一种环保型纯化的煤基甲醇汽油及其制备方法和应用与流程

本发明涉及燃料油技术领域，具体涉及一种环保型纯化的煤基甲醇汽油。

背景技术

我国石油资源紧缺，非化石能源的替代研究，已成为人们关注的重大课题。我国是煤炭生产大国，纯化的煤基甲醇的综合利用是煤化工产业链的重要分支，开发利用甲醇资源作为运输燃料的替代品是行之有效的重要措施。甲醇是煤炭高效转化利用的下游产品之一，以一定比例添加在汽油中可制备成甲醇汽油。

甲醇汽油除具有较高的经济效益外，还有效控制了pm2.5的污染源，其废气中有害物质大幅下降、辛烷值提高、烯烃含量减少、抗静电性好，甲醇汽油的开发还能够减少对石油进口的依赖并能充分利用本国煤炭资源，因此甲醇汽油是一种很有发展潜力的符合中国国情的清洁能源，有重要的社会和环境价值。

济南开发区星火科学技术研究院的专利cn201310725485《含甲醇的环保汽油的制备方法》，涉及了一种含甲醇的环保汽油的制备方法，制备了纳米润燃添加剂、助溶剂、变性甲醇、环保型甲醇汽油燃料，同时添加了二茂铁，大大增加了燃料的热效率，但添加二茂铁会造成金属离子的危害。王佐法的专利cn201410019842《一种m40～m85车用甲醇汽油及其配制方法》，涉及了一种包括基本原料和添加剂的m40～m85车用甲醇汽油及其制备方法，但在汽油中添加高比例的甲醇需要对汽车的发动机进行改装。

技术实现要素：

为了解决上述的技术问题，本发明提供一种环保型纯化的煤基甲醇汽油及其制备方法和应用，其目的在于，提供一种环保型纯化的煤基甲醇汽油，通过添加合适比例的复配助溶剂异辛醇和吐温，能够有效提高甲醇的溶解度，使得不用改造汽车发动机的结构也能使用中高比例甲醇的甲醇汽油；通过添加消烟组合物三氧化钼和磷酸三异丙基苯酯，起到很好的消烟效果，使得汽油燃烧后产生极少的烟气，保护环境和人类健康。

本发明提供一种一种环保型纯化的煤基甲醇汽油，由以下原料按重量份制备而成：

a液：

纯化的煤基甲醇20-40份；

抗氧剂1-5份；

缓蚀剂5-10份；

稳定剂1-5份；

b液：

汽油100-120份；

磷酸三异丙基苯酯1-5份；

三氧化钼5-10份；

c液：

异辛醇1-5份；

吐温1-10份；

异丙醇1-10份；

所述纯化的煤基甲醇由以下方法纯化：

步骤一、脱水：将处理过的吸水树脂、再生后的吸水树脂或分子筛缓慢装入玻璃柱内，用蠕动泵以一定的流速将煤基甲醇缓慢从吸水树脂或分子筛柱上部注入，柱底部用接收瓶接取脱水后产品；

步骤二、低碳连有机物的去除：采用三塔精馏工艺纯化，除水后的粗甲醇加入少量naoh调节ph在7-7.2，搅拌均匀后泵进粗醇贮槽，经粗醇泵打到粗醇预热器，由蒸汽冷凝液提温至70℃左右进入脱醚塔；

