專利名稱:一種甲醇汽油變性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明屬于清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域,尤其是涉及甲醇汽油的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)車用 甲醇汽油變性劑的制備。
背景技術(shù):
人類社會發(fā)展面臨資源與環(huán)境的雙重壓力,為促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,發(fā)展 清潔替代車用燃料受到世界各國的重視。目前替代燃料主要有醇類如甲醇、乙醇、 1.4-丁二醇,酯類如脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯,醚類如二甲醚等,還有氫、天然氣等。我國發(fā)展替代燃料有自己的國情,我國糧食乙醇不可能做大,非糧作物需要土 地資源;燃料電池及電動汽車,技術(shù)問題、材料問題、成本問題、廢電池處理問題、充 電系統(tǒng)建設(shè)等,有待解決,在短時(shí)期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化;其它可再生能源仍在幼稚期。 因此在未來20-30年內(nèi)交通燃料替代,最現(xiàn)實(shí)、最佳選擇——煤制甲醇。首先我國煤資源豐富,是世界上少數(shù)以煤為主要能源國家。我國煤儲量10000 億噸,但其中40%屬高硫劣質(zhì)煤,長期棄采棄用。但以高硫煤生產(chǎn)燃料甲醇,不僅盤活 了高硫煤,最優(yōu)化資源利用,而且生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)安全性好,采用新型煤氣化技術(shù)、 大型化多聯(lián)產(chǎn)、投資少、從生產(chǎn)到使用全過程排放比石油燃料少——技術(shù)成熟,容易在 短時(shí)期內(nèi)形成大規(guī)模替代能力。因此煤制甲醇是最符合國情的選擇。甲醇汽油是一種清潔車用燃料,這已被許多專家的研究所證實(shí),并在歐洲、北 美和南美洲得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。由于甲醇含氧量高、不含硫、芳烴,摻兌15-30% (體 積比)的甲醇汽油燃燒后的尾氣污染物CH、NOX、SOX及CO的排放量比普通汽油降低 30%, 40%, 70%和50%以上。由此可見,推廣甲醇汽油既是有效解決汽車尾氣造成空 氣污染的重要措施之一,也是降低對進(jìn)口石油的依賴,保障國家能源安全的一條重要舉 措ο然而甲醇汽油在生產(chǎn)和使用中存在以下問題甲醇與油的分層問題;甲醇燃料 的腐蝕性問題;甲醇燃料的冷啟動與氣阻問題;甲醇燃料對橡塑部件溶脹問題;甲醇燃 料燃燒后甲酸排放問題等。目前國內(nèi)對甲醇汽油開展了大量研究,并取得了一定成果。如公開號 CN101012394A和CN101012398A等專利中公開了在90號汽油中加入5-35%甲醇,2_6% 的穩(wěn)定劑,1.5-8%含11種物質(zhì)的改性劑,主要為提高甲醇汽油相分離問題,但未涉及甲 醇汽油防腐問題。而最近公開的公開號為CN101323800A中公開車用甲醇汽油穩(wěn)定增效 劑也主要是采用醇類物質(zhì)提高甲醇汽油相分離,CN101285011A中采用分散劑司盤-80和 吐溫-80來提高甲醇汽油的相分離,以及添加橡膠促進(jìn)劑來改善甲醇汽油對汽車橡塑部 件的溶脹問題。由此可見,目前甲醇汽油生產(chǎn)技術(shù)中存在甲醇汽油燃燒后形成甲酸對汽車相關(guān) 部件腐蝕問題,以及甲醇汽油由于甲醇加入,尤其高比例甲醇加入導(dǎo)致甲醇汽油蒸汽壓 的變化并未得到解決。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不僅改善甲醇汽油生產(chǎn)和使用中甲醇與汽油相分 離,而且可以防止甲醇汽油對汽車橡塑部件的溶脹、電化學(xué)腐蝕、甲醇汽油燃燒后形成 甲酸對汽車排氣系統(tǒng)腐蝕,以及甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)的整體解決方案,包括甲醇汽油變 性劑及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種甲醇汽油變性劑,包含有甲醇與 汽油相分離抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑和完全燃燒促進(jìn)劑,所述甲醇汽油變性劑還 包含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10%的甲醇汽油腐蝕抑制劑,所述甲醇汽油腐蝕抑制劑為酯類化合 物、含氮化合物和多聚油酸組成的混合物,所述酯類化合物為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯 二甲酸二丁酯、環(huán)氧油酸癸酯、環(huán)氧亞油酸丁酯中的一種或幾種的混合物,所述含氮化 合物為苯并三氮唑、三乙醇胺、油酸三醇胺鹽中的一種或幾種的混合物,所述多聚油酸 為二聚油酸或三聚油酸;所述完全燃燒促進(jìn)劑為碳原子個(gè)數(shù)為8-18的叔碳伯胺、己酸丁 酯和戊酸丙酯組成的混合物。