CN108395915A - 一种基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，所述清洁汽油按重量份计包括以下组分：尿素1.0‑1.6份；非国标汽油80‑90份；混合醚10‑18份；混合醇7‑12份；表面活性剂1.0～1.3份；添加剂0.15‑4.5份；其中，所述混合醚为DMM1与DMM2的混合物，所述混合醇为乙醇与丙三醇的混合物。本发明提供的清洁汽油，能够同时降低汽油车尾气中的一氧化碳、碳氢和氮氧化物的排放量；且与相应的国标汽油相比，其动力有所提高，油耗有所下降，实现了汽车功能全面优化他污染物的同步下降。

Description

一种基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油
技术领域
本发明涉及一种车用汽油，具体涉及一种基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油。
背景技术
当今世界，能源和环境已被确认为是影响全球经济社会可持续发展的主要因素，而能源是人类生存与经济发展的物质基础，化石能源的发现和利用使人类告别了农耕文明，进入了工业文明。200多年工业文明的实践表明，化石能源的使用在带来巨大社会进步的同时，也带来了严峻的环境问题和气候问题，未来中国乃至世界的可持续发展呼唤着人类由工业文明转向生态文明。
据数据统计，目前我国机动车保有量已达到2.9亿辆，并且每年都保持着20％以上的年增长率，日益庞大的车辆使用和增长率给我国化石能源的储备带来了极大的考验，而如何解决机动车尾气中有害气体的排放问题，成为我国汽车生产企业和环保部门重点关注的民生问题。不断提升车用燃油的品质，是目前最为有效的解决方法。
开展清洁燃油生产工艺和在汽车燃油中加入清洁掺烧燃料是目前大幅度改进燃油质量，减少机动车尾气中有害气体排放的较为可行的办法。较多使用的是醇类燃料和醚类燃料，醇类燃料包括甲醇、乙醇等，但醇类燃料存在低温分层、遇水分层等缺点，在运输、储存和使用上有较大困难；而醚类燃料包括二甲醚等，存在辛烷值低、常温常压下是气态，应用受到较大限制；且以醇类燃料和醚类燃料替代石油燃料存在油品质量难以控制，无法解决尾气排放中有害气体排放量高、严重污染环境等问题。
在汽车尾气减排上的研究，现有专利(如CN 104449896A、CN104449897A、104449898A)均报道了可采用掺烧燃料实现机动车尾气有害气体的减排，然而其仅对CO和HC的减排效果较佳，对于NOx无法有效进行去除，其采用的试验均是以不含NOx的燃油作为研究对象，通过确认尾气中并无新生成的NOx而确定掺烧燃料不会带来NOx的新增加，但是如何有效降低尾气中已有的NOx污染尚无行之有效的方法。
因此，能否提供一种新型的清洁燃料，不仅能够替代现有的汽、柴油等石化燃料，而且能够大幅度降低汽车尾气排放中的有害物质，特别是NOx的排放量，成为汽车燃料生产企业亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种基于非国标汽油组分的混合醚酯类清洁汽油，该清洁汽油产品能够适合汽车类的点燃式发动机，可作为替代能源进行使用，且比相应的国标汽油，其动力有所提高，油耗有所下降，最为重要的是，它能够使汽油车尾气中的CO、HC和NOx等有害物质含量大大降低。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其采用的技术方案如下：
一种基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，所述清洁汽油按重量份计，包括以下组分：
其中，所述混合醚为DMM1与DMM2的混合物，所述混合醇为乙醇与丙三醇的混合物。
