CN109022063A - 一种醇基燃料添加剂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种醇基燃料添加剂。添加剂包括以下重量份数的组分：聚醚胺10‑15份，碳酸二甲酯8‑12份，硝酸铁2‑5份，阳离子氟碳表面活性剂5‑8份，腐蚀抑制剂3‑6份，稳定剂3‑5份。有益效果：科学选择配伍组分，达到减少积碳、清洁油路、增强醇基燃料的耐烧性和安全性、降低消耗、减少腐蚀性的功能性目的。针对具体用途提供专项配方，覆盖了热能型醇基燃料和动力型醇基燃料的两大用途，全方位解决醇基燃料添加剂目前所存的技术弊端。制备方法简单，按照配方组分的重量份数，将各组分混合均匀即可制得本添加剂。使用时，在醇基燃料中加入2‑3％的本添加剂，其余98‑97％为醇基燃料。

Description

一种醇基燃料添加剂

技术领域

本发明涉及一种燃料添加剂，特别涉及一种醇基燃料添加剂。

背景技术

全球石油资源已消耗过半，目前我国已经成为全世界最大的石油进口国和消费国。当今世界，风起云涌，围绕着贸易全球化与贸易保护主义单边主义、核不扩散与伊朗石油禁运等事关各个国家重大利益的焦点问题，各个大国、各个利益联盟团体正在进行着激烈的博弈和角逐，而石油始终是焦点中的热点问题。一旦中东石油难以输出甚至出现断供的严重局面，不仅影响我国经济发展和人民生活的需求，而且势必阻挡我国前行的步伐，打乱我国发展的战略规划。寻找能够替代石油的新能源成为当务之急！尽管可燃冰、页岩气的开采取得重大突破，但距离产业化生产还要等待相当时日，远水解不了近渴，目前马上能够利用的最好的替代品是醇基燃料。醇基燃料就是以醇类如甲醇、乙醇、丁醇等物质为主体配置的液体燃料。它也是一种生物质能，和核能、太阳能、风力能、水力能一样，是各国政府目前大力推广的环保洁净能源；面对石化能源的枯竭，醇基燃料是最有潜力的新型替代能源，深受各国企业组织的青睐。醇基燃料生产易得。醇基燃料有明显的经济可比性，和液化气、柴油、煤油相比，热效率高是它最佳的特点。醇基燃料是绿色环保能源，和煤、煤焦油、重油、柴油、汽油相比，醇基燃料燃烧最完全彻底，热转换效率最高，排放是水与二氧化碳为主，是未来最清洁、最环保、最有发展潜力的燃料。醇基燃料按用途主要分为两大类，一类是热能型醇基燃料，主要用于工业热源、集中供暖、酒店食堂、厂区餐厅、家庭厨房等。一类是动力型醇基燃料，主要用于柴油汽车、汽油汽车、工程车辆、发电机组、船舶用燃料等。

醇基燃料属于中闪点液体燃料；沸点在64.7℃，自燃温度为436℃。醇基燃料能量密度较低，蒸发潜热大。醇基燃料的热值是柴油、液化气等高热值燃料热值的60％左右，属于低热值液体燃料，醇基燃料能和水以任何比例相互溶解，但不与水形成共沸混合物，含水燃料的热值将更低。尽管醇基燃料是一种潜力巨大、经济可比性高、市场前景广阔、可以替代石油的环保洁净能源，但由于醇基燃料特有的理化性质，在实际使用中，与汽油、柴油相比，还存在燃烧不充分、积碳、易堵塞油路，耐烧性、安全性较差，消耗高，容易腐蚀发动机和燃烧体等弊端，故在使用醇基燃料时，需要在醇基燃料中加入添加剂，优化醇基燃料，减少积碳、清洁油路，增强耐烧性、安全性，降低消耗，减少腐蚀性等。为此，有些企业和研究机构研制出了一些醇基燃料添加剂的配方，但都没有很好地解决减少积碳、清洁油路、增强醇基燃料耐烧性、安全性，降低消耗，减少腐蚀性等困扰醇基燃料广泛推广使用的具体技术问题。有的配方甚至违背了醇基燃料添加剂的基本常识，在配方中加入了完全不应该有的成分。例如，有的配方中加入了助燃剂，甲醇为主体的醇基燃料本身就是易燃品，根本无需助燃。恰恰相反，醇基燃料添加剂的目的之一就是控制燃烧，使醇基燃料更耐烧、更持久。再例如，有的配方中加入了乳化剂，其实醇基燃料就根本不需要乳化剂。另外，现有醇基燃料添加剂配方，都是针对某个单一具体用途的专项配方，诸如汽油车用的醇基燃料添加剂、柴油车用的醇基燃料添加剂、锅炉用的醇基燃料添加剂、灶用的醇基燃料添加剂，缺乏广泛性和普遍性，未综合考虑问题，未能统一解决醇基燃料添加剂目前所存的所有技术弊端。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够减少积碳、清洁油路，增强醇基燃料的耐烧性、安全性，降低消耗，减少腐蚀性，力求全方位解决醇基燃料添加剂目前所存的所有技术弊端的醇基燃料添加剂。

