专利名称：一种汽车燃油助剂的制作方法
技术领域：
本发明属燃油助剂技术领域，具体涉及一种汽车用燃油助剂。
背景技术：
我国是能源资源严重短缺的国家，近年来，伴随经济发展，能源消费急剧增 长，供需矛盾日益突出，已经成为我国经济社会可持续发展的最大制约，直接威 胁国家经济安全，开发节能汽车和汽车燃油助剂对保证国家经济可持续发展和节 约能源有重要意义。目前汽车燃油助剂的开发日益升温，汽车燃油助剂种类较多， 比如史兆宪等人发明的稳定轻烃添加剂由煤油40-70%、甲苯20-40%、三氯乙烷 1_3%、蓖麻油3-10%等组成，加入到稳定轻烃中能提高其辛烷值，改进燃烧性能， 符合90号汽油标准；深圳日研科技有限公司推出的车用轻烃油，加入了一种油 公核磁共振传递剂做为燃油助剂；侯金鹏等人发明的轻烃改性剂由6-9%稳定剂、 50-60%抗爆剂、18-26%催化剂、5-7%清洁剂、1-2%抗氧剂、1-2%防腐剂、5-8% 助溶剂等组成，将其加入轻烃中制成车用燃料油。以上各种汽油添加剂均采用复 配方法制成燃油助剂，没有对轻烃本身进行处理，虽然其辛烷值可以达标，但不 能完全解决轻烃作为汽油或汽油组分时本身存在的饱和蒸汽压过高，容易产生气 阻问题，以及燃烧时容易结焦产生积碳的问题，恰恰是这些问题制约着轻烃作为 汽油助剂的使用。
轻烃是石化产业的副产品，是用途尚未得到完全开发的化工原料和优质燃 料。与其他燃料相比，轻烃具有较高热值，比液化石油气热值要高出许多，对人 体没有毒害，对环境几乎达到零污染。但只有在对轻烃进行质的改性后，添加各 种添加剂才能使轻烃真正成为清洁高效车用燃料。
发明内容
为此，本发明目的在于对轻烃进行改性处理，提供一种加入改性轻烃的清洁 汽车燃油助剂，以克服使用过程中汽油饱和蒸汽压过高，容易产生气阻及燃烧时 容易结焦产生积碳等问题。
为实现本发明目的，技术方案如下
以戊烷为主的轻烃(碳五)为原料，首先通过加成反应，对轻烃中的碳五进 行改性，提高碳五燃烧时的清净性；用生物质提取物、多元醇、抗氧化剂、金属 钝化剂和抗爆剂制备复合稳定剂，以提高碳五燃烧性，降低其饱和蒸汽压，提高 其抗氧化性和抗腐蚀性能；最后将两者混合均匀配制成汽油助剂。
改性碳五生产方法反应釜中加入顺酐，加热熔化后，向其中加入混合碳五， 反应放热后，加入催化剂，保持反应温度为80-90°C，反应2-3小时，将固液分 离，取液体产物即为本发明所用改性碳五，其代表性反应为<formula>formula see original document page 4</formula>
所用催化剂为氯化锌、氯化铝或骨架镍，顺酐与碳五摩尔比为l: 1。 稳定剂主要成份为
玉米油、蓖麻油、棕榈油生物质提取物l: 1: 1比例混合物15% ，
C12-18脂肪多元醇59.9% ，
抗氧剂叔丁基对苯二酚5%和二仲丁基对苯二胺10% ， 抗爆剂乙基叔丁基醚5%和二茂铁基配位化合物5%，
钝化剂O. 1%，各组分以重量百分比计。
稳定剂在配制时分为三组， 一组是先将不易溶于石化油类的生物质提取物，
溶于多元醇；二是将抗氧化剂和金属钝化剂相溶；三是抗爆剂。然后依次加入反
应釜中，充分搅拌即成为具有抗爆和降低蒸汽压综合作用的燃油稳定剂。 最后将配制成的稳定剂加入到改性碳五中制成汽车燃油助剂，其加入量为改
性碳五重量的1-25%。。该汽车燃油助剂可以大比例地与市售汽油混合，达到国
标要求。
本发明技术要点在于
乙烯工业中分馏出的轻烃、二烯烃、炔烃、环烃等存在着异构体，组分复 杂，针对车用燃油，必须对以戊烷为主的轻烃(碳五)进行技术处理，使处理后 的轻烃真正成为清洁高效车用燃料。另外，针对改性轻烃蒸汽压偏高，辛垸值偏
