一种甲醇汽油添加剂及其制备方法与流程

1.本发明涉及新能源技术领域，具体为一种甲醇汽油添加剂及其制备方法。


背景技术：

2.甲醇汽油是指国标汽油(93#、97#等)、甲醇、添加剂按一定的体积(质量)比经过严格的流程调配而成的一种新型环保燃料甲醇与汽油的混合物。也包括甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇和异丙醇的混合醇等与汽油的混合物。甲醇掺入量一般为5％～30％。以掺入15％者为最多，称m15甲醇汽油。抗爆性能好，研究法辛烷值(ron)随甲醇掺入量的增加而增高，马达法辛烷值(mon)则不受影响。燃烧排出物的毒性比普通含铅汽油小，排气中一氧化碳含量也较少。燃烧清洁性能良好。
3.甲醇汽油由基础汽油、甲醇及添加剂组成。甲醇汽油的技术关键核心是添加剂的技术水平和质量控制。目前的甲醇汽油的挥发性较强，因此如何使甲醇汽油的性能更稳定，污染更小，使用效果更好，是能源发展所需解决的问题，因此研发能提高甲醇汽油相关性能的添加剂是主要解决问题的方式。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种甲醇汽油添加剂及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
5.一种甲醇汽油添加剂，其特征在于，按重量份数计，主要包括：10～17份氢化铁镁粉体，10～17份均苯三甲酸，16～28份植物有机酸。
6.作为优化，所述氢化铁镁粉体是由铁粉和镁粉再氢气条件下煅烧并喷雾制得。
7.作为优化，所述植物有机酸是由植物绿叶中提取得到植物提取物，再将植物提取物进行酶解制得。
8.一种甲醇汽油添加剂的制备方法，主要包括以下制备步骤：
9.(1)煅烧：将铁粉和镁粉粉磨混合在氢气环境中煅烧至熔融状态；
10.(2)喷雾：进行喷雾并用氢气进行对冲，制得氢化铁镁粉体；
11.(3)表面包覆：用均苯三甲酸和氢化铁镁粉体进行反应，制得半成品添加剂；
12.(4)接枝改性：用植物绿叶中提取得到植物提取物，将植物提取物进行酶解得到植物有机酸，将植物有机酸接枝在半成品添加剂上，制得甲醇汽油添加剂。
13.作为优化，所述甲醇汽油添加剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
14.(1)煅烧：将铁粉和镁粉按质量比56：49混合均匀后置于粉磨机中粉磨至粒径小于0.5mm，再置于煅烧炉中，并充入氢气使压力达到0.11～0.13mpa，先进行预热，再升温至1000～1200℃煅烧40～50min，制得铁镁熔浆。
15.(2)喷雾：将1000～1200℃铁镁熔浆以200～300g/s质量流量进行喷雾，喷雾落差6～8m，并用20～30℃的氢气以2～3m/s的流速进行对冲，冷却至10～30℃制得氢化铁镁粉体；
16.(3)表面包覆：将氢化铁镁粉体置于氢化铁镁粉体质量8～10倍的均苯三甲酸溶液中，在60～70℃，1500～2000r/min搅拌反应3～4h后过滤，并用无水乙醇洗涤3～5次，制得半成品添加剂；
17.(4)接枝改性：将植物绿叶预处理后置于研钵中，加入植物绿叶质量1～2倍的丙酮后进行研磨8～10min，再置于植物绿叶质量5～8倍的丙酮中，在10～20℃，1500～2000r/min搅拌20～30min，在8000～10000r/min进行离心15～20min，取上清液，在30～40℃，5～8pa下干燥6～8h，制得植物提取物，将植物提取物和纯水按质量比1：5～1：7混合均匀，并加入植物提取物质量0.03～0.05倍的胰脂肪酶，在35～40℃，静置22～24h，在30～40℃，5～8pa下干燥6～8h，制得植物有机酸，将植物有机酸，半成品添加剂和无水乙醇按质量比1：1：7～1：1：9混合均匀，在60～70℃，1500～2000r/min搅拌反应3～4h后过滤，制得甲醇汽油添加剂。
18.作为优化，步骤(1)所述煅烧过程中，五氧化二钒小颗粒的载体为石墨坩埚。
19.作为优化，步骤(1)所述预热的方法为：在100～150℃煅烧15～20min，在400～500℃煅烧20～30min，在700～800℃煅烧40～50min。
