專利名稱：醚基燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型清潔燃料，具體而言，一種清潔的醚基燃料。該醚基燃料包含 二甲醚和乙醇。更具體地，該醚基燃料可以僅僅由二甲醚和乙醇組成。本發(fā)明還涉及一種 混合燃料，其包含本發(fā)明的醚基燃料和選自汽油和溶劑油中的至少一種其它燃料。
背景技術(shù)：
眾所周知，石油作為一種不可再生的資源，在一個(gè)國家的社會生活以及國防建設(shè) 中起著不可或缺的作用。隨著我國人民生活水平的不斷提高，汽車逐漸進(jìn)入了尋常百姓的 家庭。例如，北京現(xiàn)在就已經(jīng)進(jìn)入了 400萬輛汽車的時(shí)代。因此，隨著汽車保有量的增加，對 汽油的需要也在日益增加。我國的原油產(chǎn)量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的需要。 現(xiàn)今，我國已經(jīng)從原油出口國成為了原油凈進(jìn)口國，我國的大部分原油都依賴進(jìn)口。這種情 況的加劇將嚴(yán)重制約我國經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，甚至?xí)绊懙轿覈膰腊踩?。因此，需要?到一種無需使用石油原料，因而也就無需從國外進(jìn)口石油的車用燃料。此外，隨著汽車的普及，大量尾氣排放到大氣環(huán)境中，使得汽車在帶給人們生活便 利的同時(shí)，也帶給人們各種疾病，特別是呼吸道疾病。近年來，汽車尾氣排放成為人們的關(guān) 注焦點(diǎn)。為了減少汽車尾氣排放所帶來的各種問題，世界各國對汽車尾氣提出了嚴(yán)格的要 求，包括美國存在相關(guān)要求，歐洲有歐IV標(biāo)準(zhǔn)，日本實(shí)行了據(jù)說最嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，我國也在實(shí) 行等效于歐III或歐IV的標(biāo)準(zhǔn)。并且，各個(gè)國家對于尾氣排放的要求將會愈加嚴(yán)格。例如， 美國已經(jīng)同意各個(gè)州單獨(dú)制定比美國國家標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)格的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。北京在舉辦奧運(yùn)會 的前夕，提前實(shí)行了國IV標(biāo)準(zhǔn)，并將盡快實(shí)行國V標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要一種能夠替代目前所使 用的車用汽油的清潔燃料，該燃料在滿足車用汽油的功能的同時(shí)，尾氣排放更加清潔環(huán)保。苯是公認(rèn)的致癌物，它在汽油中由于蒸發(fā)和燃燒、尾氣排放進(jìn)入大氣，給人類的健 康帶來直接影響。因此，歐盟、英國、澳大利亞和俄羅斯汽油標(biāo)準(zhǔn)中均對該指標(biāo)加以限制，一 般規(guī)定為不大于5% (ν/ν) 0根據(jù)北京市地方標(biāo)準(zhǔn)，要求苯的含量不大于1.0體積％。但是 作為環(huán)保要求，各國政府及有關(guān)機(jī)構(gòu)還可能提出更嚴(yán)格的限制。芳烴是一種具有較高辛烷值和高熱值的汽油調(diào)和劑。但是它燃燒后會導(dǎo)致致癌物 苯的形成，并易增加燃燒室的積炭而增大(X)2的排放。一般認(rèn)為汽油中苯和其它芳烴的含 量越大，則燃燒產(chǎn)物中的苯含量越大。因此，降低汽油中芳烴含量必將因減少尾氣中苯的排 放而有利于環(huán)境。我國是一個(gè)產(chǎn)煤大國，煤炭儲量十分豐富。將豐富的煤炭資源轉(zhuǎn)化為燃料油一直 是一個(gè)研究方向。將煤炭轉(zhuǎn)化為乙醇，二甲醚也是目前煤炭利用的重要方向。陜西新型燃 料燃具公司等單位已經(jīng)研究出了醚基汽油添加劑，該添加劑包含5-37%的二甲醚，10-60% 的低碳醇類化合物，10-50%的C5-10烴類化合物，0. 1-5%的烷基酚對聚氧乙烯醚以及 0. 05-0. 5%的烷基苯酚。將該添加劑與汽油混合，可以生產(chǎn)醚基復(fù)合汽油。中國發(fā)明專利申 請CN98112948. X也披露了 一種醚基汽油添加劑，其由如下組分組成15. 5 % 二甲醚，42 % 甲醇，39%苯，3. 3%烷基酚聚氧乙烯醚和0. 2% 2，6-二叔丁基對甲酚。受此影響，我國二甲醚的年產(chǎn)量目前可以已達(dá)數(shù)百萬噸。然而，上述兩種醚基汽油添加劑由于生產(chǎn)成本高，且均 含有大量的苯，使得添加有這兩種醚基汽油添加劑的汽油將根本無法滿足現(xiàn)行汽油標(biāo)準(zhǔn)中 對苯含量的要求。而且，認(rèn)為向汽油中加入苯也必然會導(dǎo)致汽油燃燒產(chǎn)物中苯含量急劇升 高，從而對環(huán)境和人體造成破壞。