CN1508234A - 车用清洁环保甲醇汽油 - Google Patents

Abstract

本发明公开了提供一种车用清洁环保甲醇汽油，由基础油和添加剂组成。先将基础油用沸石筛进行精制，除去基础油中的水分、胶质和有害金属离子。添加剂由甲苯、混合苯、甲基环戊二烯基三碳基锰、磷酸三甲酯、氢氧化钠、低聚物、抗腐蚀剂复合制成添加剂的混合溶液，再以一定比例添加到基础油中调和而成。添加剂复合后能更好的发挥各自组分以及各组分间的协同功效，使油品的抗爆性、稳定性好，节能效果明显，加速性能优良，尾气排放明显降低，不具有腐蚀性、能够清洁发动机，能够与其它油品混配，造价低廉，具有较好的低温冷启动效果，特别适应东北高寒地区规模化生产和使用。

Description

车用清洁环保甲醇汽油

本发明属于车用代用燃料，特别涉及的是甲醇汽油、甲醇汽油基础油的精制、配方及添加剂。

目前，内燃发动机使用的燃料基本是石油产品，如汽油、柴油和煤油等。随着石油资源的日益减少，各国政府不断地鼓励和寻找内燃发动机的替代燃料；另一方面，随着交通运输业的蓬勃发展，汽车燃料汽油的大量使用，排放的尾气给大气环境造成了严重污染，严重威胁着人类的生存环境。因此，大批代用车用燃料应运而生，以解决过分依赖石油的状况和愈来愈重视的环境保护问题。其中应用最多，发展较快的是甲醇汽油，是以部分甲醇掺加到车用汽油中以代替商品标号汽油作为汽油代用燃料。由于甲醇的合成路线广泛(煤、天然气、石油脑、重油等并存的合成路线)，且燃烧后对环境的污染小，目前受到汽车行业的普遍关注，因此研究发展清洁环保甲醇汽油又是理想的代用燃料。

目前的甲醇汽油中普遍存在着抗爆性差、稳定性差、节能效果差、加速性能差、具有腐蚀性、尾气排放超标、不能与其它油品混配，对于高寒地区使用还存在低温冷启动效果差等一系列问题。上述问题在甲醇汽油的生产中，多是采用调整各组份的百分比、添加一定量的添加剂，个别的还要针对甲醇汽油的特点对汽车发动机稍加改进。这些办法虽能解决一些问题，但在所用汽油、甲醇等基础油中含有的水份、胶质、有害的重金属离子而使一些问题不能或没有解决。

本发明的目的是提供一种车用清洁环保甲醇汽油，该油品抗爆性、稳定性好，节能效果明显，加速性能优良，尾气排放明显降低，不具有腐蚀性、能够清洁发动机，能够与其它油品混配，造价低廉，具有较好的低温冷启动效果，特别适应东北高寒地区规模化生产和使用。

本发明具体技术方案是：车用清洁环保甲醇汽油由基础油和添加剂组成，从基础油和添加剂复合配伍后所能起到的协同作用来实现发明目的。选择合适的基础油，并将基础油进行精制，通过精制除去基础油中的水份、胶质和有害金属离子，提高油品的低温冷启动性能，提高油品的稳定性和满足环境对油品燃烧后尾气排放的指标要求；选择合适的添加剂组分及含量，由甲苯、混合苯、甲基环戊二烯基三碳基锰、磷酸三甲酯、氢氧化钠、低聚物、抗腐蚀剂复合制成添加剂的混合溶液，再将添加剂的混合溶液以一定的添加比例添加到精制后的基础油中调和成甲醇汽油。添加剂复合后不仅能发挥各自原有的性能及作用，还会由于其配伍性而产生一定的协同作用，更好的发挥添加剂组分间的协同功效；针对基础油的组成及含量的不同调整添加剂的添加比例，提高油品的抗爆性、降低油品的酸值、腐蚀性，增加与其它油品的混溶性，实现发明目的。