更好地,所述叔碳伯胺的碳原子個(gè)數(shù)優(yōu)選為12、14或16。更好地,所述甲醇汽油變性劑中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為甲醇與汽油相分離抑制 劑為30-50%;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為2-10%;完全燃燒促進(jìn)劑為30-67%;甲醇汽油 腐蝕抑制劑為1_10%。更好地,所述甲醇與汽油相分離抑制劑為芳烴和醇類混合物,其中芳烴為甲 苯、二甲苯、三甲苯中的一種或幾種的混合物,在所述甲醇與汽油相分離抑制劑中的質(zhì) 量含量為20-40%;醇類化合物為C12、C14、C16、C18、C20脂肪醇中的一種或幾種的 混合物,在所述甲醇與汽油相分離抑制劑中的質(zhì)量含量為60-80%。更好地,所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為異丙醇和叔丁醇混合物,其中異丙醇在 所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑中的質(zhì)量含量為20-50%,叔丁醇在所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié) 劑中的質(zhì)量含量為50-80%。更好地,所述完全燃燒促進(jìn)劑中叔碳伯胺的質(zhì)量含量為20-40%,己酸丁酯的質(zhì) 量含量為30-40%,戊酸丙酯的質(zhì)量含量為20-50%。更好地,所述甲醇汽油腐蝕抑制劑中酯類化合物的質(zhì)量含量為20-40%、含氮化 合物的質(zhì)量含量為20-60%、多聚油酸的質(zhì)量含量為20-40%。更好地,所述甲醇汽油變性劑在甲醇汽油中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-2%。本發(fā)明還提供一種甲醇汽油變性劑的制備方法,包括以下步驟a.將權(quán)利要求1至6所述的任意一種甲醇汽油變性劑中的各組分按以下順序依次 添加到反應(yīng)釜中,甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào) 節(jié)劑、完全燃燒促進(jìn)劑;b.在70-80°C溫度條件下,密閉攪拌反應(yīng)1-3小時(shí),制得甲醇汽油變性劑。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明根據(jù)甲醇與汽油及其燃燒機(jī)理,主要利用甲醇汽油腐蝕抑制劑和甲醇 汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑與完全燃燒促進(jìn)劑配伍,使整個(gè)甲醇汽油變性劑產(chǎn)生相互協(xié)同機(jī)制, 具有優(yōu)異的抗腐蝕性,能有效地解決汽車橡塑部件溶脹的問題和基本消除甲酸排放,從而達(dá)到了降低汽車尾氣污染物排放之目的;2、具有很好的甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)性能和完全燃燒性能,節(jié)約石油的消耗;3、克服了現(xiàn)有甲醇汽油中甲醇的添加量低的缺點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了以20%-45%的高比 例在汽油中摻用甲醇,與汽油進(jìn)行隨機(jī)替代,在加入量0.5-2%的情況下,可以由普通90 號汽油來生產(chǎn)93號和97號清潔甲醇汽油;滿足甲醇汽油各項(xiàng)性能的改善,滿足甲醇汽油 的長期儲存和正常使用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)例,對本發(fā)明作進(jìn)一步說明,但本發(fā)明不受具體實(shí)例的限制。實(shí)施例1按甲醇與汽油相分離抑制劑30%,其中相分離抑制劑的組成為二甲苯混合物 30%, C12、C14、C16脂肪醇按1 1 1質(zhì)量比組成的混合物為70% ;甲醇汽油蒸 汽壓調(diào)節(jié)劑為2%,其中甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成為異丙醇40%、叔丁醇60%;甲 醇、甲醛和甲酸完全燃燒促進(jìn)劑63%,其中完全燃燒促進(jìn)劑的組成為叔碳伯胺40%,己 酸丁酯30%,戊酸丁酯30%;甲醇汽油腐蝕抑制劑為5%,其組成為鄰苯二甲酸二辛酯 30%,多聚油酸為40%、苯并三氮唑?yàn)?0%,將上述組分按甲醇與汽油相分離抑制劑、 甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、完全燃燒促進(jìn)劑的順序依次加入1000升 反應(yīng)釜,在70°C的條件下,密閉攪拌反應(yīng)1小時(shí),得到甲醇汽油變性劑A。