本发明的清洁汽油组分中采用混合醚与混合醇共同组合作为掺烧燃料，由于混合醚与混合醇均具有较好的燃烧特性，因而将其添加于汽油中，可很好作为燃料燃烧。醚和醇均是含氧物质，由于其丰富的原子氧，能够促进烃类物质(汽油)充分燃烧。四种不同的醚类和醇类燃料，具有不同的饱和蒸汽压，形成针对汽车发动机不同馏程燃料组份的配合，确保汽车的发动机工况的平稳正常。另一方面，结合本发明的混合醚与混合醇的特性，本配方中还添加了尿素，尿素与高含氧的混合醚类和混合醇类燃料共同作用，在燃烧过程中能够起到高效阻止氮气氧化生成氮氧化物，并能够高效催化氮氧化物还原为氮气和水，将本发明的尿素及掺烧燃料与非国标汽油组成清洁汽油配方，能够大幅度降低汽车尾气中有害物质，特别是氮氧化物的排放量。
尿素的分子式为CO(NH2)2，相对分子量：60.5，其分子结构如下：尿素为无色或白色针状或棒状结晶体，为白色略带微红色固体颗粒，无臭无味，含氮量约为46.67％，密度1.335g/cm3，熔点132.7℃，溶于水和醇。其化学性质呈弱碱性，可与酸作用生成盐，有水解作用；在高温下可进行缩合反应，生成缩二脲、缩三脲和三聚氰酸；加热至160℃时分解，产生氨气同时变为异氰酸。因为在人尿中含有这种物质，所以取名尿素，是固体氮肥中含氮量最高的。
本发明将尿素和高含氧的醚类和醇类燃料组合，高含氧的混合醚与混合醇在燃烧过程中能够对氮氧化物的产生起到阻止作用，特别是在快速加热升华状态下对燃烧中间态的氮气和氧气，具有较高的阻止氧化能力。而尿素在燃烧过程中能够促使产生的氮氧化物发生还原作用，尿素在燃烧过程中，将分解为氨气、水和二氧化碳，其中氨气(NH3)作为还原剂，在尾气催化还原器的作用下可使氮氧化物(NOx)变成氮气(N2)与水(H2O)。本发明的清洁汽油配方，不仅很好实现了阻止氮气氧化和还原氮氧化物的目的，而且混合醚与混合醇类燃料两者之间相互促进，在尿素的作用下加大了彼此的功能，更加有效地减少了燃烧引起的氮氧化物，可以用于发动机的燃油燃烧减排，尾气中有害物质减排明显。
本发明的表面活性剂和添加剂能够更好保证燃油的溶解性以及溶胀性能，防止积碳的产生，且混合醚和混合醇由不同的份量构成，能够很好适应汽油组份中的辛烷值。
本发明提供的混合醚醇类清洁汽油配方适合汽车类的点燃式发动机的燃油。它与相应型号的国标汽油相比，其动力有所提高，油耗有所下降，最为重要的是，它能够使汽油车的一氧化碳(CO)下降40％左右，碳氢化物(HC)下降35％左右，氮氧化物(NOx)下降15％左右，实现了汽车功能的全面优化，污染同步下降。
进一步的，所述混合醚中DMM1与DMM2的重量比为5～7:2～4，以提高汽油组分中的辛烷值，保证汽油燃烧的工况。
进一步的，所述混合醇中乙醇与丙三醇的重量比为8:1～2，以提供足够的含氧化物，并保证汽油的流动性。
作为本发明较为优选的技术方案，所述清洁汽油包括以下组分：
按重量份计为：
其中，所述混合醚为DMM1与DMM2按重量比2:1的混合物，所述混合醇为乙醇与丙三醇按重量比6:1的混合物。
采用上述配方制备清洁汽油，其燃烧工况最好，动力提高最大，油耗较低，且汽油车尾气中的有害物质实现同步最大化降低。
进一步的，所述表面活性剂为烷基酚醚表面活性剂或烷基醇醚表面活性剂。所述的烷基酚醚表面活性剂包括十二烷基酚醚磺酸盐、烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐；所述的烷基醇醚表面活性剂包括十二烷基醇醚磺酸盐、聚氧乙烯烷基醇醚。
进一步的，所述添加剂包括积碳缓溶剂和溶胀抑制剂，所述积碳缓溶剂与溶胀抑制剂的重量比优选为1～2:2～1。添加剂的积碳缓溶剂是降低醇类物质和醚类物质的溶解性，防止在运用中造成大颗粒积碳出现而阻塞油路。添加剂中的抗溶胀剂是降低醚类物质和颗粒醚类物质对橡胶塑料件的溶胀作用，保证油路的通畅。