一、基础油的组分与含量

组分与含量(V％)         最佳组分与含量(V％)

汽油组分：60-80％       90#汽油        35％

                        C5                  5％

                        石脑油              35％

甲    醇：  10-30％     醇                  15％

醚类化合物：8-10％      甲基叔丁基醚        8％

多碳醇：    2-5％       异丁醇              2％

二、添加剂

组分及含量(V％)           最佳组分及含量(V％)

甲苯：          15-40％   甲苯：        30％

混合苯：        15-30％   混合苯：      25％

甲基环戊二烯              甲基环戊二烯

基三碳基锰：    5-25％    基三碳基锰：  12％

磷酸三甲酯：    5-20％    磷酸三甲酯：  10％

氢氧化钠：      5-10％    氢氧化钠：    7％

低聚物：        5-10％    低聚物：      6％

抗腐蚀剂：      5-15％    抗腐蚀剂：    10％

上述基础油中汽油组分可以是催化汽油、直馏汽油、重整生成油、烷基化汽油、异构化汽油；甲醇是精制甲醇或含水量低的粗醇；醚类化合物可以取甲基叔丁基醚；多碳醇可以取丁醇、异丁醇、异戊醇等；抗腐蚀剂是由环状酸酐、叔烷基伯胺进行酰胺化反应的合成产物。

添加剂中各组分按比例混合后先制成混合溶液，储存备用待加。

基础油的精制：将基础油充分混合后经沸石筛过滤，沸石筛主要起吸附剂的作用，除去基础油中的水分、胶质、有害的金属离子，基础油通过沸石筛沸精制后基本解决了混溶、稳定性、低温启动等问题。

基础油的分析结果：

检验项目	Zn、Al、Mn、Fe、Co、Cr、Pb、Pt、Na、K、Mg、CaBa、Cu、Ni、As、Sn、P、S
					主要检试设备及编号	1、原子吸收光谱仪SOLLAR-M6(美国热电)2、二次去离子水***Milli-QRG(美国Millipore)
精制前(单位g/L)			精制后(单位g/L)
					ZnAlMnFeCoCrPbPtNaKMgCaBaCuNiAsSnPS		0.0310.0400.01720.06360.01010.02090.00900.00990.03110.04020.05130.06040.01450.07400.04460.02280.0190＜0.2＜0.1	ZnAlMnFeCoCrPbPtNaKMgCaBaCuNiAs]SnPS	0.0190.0220.01340.03520.00870.01630.00560.00580.02540.03970.04900.06010.01200.05190.03430.01920.0146＜0.2＜0.1

注：汽油、甲基叔丁基醚、石脑油为黑龙江喇嘛甸化工厂产品；甲醇为大庆甲醇厂产品。

成品车用清洁环保甲醇汽油的调和：添加剂按基础油体积的1-10‰(外加法)比例添加，可根据基础油的组成不同进行调整。也可根据季节的不同适当调整甲醇与汽油或基础油与添加剂的比例。

由于添加剂的组分中含有苯和甲基环戊二烯基三碳基锰、磷酸三甲酯、氢氧化纳和抗腐蚀剂，较好的解决了醇类汽油中普遍存在的抗爆性、稳定性、节能效果、加速性、腐蚀性、尾气排放超标等一系列问题。

调和后获得的车用清洁环保甲醇汽油经分析、检测，其产品的抗爆性，油品稳定性良好，完全可以满足90#、93#、95#、98#汽油的质量标准。

本发明车用清洁环保甲醇汽油具有以下特点：

1、车用清洁环保甲醇汽油各项技术指标达到或超过国家新汽油标准；

2、车用清洁环保甲醇汽油可直接在现有点燃式发动机上使用，无须改用现有发动机；

3、车用清洁环保甲醇汽油动力强劲，在高压缩比发动机上油耗比传统汽油节约5-12％，在低压缩比发动机上节约3-8％；

4、车用清洁环保甲醇汽油抗暴指数、辛烷值高，指标达90#、93#、95#、98#；

5、车用清洁环保甲醇汽油与国际传统90#以上汽油可以相互混合、交换交叉储存使用；

6、车用清洁环保甲醇汽油比汽油燃烧充分，尾气排放减少95％以上，一氧化碳为0.2(国家规定3.0)，碳氢化合物为40(国家规定为900)。

实施例1：(M10)