20.作为优化，步骤(3)所述均苯三甲酸溶液是将均苯三甲酸，无水乙醇按质量比1：7～1：9混合均匀配制而成。
21.作为优化，步骤(4)所述植物绿叶为将吊兰，绿萝绿叶，芦荟绿叶和常青藤绿叶中的一种或几种混合。
22.作为优化，步骤(4)所述预处理的方法为：用纯水洗涤3～5次，置于10～15％的醋酸溶液中浸泡4～5h，再用纯水洗涤3～5次，沥干后切片。
23.与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
24.本发明在制备甲醇汽油添加剂时，首先将铁粉和镁粉粉磨混合在氢气环境中煅烧至熔融状态后进行喷雾并用氢气进行对冲，制得氢化铁镁粉体，用均苯三甲酸和氢化铁镁粉体进行反应，制得半成品添加剂，用植物绿叶中提取得到植物提取物，将植物提取物进行酶解得到植物有机酸，将植物有机酸接枝在半成品添加剂上，制得甲醇汽油添加剂。
25.首先，通过喷雾形成氢化铁镁粉体，粒径微小较分散，依次和均苯三甲酸，植物有机酸反应，植物有机酸对甲醇汽油中的小分子有机物有良好吸附，相容效果，使制得的甲醇汽油添加剂具有良好的溶解性，易于在甲醇汽油中均匀分散，并且均苯三甲酸在氢化铁镁粉体表面结合金属元素形成金属有机网络，具有催化和多孔隙吸附的性能，能催化氢化铁镁粉体中的氢气对甲醇汽油中的不饱和烃进行氢化加成，降低甲醇汽油的不饱和烃含量，从而降低甲醇汽油燃烧产生的pm 2.5等污染，多孔隙结构易吸附小分子有机物，使甲醇汽油存放稳定不易挥发。
26.其次，植物有机酸是植物绿叶中提取后酶解而成，对甲醇，甲醛等小分子易挥发的物质具有良好的吸附效果，并天然无毒害，同时增加甲醇基清洁燃料的稳定效果，降低甲醇基清洁燃料中小分子物质的挥发。
具体实施方式
27.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的
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所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的甲醇汽油添加剂的各指标测试方法如下：
29.降挥发性：将各实施例所得的甲醇汽油添加剂与对比例材料取相同质量，将无水乙醇和相同型号汽油按相同量相同比例混合均匀，将添加剂计入并搅拌相同时间制得相同量的甲醇汽油，置于相同型号的烧杯中，在相同压力，相同温度的条件下放置相同时间，测试质量，计算并记录挥发量＝初始质量-测试质量。
30.降污染性：将各实施例所得的甲醇汽油添加剂与对比例材料取相同质量，将无水乙醇和相同型号汽油按相同量相同比例混合均匀，将添加剂计入并搅拌相同时间制得相同量的甲醇汽油，置于相同条件，无pm 2.5的环境中进行燃烧，用pm 2.5传感器测量燃烧相同时间后空气中的pm 2.5。
31.实施例1
32.一种甲醇汽油添加剂，按重量份数计，主要包括：10份氢化铁镁粉体，10份均苯三甲酸，16份植物有机酸。
33.一种甲醇汽油添加剂的制备方法，所述甲醇汽油添加剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
34.(1)煅烧：将铁粉和镁粉按质量比56：49混合均匀后置于粉磨机中粉磨至粒径小于0.5mm，再置于煅烧炉中，并充入氢气使压力达到0.11mpa，先在100℃煅烧20min，在400℃煅烧30min，在700℃煅烧50min，再升温至1000℃煅烧50min，制得铁镁熔浆。
35.(2)喷雾：将1000℃铁镁熔浆以200g/s质量流量进行喷雾，喷雾落差6m，并用20℃的氢气以3m/s的流速进行对冲，冷却至10℃制得氢化铁镁粉体；
36.(3)表面包覆：将均苯三甲酸，无水乙醇按质量比1：7混合均匀配制成均苯三甲酸溶液，将氢化铁镁粉体置于氢化铁镁粉体质量8倍的均苯三甲酸溶液中，在60℃，1500r/min搅拌反应4h后过滤，并用无水乙醇洗涤3次，制得半成品添加剂；