进一步的，所述非国标汽油的辛烷值≥85，硫含量≤70ppm。采用上述非国标汽油与本发明的原料复配组成清洁汽油产品，能够很好满足汽油发动机的燃烧工况。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的醚醇类清洁汽油配方，能够在发动机内燃烧过程中起到高效阻止氮氧化和高效催化氮还原的功能，两者相互促进，加大彼此的功能，更加有效地减少了燃烧引起的氮氧化物排放；
(2)本发明提供的醚醇类清洁汽油，能够对汽车尾气污染物进行同步下降，其中实现了汽油车尾气中的一氧化碳排放量下降40％以上，碳氢化物的排放量下降35％以上，氮氧化物排放量下降15％以上；
(3)本发明提供的醚醇类清洁汽油，与相应型号的国标汽油相比，其动力有所提高，油耗有所下降，实现了汽车功能的全面优化。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体描述，有必要指出的是，以下实施例仅仅用于对本发明进行解释和说明，并不用于限定本发明。本领域技术人员根据上述发明内容所做出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
实施例1
一种混合醚醇类清洁汽油组分配方，按重量份计，包括以下物质：尿素1.0份；非国标汽油80份；混合醚(DMM1:DMM2＝5:2)10份；混合醇(乙醇:丙三醇＝8:1)7份；表面活性剂1.0份；添加剂0.15份；其中，表面活性剂为十二烷基酚醚磺酸盐，添加剂为积碳缓溶剂和溶胀抑制剂按照重量比为1:1组成，非国标汽油(接近92#国标汽油)的辛烷值为85，硫含量为70ppm。将上述组分物质进行混合溶解后得到清洁汽油。
实施例2
一种混合醚醇类清洁汽油，其组分配方按重量份计，包括以下物质：尿素1.6份；非国标汽油90份；混合醚(DMM1:DMM2＝5:4)18份；混合醇(乙醇:丙三醇＝8:2)12份；表面活性剂1.3份；添加剂0.45份；其中，表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐，添加剂为积碳缓溶剂和溶胀抑制剂按照重量比为1:2组成，非国标汽油(接近95#国标汽油)的辛烷值为87，硫含量为68ppm，将上述组分物质进行混合溶解后得到清洁汽油。
实施例3
一种混合醚醇类清洁汽油，其组分配方按重量份计，包括以下物质：尿素1.4份；非国标汽油82份；混合醚(DMM1:DMM2＝6:3)15份；混合醇(乙醇:丙三醇＝6:1)9份；表面活性剂1.2份；添加剂0.21份；其中，表面活性剂为十二烷基醇醚磺酸盐，添加剂为积碳缓溶剂和溶胀抑制剂按照重量比为2:1组成，非国标汽油(接近98#国标汽油)的辛烷值为90，硫含量为65ppm，将上述组分物质进行混合溶解后得到清洁汽油。
实施例4
一种混合醚醇类清洁汽油，其组分配方按重量份计，包括以下物质：尿素1.2份；非国标汽油88份；混合醚(DMM1:DMM2＝7:4)12份；混合醇(乙醇:丙三醇＝5:1)11份；表面活性剂1.1份；添加剂0.35份；其中，表面活性剂为聚氧乙烯烷基醇醚，添加剂为积碳缓溶剂和溶胀抑制剂按照重量比为1:1组成，非国标汽油(接近92#国标汽油)的辛烷值为88，硫含量为66ppm，将上述组分物质进行混合溶解后得到清洁汽油。
对比例1
一种混合醚醇类清洁汽油，其组分配方按实施例1设计，不同之处在于，将尿素去除，其余组分不变。
对比例2
一种混合醚醇类清洁汽油，其组分配方按实施例2设计，不同之处在于，醚仅选用DMM1，醇仅采用乙醇，其余组分不变。
对比例3
一种混合醇类清洁汽油，其组分配方按实施例3设计，不同之处在于，不添加混合醚，仅用混合醇，其余组分不变。
对比例4
一种混合醚类清洁汽油，其组分配方按实施例4设计，不同之处在于，不添加混合醇，仅用混合醚，其余组分不变。
应用测试例
将实施例1-4中的清洁汽油和对比例1-4中的清洁汽油用于汽油发动机中进行燃油消耗和污染物排放等性能检测，并与非国标汽油相接近标号的国标汽油作为参照，按照以下方法进行检测：