實(shí)施例2按甲醇與汽油相分離抑制劑40%,其中相分離抑制劑的組成為二甲苯混合物 30%, C12、C14、C16脂肪醇按1 1 1質(zhì)量比組成的混合物為70%;甲醇汽油蒸汽壓 調(diào)節(jié)劑為5%,其中甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成為異丙醇為40%、叔丁醇為60%;甲 醇、甲醛和甲酸完全燃燒促進(jìn)劑52%,其中完全燃燒促進(jìn)劑的組成為叔碳伯胺為40%, 己酸丁酯為30%,戊酸丁酯為30%;甲醇汽油腐蝕抑制劑為3%,其組成為鄰苯二甲 酸二辛酯30%、多聚油酸40%、苯并三氮唑30%,將上述組分按甲醇與汽油相分離抑 制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、完全燃燒促進(jìn)劑的順序依次加入 1000升反應(yīng)釜,在75°C的條件下,密閉攪拌反應(yīng)1小時(shí),得到甲醇汽油變性劑B。實(shí)施例3按甲醇與汽油相分離抑制劑50%,其中相分離抑制劑的組成為甲苯、二甲苯按 1 1質(zhì)量比組成的混合物20%,C12、C14、C16、C18脂肪醇按1 1 1 1質(zhì)量 比組成的混合物80%;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為6%,其中甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成 為異丙醇為50%、叔丁醇為50%;甲醇、甲醛和甲酸燃燒促進(jìn)劑36%,其中燃燒促進(jìn)劑 的組成為叔碳伯胺為30%、己酸丁酯為40%、戊酸丁酯為30%;甲醇汽油腐蝕抑制劑為 8%,其組成為鄰苯二甲酸二辛酯40%、多聚油酸30%、苯并三氮唑30%,將上述組分 按甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、完全燃燒 促進(jìn)劑的順序依次加入1000升反應(yīng)釜,在80°C的條件下,密閉攪拌反應(yīng)2小時(shí),得到甲 醇汽油變性劑C。實(shí)施例4按甲醇與汽油相分離抑制劑45%,其中相分離抑制劑的組成為二甲苯和三甲苯
5按質(zhì)量比2 1的混合物40%,C14、C16、C18、C20脂肪醇按1 1 2 1的質(zhì)量 比混合物為60%;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為10%,其中甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成為 異丙醇為30%、叔丁醇為70%;甲醇、甲醛和甲酸燃燒促進(jìn)劑45%,其中燃燒促進(jìn)劑的 組成為叔碳伯胺為20%,己酸丁酯為30%,戊酸丁酯為50%;甲醇汽油腐蝕抑制劑為 10%,其中鄰苯二甲酸二辛酯為40%,多聚油酸為20%,苯并三氮唑?yàn)?0%的比例,將 上述組分按甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、 完全燃燒促進(jìn)劑的順序依次加入1000升反應(yīng)釜,在70°C的條件下,密閉攪拌反應(yīng)1小 時(shí),得到甲醇汽油變性劑D。實(shí)施例5按甲醇與汽油相分離抑制劑35%,其中相分離抑制劑的組成為甲苯、二甲苯和 三甲苯按質(zhì)量比1 2 1組成的混合物20%、C12、C14、C16、C18、C20脂肪醇按 1:1:1:1: 1質(zhì)量比組成的混合物80% ;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為3%,其中甲 醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成為異丙醇40%、叔丁醇60%;甲醇、甲醛和甲酸燃燒促進(jìn)劑 59%,其中燃燒促進(jìn)劑的組成為叔碳伯胺25%、己酸丁酯35%、戊酸丁酯40%;甲醇 汽油腐蝕抑制劑為3%,其組成為鄰苯二甲酸二辛酯30%、多聚油酸20%、苯并三氮唑 50%,將上述組分按甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓 調(diào)節(jié)劑、完全燃燒促進(jìn)劑的順序依次加入1000升反應(yīng)釜,在70°C的條件下,密閉攪拌反 應(yīng)1小時(shí),得到甲醇汽油變性劑E。以90號普通汽油為基礎(chǔ)油,甲醇與90號汽油質(zhì)量比按15 85和30 70,甲 醇汽油變性劑加入量質(zhì)量比分別按0%、0.5%, 1.0%, 1.5%和2.0%,對上述制得的甲 醇汽油變性劑A、B、C、D、E調(diào)合93號和97號汽油的儲存穩(wěn)定性和燃燒尾氣排放進(jìn) 行檢測,結(jié)果見表1和表2。