本发明所采取的技术方案是，这种醇基燃料添加剂，包括以下重量份数的组分：聚醚胺10-15份，碳酸二甲酯8-12份，硝酸铁2-5份，阳离子氟碳表面活性剂5-8份，腐蚀抑制剂3-6份，稳定剂3-5份。

进一步，还包括以下重量份数的组分：甲基环二烯三羰基锰3-5份，异丙醇2-4份，丙酮1-2份，甲基叔丁基醚1-3份，羟基丁二酸乙酯1-4份，酰胺1-4份，聚乙烯醇3-6份。

进一步，还包括以下重量份数的组分：甲基环二烯三羰基锰3-5份，己二酸二异壬酯2-3份，二茂铁2-5份、异丁醇2-3份、正锌醇2-5份，过氧化钠2-6份，粗苯2-5份。

进一步，所述腐蚀抑制剂为乙酸乙酯与亚乙基二膦酸的混合物，乙酸乙酯与亚乙基二膦酸重量配比为1∶1。

进一步，所述腐蚀抑制剂为三乙酸甘油酯与六亚甲基四胺的混合物，三乙酸甘油酯与六亚甲基四胺重量配比为1∶1。

进一步，所述稳定剂为环戊二烯基铁与二甲基酮的混合物，环戊二烯基铁与二甲基酮重量配比为1∶1。

进一步，所述稳定剂为油酸。

进一步，所述稳定剂为二叔丁基对甲酚与异丁胺的混合物，二叔丁基对甲酚与异丁胺重量配比为5∶8。

由于采取了上述技术方案，故本发明具有以下有益效果：

一是科学选择配伍组分，达到减少积碳、清洁油路、增强醇基燃料的耐烧性和安全性、降低消耗、减少腐蚀性的功能性目的。

聚醚胺是一类主链为聚醚结构，末端活性官能团为胺基的聚合物。聚醚胺是通过聚乙二醇、聚丙二醇或者乙二醇/丙二醇共聚物在高温高压下氨化得到的。通过选择不同的聚氧化烷基结构，可调节聚醚胺的反应活性、韧性、粘度以及亲水性等一系列性能，而胺基提供给聚醚胺与多种化合物反应的可能性。其特殊的分子结构赋予了聚醚胺优异的综合性能，具有优良的清净、分散、破乳、缓蚀及抗氧性能。作为本发明的主要成分之一，其作用在于可抑制汽车喷油嘴、进气阀及燃烧室的沉积物生成。不但自身不生成沉积物，更能清除原有发动机燃烧室形成的沉积物。

碳酸二甲酯，常温时是一种无色透明、略有气味、微甜的液体，熔点4℃，沸点90.1℃，密度1.069g/cm3，难溶于水，但可以与醇、醚、酮等几乎所有的有机溶剂混溶。碳酸二甲酯在常压下和甲醇共沸，共沸温度63.8℃。碳酸二甲酯毒性很低，在1992年就被欧洲列为无毒产品，是一种符合现代″清洁工艺″要求的环保型化工原料，因此碳酸二甲酯的合成技术受到了国内外化工界的广泛重视，我国化工部在″八五″和″九五″期间将其列为重点项目。作为本发明的主要成分之一，其作用在于可提高其辛烷值和含氧量，进而提高抗爆性。此外，还能起到清洁剂、表面活性剂和柔软剂的作用。