低，易出现爆震、气阻等问题，通过大量的长期的筛选试验，优选了十余种化学 物质和生物提取物，组成一种集稳定、抗爆于一体的复合添加剂，较好地解决了 上述问题。该添加剂配方不是各组分的简单性能之和，而是一种协同增效作用。 其主要原因在于配方中各组分辛垸值较高，提高了燃料的抗氧化性，能有效改 善发动机内燃料的燃烧特征，并且各种成分自身蒸汽压低，能有效地降低改性碳 五的蒸汽压；另外，配方中的各种成分与汽油相溶性好，不混蚀、不分层、不吸 水，是一种相溶性很好的混合物。
本发明优点(1)通过对碳五的改性，很好地解决了发动机的结焦和积碳。 (2)制备了复合稳定剂，防止了发动机气阻现象的发生，发动机运行平稳，波 动率较市售汽油低。(3)由于在改性碳五中加入稳定剂，可以大比例地与市售汽 油混合使用，且动力性、经济性、清洁性和低排放性能优于市售汽油，不仅提高 了汽油性能，而且使汽油燃烧更为充分。(4)该汽油助剂在生产过程中不会产生 废气、废水、废渣，属环保型工艺。原料丰富、技术成熟、清洁环保、易于推广、 普及，符合国家节能减排基本国策，对于国家能源安全具有重要意义。该项目的 开发成功将最大程度地综合利用轻烃资源，补充汽油空缺，同时大大减少汽车尾 气中有害气体排放。
具体实施例方式
为对本发明进行更好地说明，举例如下
实施例
1、 碳五改性
在反应釜中加入顺酐60kg，加热熔化后，向其中加入混合碳五，发生反应并
放热，加入催化剂氯化锌2g，保持反应温度为85'C，反应2-3小时后，固液分 离，取液体产物即为本发明所用改性碳五。
实验所用碳五原料来自于中原乙烯和洛阳石化，所用催化剂氯化锌是市售催 化剂。
2、 稳定剂的制备
通过正交试验设计(L9)筛选最佳物料配比，结果如下表
实验序 号玉米油、 蓖麻油、棕 榈油生物 质提取物 (%)抗氧剂 (%)抗爆剂 (%)C16-18脂 肪多元醇 (%)蒸汽压 (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
备注钝化剂 0. 1%各种添加剂均为工业品，C16-18脂肪多元醇购于上海星海企业集团，钝化 剂为T1201金属钝化剂，购于淄博惠华化工有限公司。
从以上试验结果可以看出，生物质的含量是影响蒸汽压的主要因素，加入的 生物质量越多蒸汽压越低，当其含量大于15%时，蒸汽压可以达到国标汽油质量 要求；多元醇和抗爆剂的含量则影响其辛垸值，当多元醇含量大于59%、抗暴剂 的含量大于10%或者多元醇含量大于84%、抗暴剂的含量大于5%时辛垸值大于 93.7。综合考虑各种影响因素，第九组实验数据是全部试验中的最优结果。按此 配比，分别选取玉米油、蓖麻油、棕榈油等生物质提取物的混合物，脂肪多元醇， 二茂铁基配位化合物，抗氧剂，抗爆剂、钝化剂，在配制时分为三组， 一组先将 不易溶于石化油类的生物质提取物，溶于脂肪多元醇；二组将抗氧化剂和金属钝 化剂相溶，三组抗爆剂。然后依次加入反应釜中，充分搅拌即成为具有抗爆和降 低蒸汽压综合作用的复合稳定剂。
3、清洁燃油助剂的配制
将配制好的复合稳定剂按1-25%。重量比加入到改性后的碳五中，搅拌10分 钟，均匀混合，制成本发明清洁燃油助剂。
将本发明清洁燃油助剂进行性能试验。实际应用中，车用汽油性能有如下要
求1、良好的抗爆性；2、适当的蒸发性；3、良好的抗氧化安定性；4、良好的
抗腐蚀性及一定的环保要求。
(1) 、成品检验
将本发明清洁燃油助剂以1: 1重量比加到93tt车用汽油中，混合成新的车 用燃油。经国家乙醇汽油质量监督检测中心检测，完全符合93tt汽油的国家标准
(GB17930-2006)。
(2) 、成品内燃机台架试验