所述脱醚塔下部的脱醚塔再沸器采用0.7mpa饱和蒸汽间接加热液体粗醇，保持温度在80℃左右，塔顶温度用回流液控制在80℃左右；

所述脱醚塔冷凝器排气温度控制小于50℃；

所述粗甲醇比重在0.89-0.92之间。

作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：

a液：

纯化的煤基甲醇25-35份；

抗氧剂2-4份；

缓蚀剂6-8份；

稳定剂2-4份；

b液：

汽油105-115份；

磷酸三异丙基苯酯2-4份；

三氧化钼6-9份；

c液：

异辛醇2-4份；

吐温3-7份；

异丙醇2-8份。

作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：

a液：

纯化的煤基甲醇32份；

抗氧剂3份；

缓蚀剂7份；

稳定剂3份；

b液：

汽油110份；

磷酸三异丙基苯酯3份；

三氧化钼8份；

c液：

异辛醇3份；

吐温5份；

异丙醇6份。

作为本发明进一步的改进，抗氧剂选自二苯胺、对苯二胺、二氢喹啉、2，6-三级丁基-4-甲基苯酚、双(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)硫醚、四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯、双十二碳醇酯、双十四碳醇酯、双十八碳醇酯、三辛酯、三癸酯、三(十二碳醇)酯和三(十六碳醇)酯中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进，缓蚀剂选自膦羧酸、琉基苯并噻唑、苯并三唑、磺化木质素、poca，聚天冬氨酸、巯基苯并噻唑、苯并三唑、十六烷胺中的一种或几种。

作为本发明进一步的改进，稳定剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-3、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-5、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-7、脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-9、壬基酚聚氧乙烯醚np-4、壬基酚聚氧乙烯醚np-6、壬基酚聚氧乙烯醚np-10、辛基酚聚氧乙烯醚op-4、辛基酚聚氧乙烯醚op-6、辛基酚聚氧乙烯醚op-10中的一种或几种。

本发明进一步保护上述一种环保型纯化的煤基甲醇汽油的制备方法，按照以下步骤制备：按比例称量各组分，向三个反应釜中依次a液、b液和c液，搅拌均匀，将a液、b液和c液混合在一起或将a液、b液和c液混合搅拌均匀，得到环保型纯化的煤基甲醇汽油。

作为本发明进一步的改进，搅拌步骤的条件为搅拌速度200-400转/min，搅拌时间20-40min。

本发明进一步保护上述一种环保型纯化的煤基甲醇汽油的的应用。

本发明具有如下有益效果：

1.本发明在车用汽油中添加了纯化的煤基甲醇，制备得到的汽油动力性好，尾气排放中有毒气体co、nox的含量低，甲醇蒸气压低，安全性高，同时能够降低汽油成本，经济适用；

2.本发明通过添加复配助溶剂异辛醇和吐温，按照合适比例添加后，有助于甲醇和基础汽油的互溶，提高甲醇的溶解度，使得不用改造汽车发动机的结构也能使用中高比例甲醇的甲醇汽油；

3.本发明通过添加消烟组合物三氧化钼和磷酸三异丙基苯酯，起到很好的消烟效果，使得汽油燃烧后产生极少的烟气，保护环境和人类健康。

附图说明

图1为环保型纯化的煤基甲醇汽油的制备工艺图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例都属于本发明的保护范围。

实施例1环保型纯化的煤基甲醇汽油的制备

原料组成：

a液：

纯化的煤基甲醇20份；

二苯胺1份；

苯并三唑5份；

脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-31份；

b液：

汽油100份；

磷酸三异丙基苯酯1份；

三氧化钼5份；

c液：

异辛醇1份；

吐温1份；

异丙醇1份；

所述纯化的煤基甲醇由以下方法纯化：

步骤一、脱水：将处理过的吸水树脂、再生后的吸水树脂或分子筛缓慢装入玻璃柱内，用蠕动泵以一定的流速将煤基甲醇缓慢从吸水树脂或分子筛柱上部注入，柱底部用接收瓶接取脱水后产品；

步骤二、低碳连有机物的去除：采用三塔精馏工艺纯化，除水后的粗甲醇加入少量naoh调节ph在7-7.2，搅拌均匀后泵进粗醇贮槽，经粗醇泵打到粗醇预热器，由蒸汽冷凝液提温至70℃左右进入脱醚塔；