37.(4)接枝改性：将植物绿叶用纯水洗涤3次，置于10％的醋酸溶液中浸泡5h，再用纯水洗涤3次，沥干后切片，再置于研钵中，加入植物绿叶质量1倍的丙酮后进行研磨10min，再置于植物绿叶质量5倍的丙酮中，在10℃，1500r/min搅拌30min，在8000r/min进行离心20min，取上清液，在30℃，8pa下干燥6h，制得植物提取物，将植物提取物和纯水按质量比1：5混合均匀，并加入植物提取物质量0.03倍的胰脂肪酶，在35℃，静置24h，在30℃，5pa下干燥8h，制得植物有机酸，将植物有机酸，半成品添加剂和无水乙醇按质量比1：1：7混合均匀，在60℃，1500r/min搅拌反应4h后过滤，制得甲醇汽油添加剂。
38.实施例2
39.一种甲醇汽油添加剂，按重量份数计，主要包括：14份氢化铁镁粉体，14份均苯三甲酸，23份植物有机酸。
40.一种甲醇汽油添加剂的制备方法，所述甲醇汽油添加剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
41.(1)煅烧：将铁粉和镁粉按质量比56：49混合均匀后置于粉磨机中粉磨至粒径小于0.5mm，再置于煅烧炉中，并充入氢气使压力达到0.12mpa，先在120℃煅烧18min，在450℃煅
烧25min，在750℃煅烧45min，再升温至1100℃煅烧45min，制得铁镁熔浆。
42.(2)喷雾：将1100℃铁镁熔浆以250g/s质量流量进行喷雾，喷雾落差7m，并用25℃的氢气以2m/s的流速进行对冲，冷却至20℃制得氢化铁镁粉体；
43.(3)表面包覆：将均苯三甲酸，无水乙醇按质量比1：8混合均匀配制成均苯三甲酸溶液，将氢化铁镁粉体置于氢化铁镁粉体质量9倍的均苯三甲酸溶液中，在65℃，1800r/min搅拌反应3.5h后过滤，并用无水乙醇洗涤4次，制得半成品添加剂；
44.(4)接枝改性：将植物绿叶用纯水洗涤4次，置于12.5％的醋酸溶液中浸泡4.5h，再用纯水洗涤4次，沥干后切片，再置于研钵中，加入植物绿叶质量1.5倍的丙酮后进行研磨9min，再置于植物绿叶质量6倍的丙酮中，在15℃，1800r/min搅拌25min，在9000r/min进行离心17min，取上清液，在35℃，6pa下干燥7h，制得植物提取物，将植物提取物和纯水按质量比1：6混合均匀，并加入植物提取物质量0.04倍的胰脂肪酶，在38℃，静置23h，在35℃，6pa下干燥7h，制得植物有机酸，将植物有机酸，半成品添加剂和无水乙醇按质量比1：1：8混合均匀，在65℃，1800r/min搅拌反应3.5h后过滤，制得甲醇汽油添加剂。
45.实施例3
46.一种甲醇汽油添加剂，按重量份数计，主要包括：17份氢化铁镁粉体，17份均苯三甲酸，28份植物有机酸。
47.一种甲醇汽油添加剂的制备方法，所述甲醇汽油添加剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
48.(1)煅烧：将铁粉和镁粉按质量比56：49混合均匀后置于粉磨机中粉磨至粒径小于0.5mm，再置于煅烧炉中，并充入氢气使压力达到0.13mpa，先在150℃煅烧25min，在500℃煅烧20min，在800℃煅烧40min，再升温至1200℃煅烧40min，制得铁镁熔浆。
49.(2)喷雾：将1200℃铁镁熔浆以300g/s质量流量进行喷雾，喷雾落差8m，并用20～30℃的氢气以2m/s的流速进行对冲，冷却至30℃制得氢化铁镁粉体；
50.(3)表面包覆：将均苯三甲酸，无水乙醇按质量比1：9混合均匀配制成均苯三甲酸溶液，将氢化铁镁粉体置于氢化铁镁粉体质量10倍的均苯三甲酸溶液中，在70℃，2000r/min搅拌反应3h后过滤，并用无水乙醇洗涤5次，制得半成品添加剂；
51.(4)接枝改性：将植物绿叶用纯水洗涤5次，置于15％的醋酸溶液中浸泡4h，再用纯水洗涤5次，沥干后切片，再置于研钵中，加入植物绿叶质量2倍的丙酮后进行研磨10min，再置于植物绿叶质量8倍的丙酮中，在20℃，2000r/min搅拌20min，在10000r/min进行离心15min，取上清液，在40℃，5pa下干燥8h，制得植物提取物，将植物提取物和纯水按质量比1：5混合均匀，并加入植物提取物质量0.05倍的胰脂肪酶，在35℃，静置24h，在30℃，8pa下干燥6h，制得植物有机酸，将植物有机酸，半成品添加剂和无水乙醇按质量比1：1：9混合均匀，在60℃，2000r/min搅拌反应3h后过滤，制得甲醇汽油添加剂。