国家机械工业内燃机油品检验评定中心(设在天津大学国家内燃机重点实验 室)用本发明清洁燃油助剂以50%重量比加入国家标准的93tt汽油制成清洁燃油， 进行了发动机台架试验，评定结论如下
加入本发明燃油助剂的93tt汽油与原93tt汽油运行50h前后性能对比表明 加入本发明燃油助剂的93tf汽油在汽车上运行50h后，最大功率和平均功率、最 大扭矩和平均扭矩下降率均较93#汽油少，最低油耗率和平均油耗率上升率与 93共汽油的相同。
加入本发明燃油助剂的93tt汽油与93tt汽油同一台机速度特性对比表明燃
油助剂最大功率、最大扭矩、平均功率、平均扭矩、最低油耗率、外特性上各点
平均油耗率均好于和相当于93H汽油。
l小时稳定性对比试验结果表明燃油助剂运行平稳，波动率较93H汽油小。 加入本发明燃油助剂的931l汽油与93tt汽油排放对比试验表明加入本发明
燃油助剂的93#汽油HC和C0较93tt汽油大幅下降，燃油助剂在排放性能上具有
较大的优势。
加入本发明燃油助剂的93ft汽油与93tt汽油清净性对比评定表明本发明气 缸内油清净性略好于93#汽油，而气门积炭明显示少于93#汽油。
加入本发明燃油助剂的93tt汽油运行50h后，活塞、活塞环、气缸、凸轮等 运动件磨损不大，与93tt汽油相当。
加入本发明燃油助剂的93ft汽油色度透亮、相溶性好、气味小，在发动机使 用中表现出良好的动力性、经济性和低排放性能。
(3) 产品润滑油、清净性评定试验 由国家机械工艺内燃机油品检验评定中心用93#国标汽油以1:1重量比加入本发明清洁燃油助剂，然后进行试验评定，其评定结论是润滑性评定结果表明其润滑性指数LTX=105，初始扭矩指数IIX=100，故燃油助剂润滑性优于93#汽油。
清净性评定结果表明清净性指数DIX=102，活塞裙部漆膜VIX-101，故燃 油助剂清净性优于93ft汽油。
(4) 本发明清洁燃油助剂车辆行驶应用试验 本发明清洁燃油助剂和93ft国标汽油各50%重量比相溶后作为车用燃料，对
六个单位30多辆不同品牌的轿车进行了试用，试用单位的反馈意见一致认为使 用上述原料汽车起步、加速快，上坡有劲，在各种时速的情况下没有爆震、气阻 现象，与使用纯93#汽油没有不同感觉，甚至好于93#汽油。 试验样品存放19个月仍未见分层、混蚀现象，晶莹透亮。
8
权利要求
1、一种汽车用燃油助剂，其特征在于，该汽车燃油助剂由改性碳五和稳定剂组成，稳定剂加入量为改性碳五重量的1-25‰，稳定剂主要成份为玉米油、蓖麻油、棕榈油生物质提取物111比例混合物15％，C12-18脂肪多元醇59.9％，抗氧剂叔丁基对苯二酚5％和二仲丁基对苯二胺10％抗爆剂乙基叔丁基醚5％和二茂铁基配位化合物5％，钝化剂0. 1％，各组分以重量百分比计。
2、 如权利要求l所述的汽车用燃油助剂，其特征在于，改性碳五经过如下处理在反应釜中加入顺酐，加热熔化后，向其中加入混合碳五，反应放热后，加入催化剂，保持反应温度为80-90°C，反应2-3小时，将固液分离，取液体产物即为 改性碳五。
全文摘要
一种汽车燃油助剂，属燃油助剂技术领域。该汽车燃油助剂由玉米油、蓖麻油、棕榈油等生物质提取物的混合物、脂肪多元醇、抗氧剂、抗爆剂、钝化剂及改性碳五等以一定比例混合而成；使用时将该助剂以50％的重量比加入到汽油中，不仅可以部分替代供应紧张的汽油，而且可以提高汽油性能，使其燃烧更为充分、减少发动机内结焦积碳和尾气中有害物质排放。经国家乙醇汽油质量监督检测中心检验符合国家标准。
文档编号C10L1/10GK101381642SQ200810230590
公开日2009年3月11日 申请日期2008年10月27日 优先权日2008年10月27日
发明者侯益民, 夏向汝, 夏学信, 张占仓, 黄敬洛 申请人:河南省科学院