所述脱醚塔下部的脱醚塔再沸器采用0.7mpa饱和蒸汽间接加热液体粗醇，保持温度在80℃左右，塔顶温度用回流液控制在80℃左右；

所述脱醚塔冷凝器排气温度控制小于50℃；

所述粗甲醇比重在0.89-0.92之间。

环保型纯化的煤基甲醇汽油按照以下步骤制备：按比例称量各组分，向三个反应釜中依次a液、b液和c液，搅拌均匀，将a液、b液和c液混合在一起或将a液、b液和c液混合搅拌(搅拌速度200转/min，搅拌时间20min)均匀，得到环保型纯化的煤基甲醇汽油。

实施例2环保型纯化的煤基甲醇汽油的制备

原料组成：

a液：

纯化的煤基甲醇40份；

2，6-三级丁基-4-甲基苯酚5份；

poca10份；

壬基酚聚氧乙烯醚np-45份；

b液：

汽油120份；

磷酸三异丙基苯酯5份；

三氧化钼10份；

c液：

异辛醇5份；

吐温10份；

异丙醇10份；

所述纯化的煤基甲醇由以下方法纯化：

步骤一、脱水：将处理过的吸水树脂、再生后的吸水树脂或分子筛缓慢装入玻璃柱内，用蠕动泵以一定的流速将煤基甲醇缓慢从吸水树脂或分子筛柱上部注入，柱底部用接收瓶接取脱水后产品；

步骤二、低碳连有机物的去除：采用三塔精馏工艺纯化，除水后的粗甲醇加入少量naoh调节ph在7-7.2，搅拌均匀后泵进粗醇贮槽，经粗醇泵打到粗醇预热器，由蒸汽冷凝液提温至70℃左右进入脱醚塔；

所述脱醚塔下部的脱醚塔再沸器采用0.7mpa饱和蒸汽间接加热液体粗醇，保持温度在80℃左右，塔顶温度用回流液控制在80℃左右；

所述脱醚塔冷凝器排气温度控制小于50℃；

所述粗甲醇比重在0.89-0.92之间。

环保型纯化的煤基甲醇汽油按照以下步骤制备：按比例称量各组分，向三个反应釜中依次a液、b液和c液，搅拌均匀，将a液、b液和c液混合在一起或将a液、b液和c液混合搅拌(搅拌速度400转/min，搅拌时间40min)均匀，得到环保型纯化的煤基甲醇汽油。

实施例3环保型纯化的煤基甲醇汽油的制备

原料组成：

a液：

纯化的煤基甲醇25份；

四〔β-(3，5-三级丁基-4-羟基苯基)丙酸〕季戊四醇酯2份；

磺化木质素6份；

辛基酚聚氧乙烯醚op-102份；

b液：

汽油105份；

磷酸三异丙基苯酯2份；

三氧化钼6份；

c液：

异辛醇2份；

吐温3份；

异丙醇2份；

所述纯化的煤基甲醇由以下方法纯化：

步骤一、脱水：将处理过的吸水树脂、再生后的吸水树脂或分子筛缓慢装入玻璃柱内，用蠕动泵以一定的流速将煤基甲醇缓慢从吸水树脂或分子筛柱上部注入，柱底部用接收瓶接取脱水后产品；

步骤二、低碳连有机物的去除：采用三塔精馏工艺纯化，除水后的粗甲醇加入少量naoh调节ph在7-7.2，搅拌均匀后泵进粗醇贮槽，经粗醇泵打到粗醇预热器，由蒸汽冷凝液提温至70℃左右进入脱醚塔；

所述脱醚塔下部的脱醚塔再沸器采用0.7mpa饱和蒸汽间接加热液体粗醇，保持温度在80℃左右，塔顶温度用回流液控制在80℃左右；

所述脱醚塔冷凝器排气温度控制小于50℃；

所述粗甲醇比重在0.89-0.92之间。

环保型纯化的煤基甲醇汽油按照以下步骤制备：按比例称量各组分，向三个反应釜中依次a液、b液和c液，搅拌均匀，将a液、b液和c液混合在一起或将a液、b液和c液混合搅拌(搅拌速度300转/min，搅拌时间30min)均匀，得到环保型纯化的煤基甲醇汽油。