現(xiàn)在，眾多二甲醚生產(chǎn)廠家由于產(chǎn)品銷路問題而處于限產(chǎn) 或停產(chǎn)，等待觀望的困難境地。因此，如果能夠使用二甲醚生產(chǎn)清潔燃料，不但不用擔(dān)心原料來源，而且會解決這 些廠家目前的問題。雖然甲醇汽油的標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)已頒布實(shí)施，但由于甲醇的物質(zhì)特性使得甲醇汽油仍存在 一些問題一是甲醇相對于汽油成分的揮發(fā)性差、造成使用甲醇汽油的發(fā)動機(jī)冷啟動困難、 燃燒不充分；二是甲醇與汽油的互溶性差，保質(zhì)期短，容易變質(zhì)分層；三是替代比低(即需 要使用大約1. 6-1. 7份甲醇替代1份的汽油)，四是如果不改變發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)，甲醇汽油在現(xiàn) 有發(fā)動機(jī)中燃燒不充分，動力性不足。乙醇汽油已經(jīng)在我國部分地區(qū)得到了使用。然而，乙醇汽油同樣存在一些問題，例 如容易吸潮，遇水分層導(dǎo)致保質(zhì)期短，替代比低以及動力不足等問題。因此，如果能夠使用二甲醚生產(chǎn)清潔燃料，不但不用擔(dān)心原料來源，而且會解決這 些廠家目前的問題。

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明涉及一種醚基燃料，其包含二甲醚和乙醇。在該第一方面的優(yōu)選實(shí)施方式中，該醚基燃料中二甲醚的含量為4-15重量份，乙 醇的含量為85-96重量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。進(jìn)一步地，該醚基燃 料中，二甲醚的含量為8-15重量份，乙醇的含量為85-92重量份，其中二甲醚和乙醇的總重 量為100重量份。更進(jìn)一步地，在該醚基燃料中，二甲醚的含量為10-15重量份，乙醇的含 量為85-90重量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。在該第一方面的一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的醚基燃料由二甲醚和乙醇組成。在該第一方面的一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的醚基燃料是汽車燃料。在該第一方面的一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的醚基燃料是汽油發(fā)動機(jī)燃料。在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明涉及一種混合燃料，該混合燃料包含本發(fā)明第一方 面的醚基燃料和選自汽油和180號溶劑油中的至少一種其它燃料。在本發(fā)明的第二方面的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述醚基燃料的含量為所述混合燃料總 重量的1-99重量％。進(jìn)一步地，所述醚基燃料的含量為所述混合燃料總重量的10-90重 量％。更進(jìn)一步地，所述醚基燃料的含量為所述混合燃料總重量的30-70重量％。在本發(fā)明第二方面的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述汽油為90號、93號、97號、100號、103 號汽油(其中100號、103號汽油在我國還未商業(yè)生產(chǎn))。在本發(fā)明第二方面的優(yōu)選實(shí)施方式中，所述汽油為甲醇汽油或乙醇汽油。在本發(fā)明第二方面的優(yōu)選實(shí)施方式中，其中在所述混合燃料中，所述180號溶劑 油的含量不超過所述混合燃料總重量的20%。在本發(fā)明第二方面的實(shí)施方式中，該混合燃料由本發(fā)明的醚基燃料和選自汽油和 180號溶劑油中的至少一種其它燃料組成。
因此，本發(fā)明包括以下實(shí)施方式方式1. 一種醚基燃料，包含二甲醚和乙醇。方式2.方式1的醚基燃料，其中二甲醚的含量為4-15重量份，乙醇的含量為 85-96重量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。方式3.方式1的醚基燃料，其中二甲醚的含量為8-15重量份，乙醇的含量為 85-92重量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。方式4.方式1的醚基燃料，其中二甲醚的含量為10-15重量份，乙醇的含量為 85-90重量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。方式5.方式1-4任一項(xiàng)的醚基燃料，其中所述醚基燃料由二甲醚和乙醇組成。方式6.方式1-5任一項(xiàng)的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽車燃料。方式7.