52.对比例1
53.一种甲醇汽油添加剂，按重量份数计，主要包括：14份氢化铁镁粉体，14份植物有机酸。
54.一种甲醇汽油添加剂的制备方法，所述甲醇汽油添加剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
55.(1)煅烧：将铁粉和镁粉按质量比56：49混合均匀后置于粉磨机中粉磨至粒径小于
0.5mm，再置于煅烧炉中，并充入氢气使压力达到0.12mpa，先在120℃煅烧18min，在450℃煅烧25min，在750℃煅烧45min，再升温至1100℃煅烧45min，制得铁镁熔浆。
56.(2)喷雾：将1100℃铁镁熔浆以250g/s质量流量进行喷雾，喷雾落差7m，并用25℃的氢气以2m/s的流速进行对冲，冷却至20℃制得氢化铁镁粉体；
57.(3)接枝改性：将植物绿叶用纯水洗涤4次，置于12.5％的醋酸溶液中浸泡4.5h，再用纯水洗涤4次，沥干后切片，再置于研钵中，加入植物绿叶质量1.5倍的丙酮后进行研磨9min，再置于植物绿叶质量6倍的丙酮中，在15℃，1800r/min搅拌25min，在9000r/min进行离心17min，取上清液，在35℃，6pa下干燥7h，制得植物提取物，将植物提取物和纯水按质量比1：6混合均匀，并加入植物提取物质量0.04倍的胰脂肪酶，在38℃，静置23h，在35℃，6pa下干燥7h，制得植物有机酸，将植物有机酸，氢化铁镁粉体和无水乙醇按质量比1：1：8混合均匀，在65℃，1800r/min搅拌反应3.5h后过滤，制得甲醇汽油添加剂。
58.对比例2
59.一种甲醇汽油添加剂，按重量份数计，主要包括：14份氢化铁镁粉体，14份均苯三甲酸。
60.一种甲醇汽油添加剂的制备方法，所述甲醇汽油添加剂的制备方法主要包括以下制备步骤：
61.(1)煅烧：将铁粉和镁粉按质量比56：49混合均匀后置于粉磨机中粉磨至粒径小于0.5mm，再置于煅烧炉中，并充入氢气使压力达到0.12mpa，先在120℃煅烧18min，在450℃煅烧25min，在750℃煅烧45min，再升温至1100℃煅烧45min，制得铁镁熔浆。
62.(2)喷雾：将1100℃铁镁熔浆以250g/s质量流量进行喷雾，喷雾落差7m，并用25℃的氢气以2m/s的流速进行对冲，冷却至20℃制得氢化铁镁粉体；
63.(3)表面包覆：将均苯三甲酸，无水乙醇按质量比1：8混合均匀配制成均苯三甲酸溶液，将氢化铁镁粉体置于氢化铁镁粉体质量9倍的均苯三甲酸溶液中，在65℃，1800r/min搅拌反应3.5h后过滤，并用无水乙醇洗涤4次，制得甲醇汽油添加剂。
64.效果例
65.下表1给出了采用本发明实施例1至3与对比例1至2的甲醇汽油添加剂的降挥发性和降污染性的性能分析结果。
66.表1
67.[0068][0069]
从表1中实施例1、2、3和对比列1的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1的挥发量和pm 2.5的数值小，说明了进行表面包覆，均苯三甲酸在氢化铁镁粉体表面结合金属元素形成金属有机网络，具有催化和多孔隙吸附的性能，能催化氢化铁镁粉体中的氢气对甲醇汽油中的不饱和烃进行氢化加成，降低甲醇汽油的不饱和烃含量，提高了甲醇汽油添加剂对甲醇汽油的降污染性，多孔隙结构易吸附小分子有机物，使甲醇汽油存放稳定不易挥发，提高了甲醇汽油添加剂对甲醇汽油的降挥发性；实施例1、2、3和对比列2的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例2的挥发量小，说明了进行接枝改性，植物有机酸对甲醇，甲醛等小分子易挥发的物质具有良好的吸附效果，并天然无毒害，接枝在半成品添加剂上能有效降低甲醇基清洁燃料中小分子物质的挥发提高了甲醇汽油添加剂对甲醇汽油的降挥发性。
[0070]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。