实施例4环保型纯化的煤基甲醇汽油的制备

原料组成：

a液：

纯化的煤基甲醇35份；

双十四碳醇酯4份；

琉基苯并噻唑8份；

壬基酚聚氧乙烯醚np-104份；

b液：

汽油115份；

磷酸三异丙基苯酯4份；

三氧化钼9份；

c液：

异辛醇4份；

吐温7份；

异丙醇8份；

所述纯化的煤基甲醇由以下方法纯化：

步骤一、脱水：将处理过的吸水树脂、再生后的吸水树脂或分子筛缓慢装入玻璃柱内，用蠕动泵以一定的流速将煤基甲醇缓慢从吸水树脂或分子筛柱上部注入，柱底部用接收瓶接取脱水后产品；

步骤二、低碳连有机物的去除：采用三塔精馏工艺纯化，除水后的粗甲醇加入少量naoh调节ph在7-7.2，搅拌均匀后泵进粗醇贮槽，经粗醇泵打到粗醇预热器，由蒸汽冷凝液提温至70℃左右进入脱醚塔；

所述脱醚塔下部的脱醚塔再沸器采用0.7mpa饱和蒸汽间接加热液体粗醇，保持温度在80℃左右，塔顶温度用回流液控制在80℃左右；

所述脱醚塔冷凝器排气温度控制小于50℃；

所述粗甲醇比重在0.89-0.92之间。

环保型纯化的煤基甲醇汽油按照以下步骤制备：按比例称量各组分，向三个反应釜中依次a液、b液和c液，搅拌均匀，将a液、b液和c液混合在一起或将a液、b液和c液混合搅拌(搅拌速度300转/min，搅拌时间30min)均匀，得到环保型纯化的煤基甲醇汽油。

实施例5环保型纯化的煤基甲醇汽油的制备

原料组成：

a液：

纯化的煤基甲醇32份；

三(十二碳醇)酯3份；

膦羧酸7份；

脂肪醇聚氧乙烯醚aeo-73份；

b液：

汽油110份；

磷酸三异丙基苯酯3份；

三氧化钼8份；

c液：

异辛醇3份；

吐温5份；

所述纯化的煤基甲醇由以下方法纯化：

步骤一、脱水：将处理过的吸水树脂、再生后的吸水树脂或分子筛缓慢装入玻璃柱内，用蠕动泵以一定的流速将煤基甲醇缓慢从吸水树脂或分子筛柱上部注入，柱底部用接收瓶接取脱水后产品；

步骤二、低碳连有机物的去除：采用三塔精馏工艺纯化，除水后的粗甲醇加入少量naoh调节ph在7-7.2，搅拌均匀后泵进粗醇贮槽，经粗醇泵打到粗醇预热器，由蒸汽冷凝液提温至70℃左右进入脱醚塔；

所述脱醚塔下部的脱醚塔再沸器采用0.7mpa饱和蒸汽间接加热液体粗醇，保持温度在80℃左右，塔顶温度用回流液控制在80℃左右；

所述脱醚塔冷凝器排气温度控制小于50℃；

所述粗甲醇比重在0.89-0.92之间。

环保型纯化的煤基甲醇汽油按照以下步骤制备：按比例称量各组分，向三个反应釜中依次a液、b液和c液，搅拌均匀，将a液、b液和c液混合在一起或将a液、b液和c液混合搅拌(搅拌速度300转/min，搅拌时间30min)均匀，得到环保型纯化的煤基甲醇汽油。