方式1-6任一項(xiàng)的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽油發(fā)動機(jī)燃料。方式8. —種混合燃料，包含方式1-7任一項(xiàng)的醚基燃料和選自汽油和180號溶劑 油中的至少一種其它燃料。方式9.方式8的混合燃料，其中所述醚基燃料的含量為所述混合燃料的1-99重量％。方式10.方式8或9的混合燃料，其中所述醚基燃料的含量為所述混合燃料的 10-90 重量 ％。方式11.方式8-10任一項(xiàng)的混合燃料，其中所述醚基燃料的含量為所述混合燃料 的20-80重量％。方式12.方式8-11任一項(xiàng)的混合燃料，其中所述汽油為90號、93號、97號、100號 或103號汽油。方式13.方式8-12任一項(xiàng)的混合燃料，其中所述汽油為甲醇汽油或乙醇汽油。方式14.方式8-13任一項(xiàng)的混合燃料，其中在所述混合燃料中，所述180號溶劑 油的含量不超過所述混合燃料總重量的20%。方式15.方式8-14任一項(xiàng)的混合燃料，其由方式1_7任一項(xiàng)的醚基燃料和選自汽 油和180號溶劑油中的至少一種其它燃料組成。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量的試驗(yàn)以及篩選，意料不到地發(fā)現(xiàn)可以使用包含二甲醚 和乙醇的新型燃料來解決或部分克服本領(lǐng)域的上述問題。本發(fā)明的第一方面本發(fā)明的第一方面涉及一種新型醚基燃料，該新型醚基燃料是基于二甲醚的燃 料。具體而言，該新型醚基燃料包含二甲醚和乙醇。本發(fā)明的新型醚基燃料不使用石油資源，不但可以完全代替來源于石油的汽油作 為燃料用于汽車工業(yè)，還可以使用來自于農(nóng)作物的乙醇作為主要成分。迄今為止，從現(xiàn)有技 術(shù)中無法預(yù)料到包含二甲醚和乙醇作為主要組分的組合物可以作為燃料使用，特別是可以 作為車用燃料使用來代替汽油。從現(xiàn)有技術(shù)中根本無法預(yù)料到由二甲醚和乙醇組成的醚基 燃料可以完全代替常規(guī)汽油用于汽車燃料或其它交通工具或動力設(shè)備的燃料。汽油通常是C4-C10烷烴的混合物，并含有苯和甲苯、芳烴與烯烴等物質(zhì)。
本文中“汽油”包括普通汽油，甲醇汽油和乙醇汽油。本發(fā)明的醚基燃料不含汽油主要組分，即本發(fā)明的醚基燃料不含有C4以上烴，例 如C4-C10烷烴，苯等等。在本文中，“不含有C4以上烴”是指不有意添加C4以上烴。本發(fā)明的醚基燃料主要包含二甲醚和乙醇。一般而言，在本發(fā)明的醚基燃料中，二 甲醚的含量可以為4-15重量份，而乙醇的含量可以為85-96重量份，其中二甲醚和乙醇的 總重量為100重量份。優(yōu)選地，在該醚基燃料中，二甲醚的含量為8-15重量份，乙醇的含量 為85-92重量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。更優(yōu)選地，在該醚基燃料中， 二甲醚的含量為10-15重量份，乙醇的含量為85-90重量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為 100重量份。下面對這兩種組分進(jìn)行詳細(xì)描述。二甲醚是一種無色、無味且無毒的化合物。二甲醚在常溫和常壓下為氣體。其分 子量為46，含氧量為35，空燃比為9，空燃混合氣熱值高于柴油(3067/2911)，十六烷值為 60 (比柴油高5-12個(gè)單位)，尾氣排放中CO和HC比汽油分別低55%和86%。因此，二甲 醚的燃燒比汽油更完全，燃燒產(chǎn)物比汽油更環(huán)保。二甲醚的燃燒性能和機(jī)械性能好，爆發(fā)力 強(qiáng)，這些性能都優(yōu)于甲基叔丁基醚。乙醇在本申請中是指無水乙醇，其含氧量高(約35%)，辛烷值大(乙醇辛烷值為 111，比汽油高14-21個(gè)單位)，污染排放物優(yōu)于汽油。乙醇的來源廣泛，特別是可以由發(fā)酵 法由木薯、秸稈，特別是玉米制備，成本較低。在我國，由于乙醇汽油已經(jīng)得到使用，因此乙 醇，特別是用于燃料的乙醇的供應(yīng)已經(jīng)不成為問題。本發(fā)明所使用的二甲醚可以來自煤基多聯(lián)產(chǎn)即化肥廠廢棄循環(huán)利用之再生材料， 來源廣泛，并且成本低廉。本發(fā)明的醚基燃料同時(shí)具有二甲醚的高潔凈燃燒(因而高潔凈排放)的優(yōu)點(diǎn)以及 乙醇的高辛烷值的優(yōu)點(diǎn)，因此，該醚基燃料能夠具有辛烷值高，燃燒充分，排放污染低，原料 易得和成本低廉的優(yōu)勢。本發(fā)明的醚基燃料能夠滿足汽車產(chǎn)業(yè)對汽油的各項(xiàng)要求，從而代 替常用汽油作為汽車的燃料使用。更特別的是，本發(fā)明的醚基燃料還具有自清潔的特點(diǎn)。不希望受限于具體理論，本 發(fā)明的發(fā)明人認(rèn)為由于乙醇具有良好的溶解性能，能有效避免在火花塞、燃燒室、氣門、排 氣管消聲器等部位形成積炭，防止油路堵塞，并避免因積炭和堵塞而引起的故障，故而產(chǎn)生 了自清潔作用。