一种车用醇醚替代清洁燃料的制作方法

专利名称：：一种车用醇醚替代清洁燃料的制作方法
技术领域：
：本发明根据我国以煤为主的能源结构特点，大量采用煤基醇醚燃料替代现有传统燃料。具体地说，是一种以煤制甲醇、甲基叔丁基醚、植物乙醇、19(f-20(f溶剂油和叠合油为主要基础原料，添加了可以解决车辆在使用过程中出现的腐蚀、磨损、溶胀、互溶等技术难题而自主开发研制的醇醚替代燃料添加剂。该醇醚替代燃料推动了我国能源多元化、以优势能源替代稀缺资源、以可再生能源替代化石能源的进程，减缓了我国化石能源的极速消耗，改善了大气的清洁度，减缓了温室效应产生的速度。
背景技术：
：化石能源以惊人的速度在我们这个赖以生存的星球上消耗着，能源紧缺已是世人及经济发展所面临的共同问题，寻找替代能源，通过煤炭转化、可再生能源、石油生物等替代能源多元化研究与开发，弥补化石能源的不足己为各国所关注。将车用醇醚替代清洁燃料作为当前化石能源替代液体燃料己成为世界科技研发支持和鼓励的重点，如何保障能源安全供应和可持续发展己引起我国政府高度重视，车用醇醚替代清洁燃料可有效降低汽车尾气有害物质的排放量，保护环境，促进我国能源、经济和环境的可持续发展。目前，作为国内外正在研究的车用醇醚替代清洁燃料技术已有所突破，但有些技术难点亟待解决，如甲醇热值低并有一定的毒性、车用醇醚替代清洁燃料对汽车发动机金属表面、橡胶塑垫有一定的腐蚀和溶胀作用，车用醇醚替代清洁燃料低温相分离、稳定性差等0
发明内容本发明的目的是提供一种热值高、抗腐蚀、抗溶涨、抗低温、抗氧化、无积炭、减少发动机磨损、能耗低、经济效益和社会效益显著，是一种改善大气质量、节约能源、清洁型化石能源车用醇醚替代清洁燃料。本发明的主要技术方案常温常压下，先将甲醇加入到反釜中，然后将高氯酸钠、高锰酸钾以重量比为l:2混合调配然后加注到甲醇中搅拌均匀，再依次将甲基叔丁基醚、乙醇、19(f-200"溶剂油和叠合油加入，最后加入由混合苯和轻芳烃和甲乙酮以重量比2:3:5调配而成的热值弥补剂、硫化垸基酚盐、二烷基二硫代磷酸锌盐、乙二醇甲醚、由磷酸酯和P-萘胺以重量比1:1调配而成的抗氧剂以及由烯基丁二酸和烷基酚聚氧乙烯醚以重量比1:1调配而成的互溶剂，经喷淋循环搅拌均匀即得该产品。本发明燃料的组成及其重量份数如下甲醇15份-40份、甲基叔丁基醚5份-15份、乙醇l份-6份、19(f-200"溶剂油30份-40份、叠合油20份-40份、高氯酸钠0.01份-O.05份、高锰酸钾0.05份-0.08份、混合苯0.01份-O.05份、轻芳烃0.01份-0.06份、甲乙酮0.05份-O.1份、硫化垸基酚盐0.1份-0.2份、二烷基二硫代磷酸锌盐0.1份-0.3份、乙二醇甲醚0.01份-0.05份、磷酸酯0.02份-0.08份及P-萘胺0.02份-O.08份、烯基丁二酸0.05份-O.1份和烷基酚聚氧乙烯醚0.05份-O.1份。所述的19(f-20(f溶剂油是指原油的直馏馏分或催化重整的抽余油为原料，经精制、分馏、切割出一定的馏分等方法而制成。所说的硫化垸基酚盐是碱值40mgKOH/g以上的钙盐。所述的叠合油是指以C3、C4石油气为原料，以磷酸催化剂叠合生产而得。所述的甲基叔丁基醚化学分子式为CH30C(CH3)3又称MTBE，甲基叔丁基醚具有辛垸值高、抗爆性能好，氧含量高、助燃性能好，安全性高、掺混性好，热性能与汽油相近等特点。本发明的制备方法常温常压下，先将甲醇加入到反釜中，然后将高氯酸钠、高锰酸钾以重量比为1:2混合调配然后加注到甲醇中搅拌均匀，再依次将甲基叔丁基醚、乙醇、190#-20(f溶剂油、叠合油加入，最后加入由混合苯和轻芳烃和甲乙酮以重量比2:3:5调配而成的热值弥补剂、硫化烷基酚盐、二垸基二硫代磷酸锌盐、乙二醇甲醚、由磷酸酯和P-萘胺以重量比1:1调配而成的抗氧剂以及由烯基丁二酸和垸基酚聚氧乙烯醚以重量比l:l调配而成的互溶剂，经喷淋循环搅拌均匀即得该产品。