表1 甲醇與90號汽油質(zhì)量比為15 85的調(diào)合結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種甲醇汽油變性劑,包含有甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑 和完全燃燒促進(jìn)劑,其特征在于所述甲醇汽油變性劑還包含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10%的 甲醇汽油腐蝕抑制劑,所述甲醇汽油腐蝕抑制劑為酯類化合物、含氮化合物和多聚油酸 組成的混合物,所述酯類化合物為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、環(huán)氧油酸癸 酯、環(huán)氧亞油酸丁酯中的一種或幾種的混合物,所述含氮化合物為苯并三氮唑、三乙醇 胺、油酸三醇胺鹽中的一種或幾種的混合物,所述多聚油酸為二聚油酸或三聚油酸;所 述完全燃燒促進(jìn)劑為碳原子個(gè)數(shù)為8-18的叔碳伯胺、己酸丁酯和戊酸丙酯組成的混合 物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑,其特征在于,所述叔碳伯胺的碳原子 個(gè)數(shù)優(yōu)選為12、14或16。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑,其特征在于,所述甲醇汽油變性劑 中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為甲醇與汽油相分離抑制劑為30-50%;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為 2-10% ;完全燃燒促進(jìn)劑為30-67% ;甲醇汽油腐蝕抑制劑為1_10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑,其特征在于所述甲醇與汽油相分 離抑制劑為芳烴和醇類混合物,其中芳烴為甲苯、二甲苯、三甲苯中的一種或幾種的混 合物,在所述甲醇與汽油相分離抑制劑中的質(zhì)量含量為20-40% ;醇類化合物為C12、 C14、C16、C18、C20脂肪醇中的一種或幾種的混合物,在所述甲醇與汽油相分離抑制 劑中的質(zhì)量含量為60-80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑,其特征在于所述甲醇汽油蒸汽壓 調(diào)節(jié)劑為異丙醇和叔丁醇混合物,其中異丙醇在所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑中的質(zhì)量含 量為20-50%,叔丁醇在所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑中的質(zhì)量含量為50-80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑,其特征在于所述完全燃燒促進(jìn)劑 中叔碳伯胺的質(zhì)量含量為20-40%,己酸丁酯的質(zhì)量含量為30-40%,戊酸丙酯的質(zhì)量含 量為 20-50% ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑,其特征在于所述甲醇汽油腐蝕抑 制劑中酯類化合物的質(zhì)量含量為20-40%、含氮化合物的質(zhì)量含量為20-60%、多聚油酸 的質(zhì)量含量為20-40%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的任意一種甲醇汽油變性劑,其特征在于所述甲醇汽油 變性劑在甲醇汽油中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-2%。
9.一種甲醇汽油變性劑的制備方法,包括以下步驟a.將權(quán)利要求1至7所述的任意一種甲醇汽油變性劑中的各組分按以下順序依次添 加到反應(yīng)釜中,甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié) 劑、完全燃燒促進(jìn)劑;b.在70-80°C溫度條件下,密閉攪拌反應(yīng)1-3小時(shí),制得甲醇汽油變性劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種甲醇汽油變性劑及其制備方法。所述甲醇汽油變性劑由甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、甲酸、甲醛和甲醇完全燃燒促進(jìn)劑組成,并產(chǎn)生相互協(xié)同機(jī)制。其中甲醇與汽油相分離抑制劑為30-50%,甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為2-10%,完全燃燒促進(jìn)劑為30-67%,甲醇汽油腐蝕抑制劑為1-10%,在特定生產(chǎn)條件下合成。甲醇汽油變性劑在甲醇汽油中添加量為0.5-2%(質(zhì)量比),可以由普通90號汽油來生產(chǎn)93號和97號清潔甲醇汽油,滿足甲醇汽油各項(xiàng)性能的改善,滿足甲醇汽油的長期儲存和正常使用。
文檔編號C10L10/04GK102021053SQ20101061792
公開日2011年4月20日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者姚志龍, 尹振晏, 陳喆, 陳湧慶 申請人:深圳市貝殼能源科技有限公司