令人驚訝地是，本發(fā)明的醚基燃料可以在不添加任何添加劑的情況下，完成 這種自清潔功能。因此，本發(fā)明的醚基燃料可以實(shí)現(xiàn)清潔燃燒、清潔排放以及保護(hù)車輛的作用?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)醚基燃料中二甲醚和乙醇的含量，來達(dá)到調(diào)節(jié)辛烷值的作用。一般 而言，隨著乙醇的含量降低，本發(fā)明的醚基燃料的辛烷值也會隨之降低。但是，由于乙醇本 身的辛烷值非常高，因此，在不使用辛烷值改進(jìn)劑的情況下，本發(fā)明的醚基燃料的辛烷值都 會比較高。本發(fā)明的醚基燃料可以不使用任何添加劑，也就是說，本發(fā)明的醚基燃料可以僅 僅由二甲醚和乙醇組成。然而，根據(jù)具體應(yīng)用的需要，也可以加入其它組分或者添加劑，以 便進(jìn)一步改善所得燃料的某些性能。由于本發(fā)明的新型醚基燃料不同于常規(guī)燃料(例如汽油和柴油)，因此，常規(guī)的汽油添加劑并不一定能夠用于本發(fā)明的醚基燃料。在將常規(guī)的添加劑用于本發(fā)明的醚基燃料 之前，必須首先進(jìn)行相容性試驗(yàn)。這里的相容性是指待使用的添加劑可以溶于本發(fā)明的醚 基燃料中，并能夠保持穩(wěn)定存在，而且不改變本發(fā)明醚基燃料的性狀。只有那些與本發(fā)明的 醚基燃料可以相容的添加劑才有可能用于本發(fā)明的醚基燃料中。此外，還需要注意添加劑 的加入也不能夠顯著不利地影響本發(fā)明醚基燃料的獨(dú)特性能，例如潔凈性等?？赡苡糜诒景l(fā)明醚基燃料的常規(guī)汽油添加劑包括，例如，催化劑，增燃劑、抗氧化 劑、助燃劑、清凈劑、抗爆劑、金屬鈍化劑、緩蝕劑、防冰劑、防腐蝕劑、消煙劑等等。經(jīng)過相 容性試驗(yàn)檢驗(yàn)合格后，可以將這些添加劑加入到本發(fā)明的醚基燃料中，條件是不顯著不利 地影響本發(fā)明的醚基燃料的獨(dú)特性能即可。也可以在本發(fā)明的醚基燃料中加入添加劑的組 合，條件是不顯著不利地影響本發(fā)明的醚基燃料的獨(dú)特性能即可。發(fā)明人通過大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，某些市售的添加劑產(chǎn)品是可以用于本發(fā)明的醚基燃料 的，例如石化研究院生產(chǎn)的乙醇汽油清凈劑，河南新鄉(xiāng)四特節(jié)油劑廠生產(chǎn)的燃油節(jié)油清凈 劑等諸多能夠與此醚基燃料可以相容的抗爆劑、催化劑、增燃劑、抗氧化劑、助燃劑、金屬鈍 化劑、緩蝕劑、防冰劑、防腐蝕劑、消煙劑等添加劑產(chǎn)品。更特別地是，本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過大量的研究工作，預(yù)料不到地發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明的 醚基燃料中加入2，6_ 二叔丁基對甲酚作為抗氧化劑，能夠減少本發(fā)明的醚基燃料自動氧 化而產(chǎn)生的膠質(zhì)，延緩燃料氧化，延長保質(zhì)時(shí)間。在本發(fā)明的醚基燃料含有2，6_ 二叔丁基 對甲酚的時(shí)候，2，6-二叔丁基對甲酚的含量可以為0. 005-0. 05重量份，優(yōu)選0. 008-0. 02重 量份，最優(yōu)選0. 009-0. 012重量份，基于100重量份的二甲醚和乙醇總量。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果本發(fā)明的醚基燃料中含有叔丁醇，則會進(jìn)一步提高該 醚基燃料的功能和效果。在醚基燃料中，叔丁醇會起到提高辛烷值、改善燃燒性能和緩解乙 醇吸潮性等作用。叔丁醇的優(yōu)選含量為0. 5-2重量份，優(yōu)選0. 9-1. 1重量份，基于100重量 份的二甲醚和乙醇總量。雖然本發(fā)明的醚基燃料具有自清潔作用，但是為進(jìn)一步增強(qiáng)本發(fā)明的醚基燃料的 清潔作用，進(jìn)一步增加油路系統(tǒng)的清潔以及減少發(fā)動機(jī)積碳的產(chǎn)生，本發(fā)明的醚基燃料還 可以含有清凈劑。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，優(yōu)選在本發(fā)明的醚基燃料中加入丁二酰亞胺。丁二酰亞胺 可以起到除去汽化器和曲軸箱系統(tǒng)的油泥和積碳的效果，減少對大氣環(huán)境的污染，減少CO 的排放，減少HC的排放，還能夠減少油泵和噴油嘴的磨損，防止火化塞結(jié)焦，并提供發(fā)動機(jī) 的功率，從而節(jié)約能源，并提高燃油經(jīng)濟(jì)性。在本發(fā)明的醚基燃料中，以二甲醚和乙醇的總 重量為100重量份計(jì)，丁二酰亞胺的含量可以為0. 005-0. 02重量份，優(yōu)選地，丁二酰亞胺的 含量為0. 008-0. 012重量份。