本发明的优点和效果(1)本发明燃料先后通过了国家石油产品质量监督检验中心、国家汽车质量监督检验中心、国家轿车产品质量监督检测中心、北内集团总公司技术中心所做的油品检测，轻行汽车排气污染物，燃料对比，发动机性能实验，发动机可靠性实验，发动机400小时对比实验，燃料性能对比实验，燃料机油消耗实验经发动机性能实验，尾气排放污染物对比试验，动力性和经济性对比试验，机油燃油消耗对比试验，发动机可靠性试验，燃料质量检测对比试验。结果表明，使用该燃料试验时，不对发动机及供油系统进行任何改动。动力性能与GB17930相当；尾气排放的CO、HC、NOx综合指标仅为车用汽油的49%;油耗在低速运行时与汽油相当，在90公里/小时以上时，优于汽油，可节省燃料20-35%;机油燃油消耗的百分比仅为汽油的3.2%;400小时的交变负荷可靠性试验其最大功率、最大扭矩、最大油耗三项指标的劣化率仅分别为2.8%、2.6%和0.4%，是国家标准要求劣化率在5%以内即为合格，其机油燃油消耗的百分比(％)为0.095，好于《3的国家标准要求，本项试验取得的检测数据是无铅汽油难以达到的；经对比检测，该燃料的质量检测指标均优于北^车用汽油地方标准(DB11/238-2004)和欧盟EN228-2004(E)标准中的指标。(2)本发明燃料应邀于2006年12月27日至2007年1月6日参加了"第六届中国松花江国际冰雪汽车挑战赛"暨"第二届中俄国际汽车争霸赛"，作为该赛事的指定燃料从哈市经通江到达俄罗斯的哈巴罗夫斯克和共青城行程近4000公里，先后经历了零下4(TC的严寒和复杂路面的考验，该公司四辆车组成的车队获得赛事的团体冠军。在比赛中该甲醇汽油显示出了优秀的质量性能，使油品获得中俄赛手的好评，可以证明该油品具备良好的低温耐寒性。(3)本发明的燃料中的甲醇来源多样化，可由天然气、石脑油、重油或生物制取，也可通过煤炭转化，还可由煤层气和焦炉气加工而成，甲醇含氧丰富并具有较高的辛烷值，燃烧过程中不需要消耗大量的空气，排放指标比车用汽油GB17930和车用乙醇汽油GB18351更环保。价格上甲醇仅相当于汽油的1/4，生产成本低，易推广普及；甲醇作为替代燃料的使用，适用于各种车辆；甲醇可以替代部分石油燃料，减少对石油进口的依赖。(4)本发明的燃料中甲醇热值低，燃料中添加了甲基叔丁基醚和由混合苯和轻芳烃和甲乙酮以重量比2:3:5调配而成的热值弥补剂，燃料燃烧更加充分，使甲醇的热值得到有效的补充，解决了油品热值下降和动力性不足。(5)本发明的燃料中甲醇和汽油一样，在化学上都属中等毒性物质，甲醇在添加到其它原料中前先做了毒性处理，添加甲醇改性剂，使燃料的使用性更安全可靠。(6)本发明的燃料中甲醇是强溶剂，对汽车的金属表面和橡胶塑垫都有一定的腐蚀作用，燃料中添加了硫化烷基酚盐、二垸基二硫代磷酸锌盐，提高燃料阻止水分和氧分子对金属和橡胶塑垫的腐蚀作用，保护金属表面延缓锈蚀。(7)本发明的燃料中加入由磷酸酯和P-萘胺以重量比hl调配而成的抗氧剂有效地延缓了燃料氧化、变色、胶质等现象，提高车用甲醇清洁燃料的润滑性，降低摩擦及磨损，延长发动机使用寿命。(8)本发明的燃料中加入由烯基丁二酸和烷基酚聚氧乙烯醚以重量比1:1调配而成的互溶剂，使甲醇燃料的稳定性更强，延长油品储存期；在一般环境下，油品储存时间可达一年以上。(9)本发明的原材料资源多元化，各炼油厂均可以在原油中提炼出汽、柴油后获得19(f-20Cf溶剂油、叠合油等石油副产品。(10)乙醇主要来源于玉米、大麦、小麦，也可以来自于纤维植物如树木和草，乙醇属可再生能源，乙醇是高含氧燃料，可以增加汽油的辛垸值和改善汽油机的排放质量。综上所述，本发明的燃料符合国家多元化发展替代能源政策，以新能源替代传统能源，以生物质能源替代紧缺能源，以可再生能源替代化石能源，提高替代能源在能源结构中的比重。本燃料的基础原材料来源多元化，生产工艺简单，操作简便，生产成本低，经济效益和社会效益显著，更重要是本发明的燃料添加了煤制甲醇、可再生能源乙醇及醚类化合物，提高了我国应对高油价和原油供应趋紧的能力，弥补快速扩大的石油供需缺口，有效解决了能源品种短缺问题，实现了企业自主，技术创新，实现了科学发展、清洁发展、安全发展和可持续发展。具体实施例方式下面通过具体的实施例进一步说明本发明的特点。