技术领域
本发明涉及一种汽油机用液体燃料--低碳混合醇汽油,属于替 代燃料领域。更具体地说,是一种以甲醇、乙醇、丙醇、丁醇以及戊 醇等低碳混合醇和低辛烷值汽油组份为主要原料,再辅以改善使用性 能的添加剂调合而成的一种醇类清洁燃料。
背景技术
21世纪,世界各国都将保护环境,维护生态环境,防止和治理 污染,充分有效地开发利用自然资源作为本国发展经济的重要战略。 同时各国为了
能源安全,摆脱对国外
原油进口的依赖,满足日益严格 的控制污染的环保法规,对于替代燃料的研究,特别是开发利用可再 生资源生产清洁燃料已成为世界各工业国家的重大课题。
美国在七十年代末期开始使用和推广汽油中加10%乙醇的E10乙 醇汽油(gasohol),至今,
乙醇汽油(E10)已普遍在全美国使用, 特别是其中西部有广大农村的28个州,已经建立起广泛的E10醇汽 油的供应点。在九十年代美国又推出了一种加85%乙醇的汽油E85, 这种E85含醇汽油满足ASTM D5798标准,它适合一种新型的可变燃 料或称灵活燃料车(FFVs)的使用。这种新型车的主要特点是装有一 个能测量乙醇在汽油中百分含量的
传感器,并由计算机控制
自动调节 汽车的最佳性能和排放。近几年随着我国对石油资源的需求增大和对 环保问题的关注,对醇类燃料的应用研究工作非常重视。中国石油、 中国石化分别于2001年6月在黑龙江、吉林、河南三省开始推广应 用乙醇汽油。在上述三省推广试点的
基础上,国家将逐步扩大车用乙 醇的推广范围。但国内外的研究工作主要针对甲醇或乙醇汽油,而对 于低碳混合醇汽油产品的应用研究工作报道甚少。在少量已公开的醇 类汽油报道中,所研制的甲醇、乙醇汽油均需加入助容性添加剂,以 改善其互溶性能,增加产品的
稳定性,而本发明低碳醇汽油则无需加 入任何助容性添加剂,即具有良好的互溶性能。
发明内容
本发明的目的:提供一种低碳混合醇掺入量适中,调配的合成汽 油各项指标均满足汽油机使用要求,不需加入任何助容剂即具有良好 的互溶性,且无不良
腐蚀性和锈蚀性,具有抗
氧化、
抗爆性、安全性、 稳定性、清净性均好及污染小的特点的低碳醇汽油的制法。
本发明低碳醇汽油,基本思路是我国是一个石油资源相对匮乏、
煤炭资源丰富、
天然气资源相对丰富的国家,低碳混合醇是可从煤炭、 天然气获得的重要化工产品和能源产品,低碳混合醇的精制技术与产 品应用研究将会有助于我国天然气的开发与应用工作。从性能而言, 低碳混合醇是一种良好的汽油组分,它具有高的辛烷值以及与汽油良 好的掺混性能,完全可以代替MTBE作为汽油添加剂,具有清净性及 燃烧的低污染等诸多优点。低辛烷值汽油中混合具有高辛烷值的低碳 混合醇,可使汽油辛烷值得以提高,并降低汽车尾气中CO和HC的排 放;低碳混合醇本身含有C4、C5醇的组分,可作为助容剂,使汽油 与甲醇、乙醇能很好互溶不分层,这就使得低碳混合醇合成汽油比甲 醇汽油和乙醇汽油更具有经济性;掺加微量腐蚀抑制性添加剂可消除 掺加低碳混合醇带来的腐蚀性
缺陷;掺加微量清净性添加剂,可使混 合汽油具有良好的清净性能。
本发明的主要技术方案:以低碳混合醇和基础汽油为主要原料, 辅以一些燃料添加剂,通过调合而制得所需的燃料。其特征组分及重 量百分含量如下:
低碳混合醇:1%~39%、基础汽油:60%~98%
汽油清净剂:0.005%~0.02%、金属
钝化剂:0.0001%~0.009%
腐蚀
抑制剂:0.001%~0.01%
本发明所述的低碳混合醇,为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、戊醇任 意混合且至少含有丁醇及戊醇两种醇组分的杂醇。
本发明所述的基础汽油,是由各种汽油组分调配而成的低辛烷值 汽油。
本发明所述的汽油清净剂,牌号为RHY2303,为聚异丁烯胺型, 是一种多效添加剂。
本发明所述的金属钝化剂,牌号为T551,为苯三唑
醛-胺缩合物。
本发明所述的金属腐蚀抑制剂,牌号为T746B,十二烯基丁二酸。
本发明的制备方法:在常温常压下,将基础汽油、混合低碳醇、 汽油清净剂、金属钝化剂和金属腐蚀抑制剂依次加入反应釜中,搅拌 均匀即可。
本发明的优点及效果:
(1)本发明的
液体燃料经
发动机台架试验结果表明,本发明的 低碳醇汽油在不改变现有汽油机
硬件的情况下可以使用,与汽油相 比,在外特性下催化器入口处CO排放最大降低79.55%,THC排放最 大降低41.75%。具有良好的排放特性。