發(fā)明人還令人驚訝地發(fā)現(xiàn)，在本發(fā)明的醚基燃料中同時(shí)含有叔丁醇、丁二酰亞胺 和2，6- 二叔丁基對甲酚的時(shí)候，這三種添加劑能夠提供協(xié)同作用，使得本發(fā)明的醚基燃料 質(zhì)量更加穩(wěn)定，燃料的燃燒更加充分、發(fā)動機(jī)運(yùn)行安全并且動力充足。對于制備本發(fā)明的醚基燃料的方法沒有特別限制，可以通過化工領(lǐng)域常規(guī)技術(shù)獲 得本發(fā)明的醚基燃料。本發(fā)明醚基燃料的制備包括在包含任選的添加劑的情況下，任選的 添加劑的加入，以及二甲醚和乙醇的混合。一般而言，可以將添加劑加入到乙醇中，然后再 與二甲醚混合。然而，也可以先進(jìn)行二甲醚和乙醇的混合，然后再加入任選的添加劑。對于 后加入任選的添加劑而言，如果需要攪拌，則應(yīng)該緩慢攪拌。對于二甲醚和乙醇的混合而言，通?？梢圆捎脷怏w吸收塔來獲得這種混合。采用氣體吸收塔來進(jìn)行液體對氣體的吸收 從而獲得液體與氣體的混合是化工領(lǐng)域的常規(guī)技術(shù)。本發(fā)明醚基燃料的獲得是采用物理吸 收的方法獲得的，僅僅涉及乙醇對二甲醚的吸收。一般而言，通常選擇逆流吸收，來完成本 發(fā)明醚基燃料的制備。本發(fā)明對于吸收塔的選擇并沒有任何限制，可以選擇填料塔，板式 塔。本發(fā)明對于吸收條件同樣沒有任何限制，化學(xué)工程技術(shù)人員在面對乙醇對二甲醚氣體 的吸收這一具體目的時(shí)，會根據(jù)基本化工原理，以及所需的相對含量來選擇吸收塔和吸收 條件。通常而言，常規(guī)常溫吸收即可完成乙醇對二甲醚的吸收。這種吸收過程可以簡述如下使得二甲醚氣體經(jīng)過定量計(jì)量設(shè)備(如氣體分布 器)從吸收塔底部進(jìn)入；與此同時(shí)，使得乙醇(或者預(yù)先混合有任選的添加劑的乙醇)從 塔頂加入，氣液兩相在吸收塔內(nèi)逆向流動，并直接并充分接觸，使得二甲醚氣體被乙醇所吸 收。根據(jù)吸收塔的選擇及其效率的不同，可以采用單程吸收或者循環(huán)吸收。對于循環(huán)吸收 而言，可以將自塔底出來的含有二甲醚的乙醇(并任選含有添加劑)重新輸送回到塔頂并 引入到塔內(nèi)，將塔頂出來的氣體重新輸送回到塔底并引入到塔內(nèi)，由此重復(fù)二甲醚氣體的 吸收過程。這種重復(fù)吸收根據(jù)需要可以進(jìn)行多次。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以知道，通過 吸收塔的單程吸收就可以基本上將二甲醚溶于乙醇中，獲得所需的二甲醚含量而無需重復(fù) 吸收。本發(fā)明的醚基燃料的穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通汽油。這可以從本發(fā)明的醚基燃料長時(shí) 間存放之后的誘導(dǎo)期和膠質(zhì)含量得以證明。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的醚基燃料具有高氧含量、低蒸汽壓、低硫、低苯、低 芳烴和無鉛的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的醚基燃料可以用于現(xiàn)有的車輛，而無需改變發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的第二方面在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明涉及一種混合燃料，包含本發(fā)明的醚基燃料和其它 燃料，例如汽油和溶劑油中的至少一種。本發(fā)明的混合燃料也可以用于汽車燃料或其它交 通工具或動力設(shè)備的燃料。下面對其它燃料分別為汽油、溶劑油或其組合的情況進(jìn)行說明。其它燃料為汽油發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的醚基燃料可以單獨(dú)作為燃料使用，用于發(fā)動機(jī)，特別是汽油 發(fā)動機(jī)。因此，本發(fā)明的醚基燃料可以完全代替汽油用于汽車燃料。然而，也可以將本發(fā)明 的醚基燃料與常規(guī)使用的汽油，乃至甲醇汽油或者乙醇汽油混合使用，用于汽車燃料或其 它交通工具或動力設(shè)備的燃料。因此，本發(fā)明的混合燃料可以包含本發(fā)明第一方面的醚基 燃料和汽油。在將本發(fā)明的醚基燃料與汽油混配時(shí)，本發(fā)明的醚基燃料與汽油的混合比例可以 根據(jù)需要任意調(diào)節(jié)?！愣裕诒景l(fā)明第二方面的包含汽油的混合燃料中，本發(fā)明的醚基燃料的含 量可以為1-99重量％，基于混合燃料的總重量。優(yōu)選地，本發(fā)明的醚基燃料的含量可以為 10-90重量％，更優(yōu)選30-70重量％，基于混合燃料的總重量。優(yōu)選地，汽油的含量相應(yīng)為 90-10重量％，更優(yōu)選70-30重量％?？梢杂糜诒景l(fā)明第二方面的汽油，可以為例如普通汽油，以及甲醇汽油或乙醇汽 油，特別是車用汽油。這些汽油的標(biāo)號可以為例如90號、93號、97號、100號、103號。