1、基础油的组成和含量(V％)：

  90#汽油                 38％

  C5                      5％

石脑油              40％

甲醇                10％

甲基叔丁基醚        5％

异丁醇              2％

2、添加剂的组分及含量(V％)

甲苯：                      25％

混合苯：                    20％

甲基环戊二烯基三碳基锰：    16％

磷酸三甲酯：                16％

氢氧化钠：                  5％

低聚物：                    8％

抗腐蚀剂：                  10％

将基础油充分混合后用沸石筛过滤，上述添加剂的混合溶液按基础油体积的4‰(外加法)比例添加到精制后的基础油中进行成品油调和。

实施例2：(M15)

1、基础油的组成和含量(V％)：

90#汽油              35％

C5                   5％

石脑油               35％

甲醇                 15％

甲基叔丁基醚         8％

异丁醇               2％

2、添加剂的组分及含量(V％)

甲苯：                      30％

混合苯：                    25％

甲基环戊二烯基三碳基锰：    12％

磷酸三甲酯：                10％

氢氧化钠：                  7％

低聚物：                    6％

抗腐蚀剂：                  10％

将基础油充分混合后用沸石筛过滤，上述添加剂的混合溶液按基础油体积的5‰(外加法)比例添加到精制后的基础油中进行成品油调和。

实施例3：(M30)

1、基础油的组成和含量(V％)：

90#汽油         30％

C5              5％

石脑油          20％

甲醇            30％

甲基叔丁基醚    10％

异丁醇          5％

2、添加剂的组分及含量(V％)

甲苯：                      30％

混合苯：                    23％

甲基环戊二烯基三碳基锰：    18％

磷酸三甲酯：    7％

氢氧化钠：      5％

低聚物：        5％

抗腐蚀剂：      12％

将基础油充分混合后用沸石筛过滤，上述添加剂的混合溶液按基础油体积的8‰(外加法)比例添加到精制后的基础油中进行成品油调和。

调和后车用清洁环保甲醇汽油分析测试结果如下：

车用清洁环保甲醇汽油分析测试结果

序号	分析项目	质量指标	分析结果			评价意见
							M10	M15	M30
			1	抗暴性：研究法辛烷值(RON)不小于抗暴指数(RON+MON)不小于	9085					91.486	93.288	93.688.1
2	铅含量    不大于	0.005				0.001	0.001	0.001
			3	馏程：10％蒸发温度℃  不高于50％蒸发温度℃  不高于90％蒸发温度℃  不高于终馏点℃        不高于残留值％(V/V)   不大于	701201902052					4886.6157.8180.71.0	56701651801.5	47.390157.6181.31.0
4	蒸气压kPa       不大于	80				70	70	75
			5	实际胶质mg/100ml不大于	5					4	4	2
6	诱导期min       不小于	480				480	480	480
			7	硫含量％(m/m)   不大于	0.10					0.10	0.10	0.10
8	博士实验	通过				通过	通过	通过
			9	铜片腐蚀(50℃、3h)级不大于	1					1a	1a	1a
10	水溶性酸或碱	无				无	无	无
			11	机械杂质	无					无	无	无
12	水分％(m/m)     不大于	0.80				0.30	0.30	0.10
			13	甲醇含量％(V/V)	10-30					10	15	30
14	苯含量％(V/V)   不大于	2.5				1.50	1.60	1.60