硝酸铁是铁的硝酸盐，是无色至暗紫色的潮解性晶体，可通过铁或氧化铁与硝酸反应制备。用作催化剂，媒染剂，金属表面处理剂，氧化剂，分析试剂，放射性物质吸附剂。氟碳表面活性剂能以极低的浓度显著地降低溶剂的表面张力的一类物质称为表面活性剂。氟碳表面活性剂是特种表面活性剂中最重要的品种，指碳氢表面活性剂的碳氢链中的氢原子全部或部分被氟原子取代，即氟碳链代替了碳氢链，因此表面活性剂中的非极性基不仅有疏水性质而且独具疏油的性能。氟碳表面活性剂分为阴离子、阳离子、非离子、两性氟碳表面活性剂。由上述结构特点，我们便可推知氟碳表面活性剂的独特性质直接与氟碳链相关，更进一步讲是取决于氟元素的独特性质。简而言之，相对于其他表面活性剂，氟碳表面活性剂最为显著的特点是：高效、稳定，即高表面活性，高热力学和化学稳定性。利用硝酸铁与阳离子氟碳表面活性剂的特性，本发明组分中的硝酸铁与阳离子氟碳表面活性剂的作用在于可作为热值提高剂，在醇基燃料中添加0.2％，可提高40％的热值。

为了减少醇基燃料的腐蚀性，本发明配方中专门设有腐蚀抑制剂成分，具体的成分根据醇基燃料的具体用途而定。可以采用乙酸乙酯与亚乙基二膦酸的混合物作腐蚀抑制剂，或者采用三乙酸甘油酯与六亚甲基四胺的混合物作腐蚀抑制剂。

为了提高醇基燃料的稳定性及安全性，本发明配方中专门设有稳定剂成分，具体的成分根据醇基燃料的具体用途而定。可以采用环戊二烯基铁与二甲基酮的混合物作稳定剂，或者采用油酸作稳定剂，还或采用二叔丁基对甲酚与异丁胺的混合物作稳定剂。

另外，各组分的重量份数也是经过反复论证、实验才获取的最佳数据。

再就是为了达到减少积碳、清洁油路、增强醇基燃料的耐烧性和安全性、降低消耗、减少腐蚀性的功能性目的，在组分的选择配伍上，选择了功能相近的两种甚至两种以上不同的组分，以求达到“双保险”、甚至是“三保险”。尽管这样会增加添加剂的成本，但由于添加剂用于醇基燃料的添加量很少，通常不会超过3％，所以综合成本还是较低的。相对于功能的显著增强，明显得大于失。

二是针对具体用途提供专项配方，覆盖了热能型醇基燃料和动力型醇基燃料的两大用途，全方位解决醇基燃料添加剂目前所存的技术弊端。

醇基燃料添加剂，包括以下重量份数的组分：聚醚胺10-15份，碳酸二甲酯8-12份，硝酸铁2-5份，阳离子氟碳表面活性剂5-8份，腐蚀抑制剂3-6份，稳定剂3-5份。这是基础配方。

在所述基础配方上增加以下组分：甲基环二烯三羰基锰3-5份，异丙醇2-4份，丙酮1-2份，甲基叔丁基醚1-3份，羟基丁二酸乙酯1-4份，酰胺1-4份，聚乙烯醇3-6份。此配方适用于现有汽油车无需改装直接使用醇基燃料的情形。该配方中的异丙醇、丙酮、甲基叔丁基醚、羟基丁二酸乙酯、酰胺组分组方能够作为醇基燃料和汽油的连接剂，使两种不同化学结构的醇基燃料和汽油能够相溶，不需要对发动机和供油***进行改造。甲基环二烯三羰基锰具有抗暴性能，聚乙烯醇具有防冻抗冻性能。汽车使用醇基燃料加入了本配方添加剂后，动力强，性能稳定，抗暴性能好，耐腐蚀。

在所述基础配方上增加以下组分：甲基环二烯三羰基锰3-5份，己二酸二异壬酯2-3份，二茂铁2-5份、异丁醇2-3份、正锌醇2-5份，过氧化钠2-6份，粗苯2-5份。此配方适用于餐饮做饭、锅炉供暖的炉灶使用。其中甲基环二烯三羰基锰具有抗暴性能，己二酸二异壬酯具有润滑作用，二茂铁、异丁醇、正锌醇、过氧化钠、粗苯所构成的组方原料易得，成本低，能耗低，燃烧热值高、安全性高。使用本配方添加剂的醇基燃料的成本比液化气低近百分之四十，燃料燃烧火力旺，火焰稳定，安全性高，燃烧热值高。