在本申請中，普通汽油是指沒有加入二甲醚、甲醇或乙醇的汽油。甲醇汽油和乙醇 汽油分別是指加入了甲醇或乙醇的汽油。由于乙醇汽油內(nèi)已經(jīng)加入了乙醇，在將本發(fā)明的 醚基燃料與乙醇汽油混配使用時(shí)，乙醇汽油中帶有的乙醇會改變本發(fā)明醚基燃料的二甲醚 和乙醇比例。因此，在將本發(fā)明的醚基燃料與乙醇汽油混配使用時(shí)，根據(jù)具體條件和用途， 需要考慮乙醇汽油中的乙醇含量，來最終確定本發(fā)明的醚基燃料與乙醇汽油的混合比例。 或者，在將本發(fā)明的醚基燃料與乙醇汽油混配使用時(shí)，根據(jù)具體條件和用途，需要考慮乙醇 汽油中的乙醇含量，以便確保乙醇汽油中乙醇的引入不會導(dǎo)致本發(fā)明的醚基燃料中二甲醚 和乙醇的含量比偏離本發(fā)明的范圍。一般而言，為了使得本發(fā)明醚基燃料的二甲醚含量處 于4-15(例如5-10)重量份(以100重量份乙醇和二甲醚的總量計(jì)算)的優(yōu)選范圍內(nèi)，在 使用乙醇汽油時(shí)，乙醇汽油的混合比例不宜超過50%。例如，在乙醇汽油含有15重量％的乙醇時(shí)，混合使用時(shí)應(yīng)考慮所使用二甲醚的比 例，保證混合后的混合燃料的燃料性能，則乙醇汽油的混合比例不宜超過本發(fā)明醚基燃料 的 50%。一般而言，本發(fā)明的醚基燃料可以與普通汽油以任意比例混配。優(yōu)選，本發(fā)明的醚 基燃料與普通汽油以10 90至90 10的重量比例混配。更優(yōu)選，本發(fā)明的醚基燃料與 普通汽油以20 80至80 20的重量比例混配。更優(yōu)選，本發(fā)明的醚基燃料與普通汽油 以30 70至70 30的重量比例混配。在醚基燃料的混合比例高達(dá)80%的時(shí)候，即80重量份本發(fā)明的醚基燃料與20重 量份的普通汽油(例如90號汽油)混合時(shí)，所得到的混合燃料質(zhì)量穩(wěn)定，可以常溫保存1 年不分層。對于獲得含有汽油的混合燃料的方法沒有具體限制?？梢酝ㄟ^將本發(fā)明的醚基 燃料與汽油混合，來獲得混合燃料。例如，可以將本發(fā)明的醚基燃料加入到汽油中，或者將 汽油加入到本發(fā)明的醚基燃料中，或者將本發(fā)明的醚基燃料和汽油同時(shí)加入到單獨(dú)的容器 中，并混合均勻，來獲得混合燃料?？梢允褂镁徛臄嚢鑱泶龠M(jìn)混合。如上所述，由于本發(fā)明的醚基燃料的辛烷值較高，通常在100以上，因此，可以使 用本發(fā)明的醚基燃料來提高普通汽油的標(biāo)號。例如，可以使用本發(fā)明的醚基燃料來使得90 號汽油或93號汽油分別達(dá)到93號或97號汽油的標(biāo)準(zhǔn)。此外，使用本發(fā)明的醚基燃料還可以改善普通汽油的穩(wěn)定性。一般而言，市售普通 汽油的穩(wěn)定性不夠良好。將本發(fā)明的醚基燃料與市售普通汽油配混，可以提高普通汽油的 誘導(dǎo)期并降低膠質(zhì)含量。在本發(fā)明的醚基燃料以30%的比例與普通汽油，或者以20%的比例與甲醇汽油 或乙醇汽油混合使用時(shí)，還可以達(dá)到提高動力以及節(jié)省燃料的效果。在同樣工況的發(fā)動機(jī) 使用條件下，燃料的節(jié)省比例可以高達(dá)10%以上。使用本發(fā)明的醚基燃料與汽油混配，替代 比可以提高到0. 7至1 (乙醇汽油的替代比為1. 6-1. 7)。在這里，替代比是指代替一份普通 汽油需要的乙醇汽油或者本發(fā)明的醚基燃料的重量份。并且，使用本發(fā)明的醚基燃料，可以 使得尾氣排放量大大降低，從而提供優(yōu)異的環(huán)保效果。其它燃料為溶劑油用于本發(fā)明第二方面的混合燃料的其它燃料也可以是180號溶劑油。因此，本發(fā) 明的混合燃料可以包含本發(fā)明第一方面的醚基燃料和180號溶劑油。
溶劑油，在石油工業(yè)中，一般是指用作溶劑的汽油，包括催化重整抽余油或者直餾 油等經(jīng)分餾或其它煉制方法制得低辛烷值而用作溶劑的油類。根據(jù)不同的用途，有橡膠溶 劑油、提取溶劑油和工業(yè)溶劑油。在本申請中，溶劑油是指煉油廠煉油工藝前端，即溫度為 30-70°C的輕質(zhì)餾出成分。一般石油溶劑油通常按其98%餾出溫度或干點(diǎn)100%餾出溫度) 分為 70、90、120、180、190、200 等牌號。在本申請中優(yōu)選使用180號溶劑油，又稱航空洗滌油，其精制程度較深，沸程為 40 180°C。使用180號溶劑油一是混溶性好、二是成本低、三是有可利用的辛烷值組份 與高揮發(fā)性物質(zhì)。一般而言，在本發(fā)明的混合燃料中，醚基燃料與180號溶劑油的比例可以為任意 比例。優(yōu)選，醚基燃料與180號溶劑油的重量比例為90 10，更優(yōu)選，本發(fā)明的醚基燃料與 180號溶劑油的重量比例為80 20。在醚基燃料的混合比例高達(dá)80%的時(shí)候，即80重量份本發(fā)明的醚基燃料和20重 量份的180號溶劑油混合時(shí)，所得到的混合燃料質(zhì)量穩(wěn)定，可以常溫保存1年不分層。