燒時(shí)的清凈性；用生物質(zhì)提取物、多元醇、抗氧化劑、金屬 鈍化劑和抗爆劑制備復(fù)合穩(wěn)定劑，以提高碳五燃燒性，降低其飽和蒸汽壓，提高 其抗氧化性和抗腐蝕性能；最后將兩者混合均勻配制成汽油助劑。
改性碳五生產(chǎn)方法反應(yīng)釜中加入順酐，加熱熔化后，向其中加入混合碳五， 反應(yīng)放熱后，加入催化劑，保持反應(yīng)溫度為80-90°C，反應(yīng)2-3小時(shí)，將固液分 離，取液體產(chǎn)物即為本發(fā)明所用改性碳五，其代表性反應(yīng)為<formula>formula see original document page 4</formula>
所用催化劑為氯化鋅、氯化鋁或骨架鎳，順酐與碳五摩爾比為l: 1。 穩(wěn)定劑主要成份為
玉米油、蓖麻油、棕櫚油生物質(zhì)提取物l: 1: 1比例混合物15% ，
C12-18脂肪多元醇59.9% ，
抗氧劑叔丁基對(duì)苯二酚5%和二仲丁基對(duì)苯二胺10% ， 抗爆劑乙基叔丁基醚5%和二茂鐵基配位化合物5%，
鈍化劑O. 1%，各組分以重量百分比計(jì)。
穩(wěn)定劑在配制時(shí)分為三組， 一組是先將不易溶于石化油類的生物質(zhì)提取物，
溶于多元醇；二是將抗氧化劑和金屬鈍化劑相溶；三是抗爆劑。然后依次加入反
應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢杓闯蔀榫哂锌贡徒档驼羝麎壕C合作用的燃油穩(wěn)定劑。 最后將配制成的穩(wěn)定劑加入到改性碳五中制成汽車燃油助劑，其加入量為改
性碳五重量的1-25%。。該汽車燃油助劑可以大比例地與市售汽油混合，達(dá)到國(guó)
標(biāo)要求。
本發(fā)明技術(shù)要點(diǎn)在于
乙烯工業(yè)中分餾出的輕烴、二烯烴、炔烴、環(huán)烴等存在著異構(gòu)體，組分復(fù) 雜，針對(duì)車用燃油，必須對(duì)以戊烷為主的輕烴(碳五)進(jìn)行技術(shù)處理，使處理后 的輕烴真正成為清潔高效車用燃料。另外，針對(duì)改性輕烴蒸汽壓偏高，辛垸值偏
低，易出現(xiàn)爆震、氣阻等問(wèn)題，通過(guò)大量的長(zhǎng)期的篩選試驗(yàn)，優(yōu)選了十余種化學(xué) 物質(zhì)和生物提取物，組成一種集穩(wěn)定、抗爆于一體的復(fù)合添加劑，較好地解決了 上述問(wèn)題。該添加劑配方不是各組分的簡(jiǎn)單性能之和，而是一種協(xié)同增效作用。 其主要原因在于配方中各組分辛垸值較高，提高了燃料的抗氧化性，能有效改 善發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料的燃燒特征，并且各種成分自身蒸汽壓低，能有效地降低改性碳 五的蒸汽壓；另外，配方中的各種成分與汽油相溶性好，不混蝕、不分層、不吸 水，是一種相溶性很好的混合物。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)(1)通過(guò)對(duì)碳五的改性，很好地解決了發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)焦和積碳。 (2)制備了復(fù)合穩(wěn)定劑，防止了發(fā)動(dòng)機(jī)氣阻現(xiàn)象的發(fā)生，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)，波 動(dòng)率較市售汽油低。(3)由于在改性碳五中加入穩(wěn)定劑，可以大比例地與市售汽 油混合使用，且動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、清潔性和低排放性能優(yōu)于市售汽油，不僅提高 了汽油性能，而且使汽油燃燒更為充分。(4)該汽油助劑在生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生 廢氣、廢水、廢渣，屬環(huán)保型工藝。原料豐富、技術(shù)成熟、清潔環(huán)保、易于推廣、 普及，符合國(guó)家節(jié)能減排基本國(guó)策，對(duì)于國(guó)家能源安全具有重要意義。該項(xiàng)目的 開(kāi)發(fā)成功將最大程度地綜合利用輕烴資源，補(bǔ)充汽油空缺，同時(shí)大大減少汽車尾 氣中有害氣體排放。
具體實(shí)施例方式
為對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更好地說(shuō)明，舉例如下
實(shí)施例
1、 碳五改性
在反應(yīng)釜中加入順酐60kg，加熱熔化后，向其中加入混合碳五，發(fā)生反應(yīng)并
放熱，加入催化劑氯化鋅2g，保持反應(yīng)溫度為85'C，反應(yīng)2-3小時(shí)后，固液分 離，取液體產(chǎn)物即為本發(fā)明所用改性碳五。