三是制备方法简单，按照配方组分的重量份数，将各组分混合均匀即可制得本添加剂。使用时，在醇基燃料中加入2-3％的本添加剂，其余98-97％为醇基燃料。

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

具体实施方式

实施例1，这种醇基燃料添加剂，包括以下重量份数的组分：聚醚胺10-15份，碳酸二甲酯8-12份，硝酸铁2-5份，阳离子氟碳表面活性剂5-8份，腐蚀抑制剂3-6份，稳定剂3-5份。

实施例2，如实施例1所述的醇基燃料添加剂，还包括以下重量份数的组分：甲基环二烯三羰基锰3-5份，异丙醇2-4份，丙酮1-2份，甲基叔丁基醚1-3份，羟基丁二酸乙酯1-4份，酰胺1-4份，聚乙烯醇3-6份。

实施例3，如实施例1所述的醇基燃料添加剂，还包括以下重量份数的组分：甲基环二烯三羰基锰3-5份，己二酸二异壬酯2-3份，二茂铁2-5份、异丁醇2-3份、正锌醇2-5份，过氧化钠2-6份，粗苯2-5份。

实施例4，如实施例1或2或3所述的醇基燃料添加剂，腐蚀抑制剂为乙酸乙酯与亚乙基二膦酸的混合物，乙酸乙酯与亚乙基二膦酸重量配比为1∶1。

实施例5，如实施例1或2或3所述的醇基燃料添加剂，腐蚀抑制剂为三乙酸甘油酯与六亚甲基四胺的混合物，三乙酸甘油酯与六亚甲基四胺重量配比为1∶1。

实施例6，如实施例1或2或3所述的醇基燃料添加剂，稳定剂为环戊二烯基铁与二甲基酮的混合物，环戊二烯基铁与二甲基酮重量配比为1∶1。

实施例7，如实施例1或2或3所述的醇基燃料添加剂，稳定剂为油酸。

实施例8，如实施例1或2或3所述的醇基燃料添加剂，稳定剂为二叔丁基对甲酚与异丁胺的混合物，二叔丁基对甲酚与异丁胺重量配比为5∶8。

Claims (8)

1.一种醇基燃料添加剂，其特征在于包括以下重量份数的组分：聚醚胺10-15份，碳酸二甲酯8-12份，硝酸铁2-5份，阳离子氟碳表面活性剂5-8份，腐蚀抑制剂3-6份，稳定剂3-5份。

2.根据权利要求1所述的醇基燃料添加剂，其特征在于还包括以下重量份数的组分：甲基环二烯三羰基锰3-5份，异丙醇2-4份，丙酮1-2份，甲基叔丁基醚1-3份，羟基丁二酸乙酯1-4份，酰胺1-4份，聚乙烯醇3-6份。

3.根据权利要求1所述的醇基燃料添加剂，其特征在于还包括以下重量份数的组分：甲基环二烯三羰基锰3-5份，己二酸二异壬酯2-3份，二茂铁2-5份、异丁醇2-3份、正锌醇2-5份，过氧化钠2-6份，粗苯2-5份。

4.根据权利要求1或2或3所述的醇基燃料添加剂，其特征在于：腐蚀抑制剂为乙酸乙酯与亚乙基二膦酸的混合物，乙酸乙酯与亚乙基二膦酸重量配比为1∶1。

5.根据权利要求1或2或3所述的醇基燃料添加剂，其特征在于：腐蚀抑制剂为三乙酸甘油酯与六亚甲基四胺的混合物，三乙酸甘油酯与六亚甲基四胺重量配比为1∶1。

6.根据权利要求1或2或3所述的醇基燃料添加剂，其特征在于：稳定剂为环戊二烯基铁与二甲基酮的混合物，环戊二烯基铁与二甲基酮重量配比为1∶1。

7.根据权利要求1或2或3所述的醇基燃料添加剂，其特征在于：稳定剂为油酸。

8.根据权利要求1或2或3所述的醇基燃料添加剂，其特征在于：稳定剂为二叔丁基对甲酚与异丁胺的混合物，二叔丁基对甲酚与异丁胺重量配比为5∶8。