包含本發(fā)明醚基燃料和180號溶劑油的混合燃料可以作為燃料，特別是辛烷值達(dá) 到90號以上的能夠用做汽車燃料或其它交通工具或動力設(shè)備的燃料。對于獲得含有180號溶劑油和本發(fā)明醚基燃料的混合燃料的方法沒有具體限制。 可以通過將本發(fā)明的醚基燃料與180號溶劑油混合，來獲得混合燃料。例如，可以將本發(fā)明 的醚基燃料加入到180號溶劑油中，或者將溶劑油加入到本發(fā)明的醚基燃料中，或者將本 發(fā)明的醚基燃料和180號溶劑油同時(shí)加入到單獨(dú)的容器中，并混合均勻，來獲得混合燃料。 可以使用緩慢攪拌來促進(jìn)混合。其它燃料為汽油和180號溶劑油的組合本發(fā)明的混合燃料除了本發(fā)明的醚基燃料以外，也可以包含汽油和180號溶劑油 的組合。本發(fā)明的醚基燃料與這兩種其它燃料之間以及這兩種其它燃料之間都具有混溶 性。因此，即使將本發(fā)明的醚基燃料與這兩種其它燃料同時(shí)使用，也可以作為交通工具或者 動力設(shè)備的燃料，例如汽車發(fā)動機(jī)的燃料。對于本發(fā)明的混合燃料包含汽油和180號溶劑 油的組合的情況，與上面單獨(dú)論述僅僅包含汽油或180號溶劑油的情況類似。但是，由于 180號溶劑油的辛烷值較低，優(yōu)選180號溶劑油的含量不超過混合燃料總重量的20重量％。對于獲得包含汽油和180號溶劑油的組合和本發(fā)明醚基燃料的混合燃料的方法 沒有具體限制。可以通過將本發(fā)明的醚基燃料與汽油和180號溶劑油的組合混合，來獲得 混合燃料。例如，可以將本發(fā)明的醚基燃料、汽油和180號溶劑油都加入到單獨(dú)的容器中， 并混合均勻，來獲得混合燃料。可以使用緩慢攪拌來促進(jìn)混合。下面將采用具體實(shí)施例來進(jìn)一步描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明并不受這些具體實(shí)施 例的限制。實(shí)施例在以下實(shí)施例中采用的原料如下無水乙醇，含量大于99. 7 %，來自北京化工廠二甲醚，含量為99. 5%，來自河北冀春二甲醚發(fā)展有限公司2,6- 二叔丁基對甲酚，購自國藥集團(tuán)化工試劑有限公司
叔丁醇，含量大于99%，購自國藥集團(tuán)化工試劑有限公司丁二酰亞胺，含量為98. 8-100. 5%，購自國藥集團(tuán)化工試劑有限公司醚基燃料實(shí)施例1在常規(guī)吸收塔內(nèi)，按照逆流吸收法，將二甲醚吸收于乙醇中，得到二甲醚濃度為5 重量％的乙醇溶液，從而獲得醚基燃料1。醚基燃料實(shí)施例2與醚基燃料實(shí)施例1相同，在上述吸收塔內(nèi)，按照逆流吸收法，將二甲醚吸收于甲 醇中，得到二甲醚濃度為9重量％的乙醇溶液，從而獲得醚基燃料2。醚基燃料實(shí)施例3與醚基燃料實(shí)施例1相同，在上述吸收塔內(nèi)，按照逆流吸收法，將二甲醚吸收于甲 醇中，得到二甲醚濃度為12重量％的乙醇溶液，從而獲得醚基燃料3。醚基燃料實(shí)施例4與醚基燃料實(shí)施例1相同，在上述吸收塔內(nèi)，按照逆流吸收法，將二甲醚吸收于甲 醇中，得到二甲醚濃度為15重量％的乙醇溶液，從而獲得醚基燃料4。醚基燃料實(shí)施例5將Ig 2，6-二叔丁基對甲酚、Ig 丁二酰亞胺和IOOg叔丁醇加入到IOkg如上所述 制得的醚基燃料1中，輕微攪拌，獲得醚基燃料5。混合燃料實(shí)施例1在透明容器中，將200g上述醚基燃料1與ISOOg 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))按照10 90的重量比例混合，得到混合燃料1?；旌先剂蠈?shí)施例2在透明容器中，將400g上述醚基燃料2與1600g 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))按照20 80的重量比例混合，得到混合燃料2?；旌先剂蠈?shí)施例3在透明容器中，將600g上述醚基燃料3與1400g 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))按照30 70的重量比例混合，得到混合燃料3。混合燃料實(shí)施例4在透明容器中，將IOOOg上述醚基燃料4與IOOOg 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))按照50 50的重量比例混合，得到混合燃料4?；旌先剂蠈?shí)施例5在透明容器中，將1400g上述醚基燃料2與600g 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))按照70 30的重量比例混合，得到混合燃料5?；旌先剂蠈?shí)施例6在透明容器中，將1600g上述醚基燃料1與400g 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))按照80 20的重量比例混合，得到混合燃料6?；旌先剂蠈?shí)施例7在透明容器中，將ISOOg上述醚基燃料2與200g 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))按照90 10的重量比例混合，得到混合燃料7?；旌先剂蠈?shí)施例8