实施例1制备的燃料组成及其重量份数如下甲醇32.53份、甲基叔丁基醚12.56份、乙醇3.1份、19(f-200"溶剂油30份、叠合油21份、高氯酸钠0.03份、高锰酸钾0.06份、混合苯0.03份、轻芳烃0.045份、甲乙酮0.075份、硫化烷基酚钙0.15份、二烷基二硫代磷酸锌盐O.18份、乙二醇甲醚0.04份、磷酸酯0.05份及3-萘胺0.05份、烯基丁二酸0.05份及烷基酚聚氧乙烯醚0.05份。常温常压下，先将32.53份甲醇加入到反釜中，然后将0.03份高氯酸钠、0.06份高锰酸钾以重量比为1:2混合调配然后加注到甲醇中搅拌均匀，再依次将12.56份甲基叔丁基醚、3.l份乙醇、30份190#-20(f溶剂油、21份叠合油加入，最后加入由0.03份混合苯和0.045份轻芳烃和0.075份甲乙酮以重量比2:3:5调配而成的热值弥补剂、0.15份硫化垸基酚钙、0.18份二烷基二硫代磷酸锌盐、0.04份乙二醇甲醚、由0.05份磷酸酯和0.05份P-萘胺以重量比1:1调配而成的抗氧剂、由0.05份烯基丁二酸和0.05份垸基酚聚氧乙烯醚以重量比1:1调配而成的互溶剂，经喷淋循环搅拌均匀即得该产品。检测数据详见(国家石油产品质量监督检验中心2007012606检测报告)表1。表l97号甲乙醇混合汽油<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例2制备的燃料组成及其重量份数如下甲醇36.89份、甲基叔丁基醚12.93份、乙醇6份、19(f-200"溶剂油30份、叠合油13.37份、高氯酸钠0.03份、高锰酸钾0.06份、混合苯0.03份、轻芳烃0.045份、甲乙酮0.075份、硫化垸基酚钙0.15份、二垸基二硫代磷酸锌盐0.18份、乙二醇甲醚0.04份、磷酸酯0.05份及e-萘胺0.05份、烯基丁二酸0.05份和烷基酚聚氧乙烯醚0.05份。常温常压下，先将36.89份甲醇加入到反釜中，然后将0.03份高氯酸钠、0.06份高锰酸钾以重量比为1:2混合调配然后加注到甲醇中搅拌均匀，再依次将12.93份甲基叔丁基醚、6份乙醇、30份190s-20(f溶剂油、13.37份叠合油加入，最后加入由0.03份混合苯和0.045份轻芳烃和0.075份甲乙酮以重量比2:3:5调配而成的热值弥补剂、0.15份硫化烷基酚钙、0.18份二烷基二硫代磷酸锌盐、0.04份乙二醇甲醚、由0.05份磷酸酯和0.05份P-萘胺以重量比1:1调配而成的抗氧剂、由0.05份烯基丁二酸和0.05份烷基酚聚氧乙烯醚以重量比l:l调配而成的互溶剂，经喷淋循环搅拌均匀即得该产品。该产品的性能经国家石油产品质量监督检验中心与北京车用汽油地方标准(DB11/238-2004)和欧盟EN228-2004(E)标准93#甲醇汽油对比检测结果见表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例2燃料的相关试验数据1、实施例2燃料的台架实验。试验单位国家轿车质量监督检验中心检测依据GB/T18297-2001《汽车发动机性能试验方法》GB/T19055-2003《汽车发动机可靠性试验方法》检验项目在同一台BJG型汽油机上使用本燃料进行下列对比检验(1)400小时交变负荷可靠性试验(2)净功率试验、负荷特性试验、万有特性试验、活塞漏气量试验、机油消耗量试验，试验结果见表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>经国家轿车质量监督检验中心对在BJG型汽油机上使用本燃料进行400小时交变负荷可靠性试验，对比检验结果为"经检验，使用本燃料用于BJG型汽油机上进行可靠性试验、试验过程中无致命、严重和一般故障，解体检査各磨擦副磨损正常、可靠性试验后性能劣化率低于国家标准规定"。净功率试验、负荷特性试验、万有特性试验、活塞漏气量试验、机油消耗量试验性能试验结果，性能试验结果见表4。表4性能试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本发明燃料在国家轿车质量监督检验中心所做的发动机性能试验检测中，与车用汽油对比检测了额定功率、最大扭转、全负荷最低燃油消耗率三项指标，虽然本发明燃料的指标比车用汽油略低一些，总体无明显差异。