(2)本发明的低碳混合醇来源广泛,可由煤炭、天然气经合成 气生产。本发明燃料中的低碳混合醇是一种良好的汽油高辛烷值调和 组分,具有良好的清净性能,能有效降低汽车尾气中的CO、HC化合 物等有害物质的排放,具有良好的排放特性。低碳混合醇可替代高辛 烷值添加剂MTBE,避免MTBE对地下
水的污染。因此本发明的低碳醇 汽油是一种清洁型环保燃料。
(3)所研制的低碳醇汽油具有良好的抗爆性、互溶性、防腐、 防锈性能。
(4)本发明的液体燃料经汽油机进气
阀沉积物生成倾向影响的 发动机台架试验结果表明,与汽油相比,进气阀沉积物的平均下降 率达到95.2%。因此,所研制的低碳醇汽油能有效地抑制进气阀沉 积物的生成,具有良好的清净性。
具体实施方式
下面以合成相当93号汽油的低碳醇汽油为例,详列一下本发明 低碳醇汽油的各组成成份,进一步说明本发明的特点,但
实施例不是 对本发明的限定:
实例1:
基础汽油:85%(重)低碳混合醇:15%(重)
金属钝化剂:0.001%(重)
金属腐蚀抑制剂:0.005%(重)
汽油清净剂:0.02%(重)
以上各组成成份按本发明所述配比方法调配后即得本高辛烷值 低碳醇汽油。其各种指标与商品汽油
质量指标相比较如下表:
项目 93号汽油质量指标 合成汽油实测结果 试验方法 抗爆性:
研究法辛烷值(RON)
马达法辛烷值(MON) 抗爆指数(RON+MON)/2 不小于93 / 不小于88 94.3 81.9 88.0 GB/T5487 GB/T503 蒸气压,Kpa 不大于88 65.6 GB/T8017 实际胶质,mg/100mL 不大于5.0 2.0 GB/T8019 诱导期,min 不小于480 >1000 GB/T8018 硫含量,%(质量分数) 不大于0.05 0.03 SH/T0689 硫醇硫含量,%(质量分数) 不大于0.01 0.0005 GB/T1792
铜片腐蚀(50℃,3h),级 不大于1 1 GB/T5096 苯含量,%(体积分数) 不大于2.5 0.95 SH/T0693 芳
烃含量,%(体积分数) 不大于40 19.9 GB/T11132 烯烃含量,%(体积分数) 不大于35 30.5 GB/T11132
实例2:基础汽油:90%(重)低碳混合醇:10%(重)
金属钝化剂:0.0005%(重)
金属腐蚀抑制剂:0.003%(重)
汽油清净剂:0.015%(重)
本实例的防锈性试验结果如下表所示:
实例3:
本实例为实例2的进气阀沉积物生成倾向(Ford 2.3L)发动机 台架试验结果,试验由中国石油兰州石油产品和
润滑剂检测站检测。 试验结果如下表所示。
评定项目 基础汽油 基础气油+低碳醇10%+复合剂 平均进气
门沉积物重量, 742.5 35.5 进气阀沉积物下降率,% / 95.2
实例4:
本实例为实例2的发动机排放污染物台架试验结果,委托清华大 学汽车工程系按照GB/T18297-2001汽车发动机性能试验方法在不 改变现有汽油机硬件的条件下,对发动机排放污染物进行测试。试验 用主要仪器见表1,试验汽油机为东
风汽车有限公司发动机厂生产, 主要技术参数见表2,在外特性下催化器入口处检测结果见表3。
表1试验用主要仪器
序号 名称 规格型号 生产厂家 备注 1 排气分析仪 CEB-II 奥地利AVL公司 2 气相色谱仪 Autosystem XL 美国Perkin Elmer公司 2003年产 3 电
涡流测功机 FC2010 湘仪动
力测试仪器公司 2003年产 4 油耗仪 DF-312 ONO SOKKI 日本.小野测器 测汽油耗 5 汽油机 EQ491i 东风汽车有限公司发动机厂 性能满足 GB18352.3(III) 6 液相色谱仪 Hp 1050 安捷伦公司 中科院生态环境 研究中心
表2发动机主要技术参数
发动机型号 EQ491i 总
排量(L) 1.993 发动机编号 4003713 压缩比 9.0∶1 出厂日期 20040224 额定功率(kW)/转速 (r/min) 76/5200 缸数-缸径×行程(mm) 4-90.82×76.95
最大转矩(N.m)/转速 (r/min) 155/3000 外形尺寸长×宽×高 (mm) 739.4×546×661 整机净质量(kg) 137
表3试验结果