在透明容器中，將400g上述醚基燃料1與1600g 90號乙醇汽油(市售乙醇汽油， 乙醇含量為10%)按照20 80的重量比例混合，得到混合燃料8。混合燃料實(shí)施例9在透明容器中，將IlOOg上述醚基燃料2與900g90號甲醇汽油(市售甲醇汽油， 甲醇含量為15%)按照55 45的重量比例混合，得到混合燃料9?；旌先剂蠈?shí)施例10在透明容器中，將1600g上述醚基燃料2與400g 180號溶劑油(購買于北京東海 化工廠)按照80 20的重量比例混合，得到混合燃料10。混合燃料實(shí)施例11在透明容器中，將1600g上述醚基燃料5與400g 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))按照80 20的重量比例混合，得到混合燃料11?；旌先剂蠈?shí)施例12在透明容器中，將1600g上述醚基燃料1與200g 90號車用汽油(中石化北京公 司生產(chǎn))和200g 180號溶劑油(購買于北京東海化工廠)混合，得到混合燃料12。儲存性試驗(yàn)1.將配制好的上述醚基燃料1-5、混合燃料1-12各自密閉保存，在環(huán)境溫度靜置 過夜，然后視覺觀察，沒有發(fā)現(xiàn)分層現(xiàn)象。2.將配制好的上述醚基燃料1-5、混合燃料1-12各取500g，然后密閉保存，在環(huán)境 溫度保存1個(gè)月后視覺觀察，沒有發(fā)現(xiàn)分層現(xiàn)象。辛烷值測量按照GB/T M87汽油辛烷值測定法(研究法)，對上面獲得的醚基燃料1_5和混合 汽油燃料1-12進(jìn)行辛烷值測量，測量結(jié)果示于表1中。穩(wěn)定性試驗(yàn)將配制好的上述醚基燃料1-5和混合燃料1-12在環(huán)境條件下放置1個(gè)月，然后按 照GB/T8019測量膠質(zhì)含量，并按照GB/T8018測量誘導(dǎo)期，測量結(jié)果示于表1中。表1
實(shí)施例編號組分(wt%)辛烷值(RON)股質(zhì)含量誘導(dǎo)期二甲醚乙醇(mg/100mL)(分鐘)醚基燃料1595> 10011000醚基燃料2991> 10011000醚基燃料31288> 10011200醚基燃料41585> 10011200醚基燃料5a595> 10011500表1(續(xù))
權(quán)利要求
1.一種醚基燃料，包含二甲醚和乙醇。
2.權(quán)利要求1的醚基燃料，其中二甲醚的含量為4-15重量份，乙醇的含量為85-96重 量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。
3.權(quán)利要求1的醚基燃料，其中二甲醚的含量為8-15重量份，乙醇的含量為85-92重 量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。
4.權(quán)利要求1的醚基燃料，其中二甲醚的含量為10-15重量份，乙醇的含量為85-90重 量份，其中二甲醚和乙醇的總重量為100重量份。
5.權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)的醚基燃料，其中所述醚基燃料由二甲醚和乙醇組成。
6.權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽車燃料。
7.權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)的醚基燃料，其中所述醚基燃料是汽油發(fā)動機(jī)燃料。
8.一種混合燃料，包含權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)的醚基燃料和選自汽油和180號溶劑油中 的至少一種其它燃料。
9.權(quán)利要求8的混合燃料，其中所述醚基燃料的含量為所述混合燃料的1-99重量％。
10.權(quán)利要求8或9的混合燃料，其中所述醚基燃料的含量為所述混合燃料的10-90重 量％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型清潔燃料，具體而言，本發(fā)明涉及一種清潔的醚基燃料。本發(fā)明的醚基燃料包含二甲醚和乙醇。更具體地，該醚基燃料可以僅僅由二甲醚和乙醇形成。本發(fā)明的醚基燃料可以替代汽油用于汽車以及其它使用汽油發(fā)動機(jī)的交通工具或者動力設(shè)備。本發(fā)明還涉及包含本發(fā)明的醚基燃料和選自汽油和溶劑油中的至少一種其它燃料的混合燃料。
文檔編號C10L1/04GK102127470SQ20101000071
公開日2011年7月20日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者董書君, 陳宗勇 申請人:北京蘭凱博能源科技有限公司