實(shí)驗(yàn)所用碳五原料來(lái)自于中原乙烯和洛陽(yáng)石化，所用催化劑氯化鋅是市售催 化劑。
2、 穩(wěn)定劑的制備
通過(guò)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)(L9)篩選最佳物料配比，結(jié)果如下表
實(shí)驗(yàn)序 號(hào)玉米油、 蓖麻油、棕 櫚油生物 質(zhì)提取物 (%)抗氧劑 (%)抗爆劑 (%)C16-18脂 肪多元醇 (%)蒸汽壓 (kpa)辛垸值 (RON)
155584. 99094. 0
25101074. 99093.8
35151564. 98993. 5
41051074. 97593. 5
510101564. 97593.8
61015569.97592.2
71551564. 97393.8
81510569. 97393.6
915151059.97393.7
備注鈍化劑 0. 1%各種添加劑均為工業(yè)品，C16-18脂肪多元醇購(gòu)于上海星海企業(yè)集團(tuán)，鈍化 劑為T(mén)1201金屬鈍化劑，購(gòu)于淄博惠華化工有限公司。
從以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，生物質(zhì)的含量是影響蒸汽壓的主要因素，加入的 生物質(zhì)量越多蒸汽壓越低，當(dāng)其含量大于15%時(shí)，蒸汽壓可以達(dá)到國(guó)標(biāo)汽油質(zhì)量 要求；多元醇和抗爆劑的含量則影響其辛垸值，當(dāng)多元醇含量大于59%、抗暴劑 的含量大于10%或者多元醇含量大于84%、抗暴劑的含量大于5%時(shí)辛垸值大于 93.7。綜合考慮各種影響因素，第九組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是全部試驗(yàn)中的最優(yōu)結(jié)果。按此 配比，分別選取玉米油、蓖麻油、棕櫚油等生物質(zhì)提取物的混合物，脂肪多元醇， 二茂鐵基配位化合物，抗氧劑，抗爆劑、鈍化劑，在配制時(shí)分為三組， 一組先將 不易溶于石化油類的生物質(zhì)提取物，溶于脂肪多元醇；二組將抗氧化劑和金屬鈍 化劑相溶，三組抗爆劑。然后依次加入反應(yīng)釜中，充分?jǐn)嚢杓闯蔀榫哂锌贡徒?低蒸汽壓綜合作用的復(fù)合穩(wěn)定劑。
3、清潔燃油助劑的配制
將配制好的復(fù)合穩(wěn)定劑按1-25%。重量比加入到改性后的碳五中，攪拌10分 鐘，均勻混合，制成本發(fā)明清潔燃油助劑。
將本發(fā)明清潔燃油助劑進(jìn)行性能試驗(yàn)。實(shí)際應(yīng)用中，車用汽油性能有如下要
求1、良好的抗爆性；2、適當(dāng)?shù)恼舭l(fā)性；3、良好的抗氧化安定性；4、良好的
抗腐蝕性及一定的環(huán)保要求。
(1) 、成品檢驗(yàn)
將本發(fā)明清潔燃油助劑以1: 1重量比加到93tt車用汽油中，混合成新的車 用燃油。經(jīng)國(guó)家乙醇汽油質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心檢測(cè)，完全符合93tt汽油的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)
(GB17930-2006)。
(2) 、成品內(nèi)燃機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)
國(guó)家機(jī)械工業(yè)內(nèi)燃機(jī)油品檢驗(yàn)評(píng)定中心(設(shè)在天津大學(xué)國(guó)家內(nèi)燃機(jī)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn) 室)用本發(fā)明清潔燃油助劑以50%重量比加入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的93tt汽油制成清潔燃油， 進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)，評(píng)定結(jié)論如下
加入本發(fā)明燃油助劑的93tt汽油與原93tt汽油運(yùn)行50h前后性能對(duì)比表明 加入本發(fā)明燃油助劑的93tf汽油在汽車上運(yùn)行50h后，最大功率和平均功率、最 大扭矩和平均扭矩下降率均較93#汽油少，最低油耗率和平均油耗率上升率與 93共汽油的相同。
加入本發(fā)明燃油助劑的93tt汽油與93tt汽油同一臺(tái)機(jī)速度特性對(duì)比表明燃
油助劑最大功率、最大扭矩、平均功率、平均扭矩、最低油耗率、外特性上各點(diǎn)
平均油耗率均好于和相當(dāng)于93H汽油。