15	芳烃含量％(V/V)不大于	40	17	15.8	7.0
							16	烯烃含量％(V/V)不大于	35	30	29.5	26.7

由表可见：调和后的获得的甲醇汽油抗爆性，油品稳定性良好，完全可以满足90#或93#汽油的质量标准。

该油样送黑龙江省石油产品质量监督检验站对所调试的甲醇汽油与车用汽油进行发动机台架和车辆道路性能的对比试验：

检验项目

1)发动机全负荷速度特性对比试验

2)发动机负荷特性对比试验

3)发动机怠速工况下排放的对比试验

4)最低稳定车速对比试验

5)最高稳定车速对比试验

6)汽车加速性能对比试验

7)汽车燃料消耗量对比试验

8)汽车怠速排放对比试验

检验依据

GB/T1105.2-87                 内燃机台架性能试验方法

GB/T12534-90                  汽车道路试验方法通则

GB/T12544-90                  汽车最高车速试验方法

GB/T12547-90                  汽车最低稳定车速试验方法

GB/T12543-90                  汽车加速性能试验方法

GB/T12545.1～125455.2-2001    乘用车及商用车燃料消耗量试验

                    方法

GB/T3845-93         汽车排放污染物的测量怠速法

结论：根据对比试验的结果，送样的车用甲醇汽油对发动机的动力性、燃料经济性与对比汽油相当，发动机及整车排放性好于对比汽油。

该油样送大庆环境监测中心站进行现场监测：

监测项目：一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物

监测车辆台数、状态、频次：五台不同型号分别使用两种不同燃料后的尾气排放情况，2次进行现场监测，

监测项目分析方法：GB/T3845-1993《汽油车排气污染物的测量怠速法》

监测仪器：FGA-4100型不分光红外吸收仪

执行标准：《汽油车怠速污染物排放标准GB14761.5-1993

监测结果：本次汽油车排气状况监测，获取60个有效监测数据。

监测结论：改换甲醇汽油燃料后，五台车排放的一氧化碳浓度均有明显降低，且达标排放；排放的碳氢化合物均有明显降低，且达标排放；氮氧化物浓度均明显低于汽油燃料(此项国家暂时没有规定排放标准)。

Claims (6)

1、一种车用清洁环保甲醇汽油，基础油是由汽油组分、甲醇、醚类化合物、多碳醇组成，其特征是：基础油充分混合后经沸石筛过滤精制，基础油的组分含量(V％)为：

汽油组分：  60-80％

甲醇：      10-30％

醚类化合物：8-10％

多碳醇：    2-5％

2、根据权利要求1所述的车用清洁环保甲醇汽油，其特征是：基础油最佳组分含量(V％)为：

90#汽油    35％

C5         5％

石脑油     35％

甲醇       15％

MTBE       8％

异丁醇     2％

3、一种用于生产车用清洁环保甲醇汽油的添加剂组合物，其特征是：添加剂的组成及含量(V％)为：

甲苯：                    15-40％

混合苯：                  15-30％

甲基环戊二烯基三碳基锰：  5-25％

磷酸三甲酯：              5-20％

氢氧化钠：    5-10％

低聚物：      5-10％

抗腐蚀剂：    5-15％

4、根据权利要求3所述的用于生产车用清洁环保甲醇汽油的添加剂组合物，其特征是：添加剂最佳组成及含量(V％)为：

甲苯：                    30％

混合苯：                  25％

甲基环戊二烯基三碳基锰：  12％

磷酸三甲酯：              10％

氢氧化钠：                7％

低聚物：                  6％

抗腐蚀剂：                10％

5、根据权利要求3或4所述的用于生产车用清洁环保甲醇汽油的添加剂组合物，其特征是：各组份添加剂按比例混合后制成混合溶液。

6、一种车用清洁环保甲醇汽油，其特征是：添加剂组合物的混合溶液在基础油中的添加比例为1-10‰(外加法)，最好的添加量为4-5‰(外加法)。