(一)整车动力性能检测：按照汽油车最高档从20km/h加速到100km/h所需的时间(s)和距离(m)进行计算。
(二)燃料消耗量测试：按照平均车速为80km/h，计算每100km行程下燃料的平均消耗量(L/100km)。
(三)污染物排放检测：按照汽油车怠速下尾气中污染物的排放量进行检测，分别检测怠速下尾气中CO的排放量、HC的排放量和NOx的排放量。
对尾气污染物排放的检测结果如表1所示：
表1
(表中数据表示与各标号的国标汽油相比相应物质排放量的下降率，负号表示出现下降。)
从表1可以看出，本发明实施例1-4中提供的清洁汽油配方能够使汽车尾气中的有害物质排放量大大减少，可同时实现汽油车尾气中的一氧化碳、碳氢化物和氮氧化物的减排；与各相近标号下的国标汽油相比，汽油车尾气中的一氧化碳排放量可下降40％左右，碳氢化物的排放量可下降35％左右，氮氧化物排放量可下降15％左右。
对比例1-4采用与本发明实施例1-4相近的配方，也能够达到一定的减排效果，但是由于其组分配方进行了变化，其减排效果下降明显。
对清洁汽油的动力性能检测和燃料消耗测试结果表明：采用本发明实施例1-4中的混合醚醇类清洁汽油，汽油车的动力有所提高，加速时间从平均35s提高到平均33s，加速距离从平均497m降为平均472m；汽油车油耗有所下降，平均油耗从3.76L/100km下降到3.55L/100km。

Claims (9)

1.一种基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述清洁汽油按重量份计，包括以下组分：
其中，所述混合醚为DMM1与DMM2的混合物，所述混合醇为乙醇与丙三醇的混合物。
2.根据权利要求1所述的基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述混合醚中DMM1与DMM2的重量比为5～7:2～4。
3.根据权利要求1所述的基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述混合醇中乙醇与丙三醇的重量比为8:1～2。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述清洁汽油包括以下组分：
按重量份计为：
其中，所述混合醚为DMM1与DMM2按重量比2:1的混合物，所述混合醇为乙醇与丙三醇按重量比6:1的混合物。
5.根据权利要求1-3任一项所述的基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述表面活性剂为烷基酚醚表面活性剂或烷基醇醚表面活性剂。
6.根据权利要求5所述的基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述的烷基酚醚表面活性剂包括十二烷基酚醚磺酸盐或烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐；所述的烷基醇醚表面活性剂包括十二烷基醇醚磺酸盐或聚氧乙烯烷基醇醚。
7.根据权利要求1-3任一项所述的基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述添加剂包括积碳缓溶剂和溶胀抑制剂。
8.根据权利要求7所述的基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述积碳缓溶剂与溶胀抑制剂的重量比为1～2:2～1。
9.根据权利要求1-3任一项所述的基于非国标汽油组分的混合醚醇类清洁汽油，其特征在于，所述非国标汽油的辛烷值≥85，硫含量≤70ppm。
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