2、实施例2燃料的行车实验。试验单位国家汽车质量监督检验中心试验依据GB/T12543-1990《汽车加速性能试验方法》GB/T12544-1990《汽车最高车速试验方法》GB/T12544.1-2001《乘用车燃料消耗量试验方法》试验项目在同一台FV7160CiXE型轿车上使用本燃料和普通国标汽油进行下列项目的对比试验，(1)加速性能；(2)最高车速；(3)等速行驶，试验结果见表5。表5行车试验检验对比<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>经检验，其对比结果为"使用本发明燃料比普通国标汽油的加速性能、最高车速无明显差异，等速行驶燃料消耗量略有下降。"3、实施例2燃料的轻型汽车排气污染物。试验单位国家汽车质量监督检验中心试验依据GB18352.3-2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国III、IV阶段)》第III阶段检验项目捷达牌FV7160CiXE型轿车分别使用本燃料和普通国标汽油进行常温下冷启动后排气污染物排放试验，试验结果见表6。表6燃料的轻型汽车排气污染物对比表<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>经检验，使用本发明燃料尾气污染物比国标汽油明显下降，是比车用汽油更好的环保燃料。4、实施例2燃料使用中机油燃油消耗百分比指标车用醇醚替代清洁燃料在国家轿车质量监督检验中心所做的发动机性能试验检测中，对机油燃油消耗百分比指标进行了检验，其机油燃油消耗的百分比(%)为0.095，好于《3的要求。性能试验结果见表7。表7性能试验结果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>权利要求1.一种车用醇醚替代清洁燃料，其特征在于组成及其重量份数如下甲醇15份-40份、甲基叔丁基醚5份-15份、乙醇1份-6份、190#-200#溶剂油30份-40份、叠合油20份-40份、高氯酸钠0.01份-0.05份、高锰酸钾0.05份-0.08份、混合苯0.01份-0.05份、轻芳烃0.01份-0.06份、甲乙酮0.05份-0.1份、硫化烷基酚盐0.1份-0.2份、二烷基二硫代磷酸锌盐0.1份-0.3份、乙二醇甲醚0.01份-0.05份、磷酸酯0.02份-0.08份及β-萘胺0.02份-0.08份、烯基丁二酸0.05份-0.1份和烷基酚聚氧乙烯醚0.05份-0.1份。2.权利要求l的车用醇醚替代清洁燃料制备方法，其特征在于常温常压下，先将甲醇加入到反釜中，然后将高氯酸钠、高锰酸钾以重量比为l:2混合调配然后加注到甲醇中搅拌均匀，再依次将甲基叔丁基醚、乙醇、190#-200"溶剂油和叠合油加入，最后加入由混合苯和轻芳烃和甲乙酮以重量比2:3:5调配而成的热值弥补剂、硫化烷基酚盐、二烷基二硫代磷酸锌盐、乙二醇甲醚、由磷酸酯和P-萘胺以重量比1:1调配而成的抗氧剂以及由烯基丁二酸和垸基酚聚氧乙烯醚以重量比l:l调配而成的互溶剂，经喷淋循环搅拌均匀即得该产品.全文摘要本发明是一种车用醇醚替代清洁燃料，由甲醇、甲基叔丁基醚、乙醇、190^#-200^#溶剂油和叠合油为原材料，常温常压下，先将高氯酸钠、高锰酸钾以重量比为1∶2混合调配然后加注到甲醇中使其改性，再依次加入甲基叔丁基醚、乙醇、190^#-200^#溶剂油和叠合油，最后加入混合苯、轻芳烃、甲乙酮、硫化烷基酚盐、二烷基二硫代磷酸锌盐、乙二醇甲醚、磷酸酯及β-萘胺、烯基丁二酸及烷基酚聚氧乙烯醚制取而成的一种抗低温性、互溶性好、抗腐蚀、动力性好、低能耗、环保效果显著的化石能源替代液体燃料。文档编号C10L1/10GK101195772SQ20071030842公开日2008年6月11日申请日期2007年12月29日优先权日2007年12月29日发明者范守伟申请人:北京雄韬伟业能源科技发展有限公司