对照例1按照专利zl201610163289.8“一种煤基醇醚汽油及其制备方法”的方法制备

准备生产煤基醇醚汽油所需的原料：按体积百分比计，汽油70％、甲醇30％、甲醇汽油复合添加剂1％，所述甲醇汽油复合添加剂中，各组分占所述甲醇汽油复合添加剂总体积的体积百分比为助溶剂40％、缓蚀剂20％、蒸汽压调和剂20％、抗氧化稳定剂20％；向反应釜中依次加入助溶剂、缓蚀剂、蒸汽压调和剂、抗氧化稳定剂，升温至40℃；在40℃温度条件下，密闭条件下低速充分搅拌反应2小时，过滤去渣，制得甲醇汽油复合添加剂；将甲醇汽油复合添加剂、甲醇和汽油混合，得到煤基醇醚汽油m1；其中，所述助溶剂中，各组分占所述助溶剂总体积的体积百分比为乙醇20％、异丙醇15％、正丁醇15％、异丁醇15％、丙酮20％、硝基苯15％，所述缓蚀剂中，各组分占所述缓蚀剂总体积的体积百分比为苯并唑35％、吡唑酮35％、蓖麻油30％，所述蒸汽压调和剂中，各组分占所述蒸汽压调和剂总体积的体积百分比为二甲醚8％、直馏汽油46％、碳酸二甲酯46％，所述抗氧化稳定剂中，各组分占所述抗氧化稳定剂总体积的体积百分比为石油醚50％、丁基羟基茴香醚20％、防腐剂30％，所述汽油为93#汽油。

对照例2按照专利zl201410369386.3“利用煤基轻油制备的甲醇汽油”的方法制备

利用煤基轻油制备的甲醇汽油，按制备100份的甲醇汽油为实施例，先将煤基轻油上蒸馏设备取≤120℃的馏分(蒸馏组分油)，然后各组分按照重量份数分别为甲醇26份，助溶剂1.2份，国标90#汽油17.1份，蒸馏组分油40份，芳烃14.5份，添加剂1.2份，利用公开号为cn103706286a，发明创造名称为一种甲醇汽柴油全自动集成化在线调配的方法的专利文献中记载的工艺即可得到合格的成品甲醇汽油。其中每份助溶剂由异丁醇、异丙醇、正戊醇按重量比3:1:2配制而成；每份添加剂由四氢呋喃、mtbe、甲苯按重量比为1:1：1配制而成。

测试例1性能测试

对本发明实施例1-5制备的环保型纯化的煤基甲醇汽油和对照例1-2制备的纯化的煤基甲醇汽油进行性能测试。具体参数及检测方法如下：

抗爆性(辛烷值ron)，检测方法gb/t5487，标准要求：不小于93；

抗爆指数(ron+mon)/2，检测方法gb/t503，标准要求：不小于88；

车用燃料甲醇含量(体积分数)％，检测方法gb/t9722，标准要求24.75-25.25；

密度(20℃)/(g/cm3),检测方法gb/t4472，标准要求0.730-0.760；

铅含量/(g/l)，检测方法gb/t8020，标准要求不大于0.0045；

蒸气压/(kpa)，检测方法gb/t8017，标准要求不大于72；

溶剂洗胶质/(mg/100ml)，检测方法gb/t8019，标准要求不大于5；

未洗胶质/(mg/100ml)，检测方法gb/t8019，标准要求不大于20；

硫含量/(mg/kg)，检测方法gb/t380，标准要求不大于70；

水分(质量分数)/％，检测方法gb/t6283，标准要求不大于0.20；

结果见表1。

表1性能测试结果

由上表可知，本法实施例制备的环保型纯化的煤基甲醇汽油全部制备达到国家标准要求，相比对照例1-2制备的纯化的煤基甲醇汽油，具备更好的性能：辛烷值更高(97.2-97.8)，抗爆指数更高(92.0-92.5)，蒸气压更低(68-71kpa)，铅含量更低(0.0010-0.0016g/l)，硫含量更低(45-49mg/kg)，水分含量更低(0.10-0.15％)，同时未见有机械杂质，澄清度好。由此可见，本发明制备的环保型纯化的煤基甲醇汽油具有更好的应用价值。

本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。