l小時(shí)穩(wěn)定性對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果表明燃油助劑運(yùn)行平穩(wěn)，波動(dòng)率較93H汽油小。 加入本發(fā)明燃油助劑的931l汽油與93tt汽油排放對(duì)比試驗(yàn)表明加入本發(fā)明
燃油助劑的93#汽油HC和C0較93tt汽油大幅下降，燃油助劑在排放性能上具有
較大的優(yōu)勢(shì)。
加入本發(fā)明燃油助劑的93ft汽油與93tt汽油清凈性對(duì)比評(píng)定表明本發(fā)明氣 缸內(nèi)油清凈性略好于93#汽油，而氣門(mén)積炭明顯示少于93#汽油。
加入本發(fā)明燃油助劑的93tt汽油運(yùn)行50h后，活塞、活塞環(huán)、氣缸、凸輪等 運(yùn)動(dòng)件磨損不大，與93tt汽油相當(dāng)。
加入本發(fā)明燃油助劑的93ft汽油色度透亮、相溶性好、氣味小，在發(fā)動(dòng)機(jī)使 用中表現(xiàn)出良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和低排放性能。
(3) 產(chǎn)品潤(rùn)滑油、清凈性評(píng)定試驗(yàn) 由國(guó)家機(jī)械工藝內(nèi)燃機(jī)油品檢驗(yàn)評(píng)定中心用93#國(guó)標(biāo)汽油以1:1重量比加入本發(fā)明清潔燃油助劑，然后進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)定，其評(píng)定結(jié)論是潤(rùn)滑性評(píng)定結(jié)果表明其潤(rùn)滑性指數(shù)LTX=105，初始扭矩指數(shù)IIX=100，故燃油助劑潤(rùn)滑性優(yōu)于93#汽油。
清凈性評(píng)定結(jié)果表明清凈性指數(shù)DIX=102，活塞裙部漆膜VIX-101，故燃 油助劑清凈性優(yōu)于93ft汽油。
(4) 本發(fā)明清潔燃油助劑車輛行駛應(yīng)用試驗(yàn) 本發(fā)明清潔燃油助劑和93ft國(guó)標(biāo)汽油各50%重量比相溶后作為車用燃料，對(duì)
六個(gè)單位30多輛不同品牌的轎車進(jìn)行了試用，試用單位的反饋意見(jiàn)一致認(rèn)為使 用上述原料汽車起步、加速快，上坡有勁，在各種時(shí)速的情況下沒(méi)有爆震、氣阻 現(xiàn)象，與使用純93#汽油沒(méi)有不同感覺(jué)，甚至好于93#汽油。 試驗(yàn)樣品存放19個(gè)月仍未見(jiàn)分層、混蝕現(xiàn)象，晶瑩透亮。
8
權(quán)利要求
1、一種汽車用燃油助劑，其特征在于，該汽車燃油助劑由改性碳五和穩(wěn)定劑組成，穩(wěn)定劑加入量為改性碳五重量的1-25‰，穩(wěn)定劑主要成份為玉米油、蓖麻油、棕櫚油生物質(zhì)提取物111比例混合物15％，C12-18脂肪多元醇59.9％，抗氧劑叔丁基對(duì)苯二酚5％和二仲丁基對(duì)苯二胺10％抗爆劑乙基叔丁基醚5％和二茂鐵基配位化合物5％，鈍化劑0. 1％，各組分以重量百分比計(jì)。
2、 如權(quán)利要求l所述的汽車用燃油助劑，其特征在于，改性碳五經(jīng)過(guò)如下處理在反應(yīng)釜中加入順酐，加熱熔化后，向其中加入混合碳五，反應(yīng)放熱后，加入催化劑，保持反應(yīng)溫度為80-90°C，反應(yīng)2-3小時(shí)，將固液分離，取液體產(chǎn)物即為 改性碳五。
全文摘要
一種汽車燃油助劑，屬燃油助劑技術(shù)領(lǐng)域。該汽車燃油助劑由玉米油、蓖麻油、棕櫚油等生物質(zhì)提取物的混合物、脂肪多元醇、抗氧劑、抗爆劑、鈍化劑及改性碳五等以一定比例混合而成；使用時(shí)將該助劑以50％的重量比加入到汽油中，不僅可以部分替代供應(yīng)緊張的汽油，而且可以提高汽油性能，使其燃燒更為充分、減少發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)結(jié)焦積碳和尾氣中有害物質(zhì)排放。經(jīng)國(guó)家乙醇汽油質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心檢驗(yàn)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號(hào)C10L1/10GK101381642SQ200810230590
公開(kāi)日2009年3月11日 申請(qǐng)日期2008年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者侯益民, 夏向汝, 夏學(xué)信, 張占倉(cāng), 黃敬洛 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院