專利名稱：變性甲醇及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工燃料領(lǐng)域，尤其涉及車用變性甲醇燃料及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
隨著石油資源的減少和煤化工技術(shù)水平的提高，推廣使用車用甲醇燃料及以甲醇 為原料的甲醇汽油已成為當(dāng)務(wù)之急。為此，國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理 委員會(huì)于2009年04月08日頒布了車用甲醇燃料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 23510-2009)。甲醇 要滿足車用或與化石汽油調(diào)合，只有進(jìn)行變性處理方可克服燃燒效率低、低溫冷啟動(dòng)、油耗 大、動(dòng)力下降、分層、乳化和尾氣排放中含有致癌物質(zhì)甲醛等問題而滿足實(shí)際需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種變性甲醇，解決車用甲醇燃料和甲醇汽油的腐蝕溶脹 的問題、油耗問題、催化燃燒問題、低溫相分離問題、遇過量的水發(fā)生乳化問題以及尾氣中 甲醛的排放問題等。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種甲醇變性，由以下重量份數(shù)的組分制成甲醇80-90份、甲醇變性添加劑 3. 16-15. 38份，其中所述的甲醇變性添加劑由以下重量份數(shù)的組分制成異丙醇50-90份、 環(huán)己胺3-20份、1號(hào)航空煤油5-10份、過氧化鋅0. 1-0. 9份、碳酸二甲酯1_10份、硝酸異辛 酯4-15份、脂肪酸甲酯3-10份、2，6 二叔丁基對(duì)甲酚0. 1-0. 9份。本發(fā)明所述的變性甲醇的生產(chǎn)方法包括以下步驟1)生產(chǎn)活性劑將異丙醇與脂肪酸甲酯調(diào)配；2)生產(chǎn)催化燃燒劑副劑將1號(hào)航空煤油與過氧化鋅調(diào)配；3)生產(chǎn)催化燃燒劑將步驟2、生產(chǎn)的催化燃燒副劑與碳酸二甲酯和硝酸異辛酯 調(diào)配；4)生產(chǎn)防腐蝕阻溶脹劑將環(huán)己胺與2，6 二叔丁基對(duì)甲酚調(diào)配；5)調(diào)合將步驟1)生產(chǎn)的活性劑、步驟幻生產(chǎn)的催化燃燒劑和步驟4)生產(chǎn)的防 腐蝕阻溶脹劑調(diào)配，即可得到甲醇變性添加劑；6)將步驟幻得到的上述甲醇變性添加劑與甲醇調(diào)配并密封攪拌后靜置即可得到 所需要的變性甲醇。本發(fā)明的有益效果環(huán)己胺與2，6 二叔丁基對(duì)甲酚復(fù)合使用，使本品抗腐蝕溶脹 性更強(qiáng)；異丙醇和脂肪酸甲酯復(fù)合使用，使車用甲醇汽油抗水性提高2倍以上；使用表面活 性劑脂肪酸甲酯以及脂肪酸甲酯與異丙醇復(fù)合使用，使加入甲醇可與化石汽油任意比例互 溶，徹底解決了甲醇汽油的低溫分層和乳化分層問題；加入1號(hào)航煤，解決了甲醇汽油低溫 冷啟動(dòng)問題。本發(fā)明中使用的硝酸異辛酯屬于硝基酯化物，碳酸二甲酯和脂肪酸甲酯屬于羰基 酯化物，過氧化鋅為抗爆劑。
硝基酯化物對(duì)甲醇變性催化燃燒的作用機(jī)理使甲醇燃料燃燒前反應(yīng)范圍擴(kuò)大加 速，如發(fā)生RONO2 — RO · +NO2的分解反應(yīng)，因NO2為具有非對(duì)稱電子的分子，而發(fā)生游離反 應(yīng)，NO2隨即奪取燃料中的氫，而開始連鎖反應(yīng)，如RH+N02 — R · HNO2,亞硝酸和氧反應(yīng)生成 游離基，而反復(fù)地發(fā)生NO2的反應(yīng)，如ΗΝ02+Α — HO2 -+NO2,而且亞硝酸在高溫下分解生成反 應(yīng)性很強(qiáng)的OH基，如HNO2 — OH · +NO,生成的烷基(R)和烷氧基(RO)容易進(jìn)行反應(yīng)，進(jìn)而 生成氧化物和游離基。硝酸酯的烴基部分的作用是容易分解為烷氧基(RO)，而分子中的NO2 部分，很容易和烴基發(fā)生反應(yīng)，因而致使燃料的燃燒性能改善，滯燃期縮短，燃燒率提高。羰基酯化物對(duì)甲醇燃料催化燃燒的作用機(jī)理羰基酯化物對(duì)甲醇燃料催化燃燒最 具代表性的是碳酸二甲酯，碳酸二甲酯是良好的甲基化劑、羰基化劑、羧甲基化劑和甲氧基 化劑。羰基化學(xué)性質(zhì)活潑，特別是同時(shí)含有羰基、羧基和甲基等多種官能團(tuán)的有機(jī)化合物， 能與醇類發(fā)生甲基化反應(yīng)和羰基化反應(yīng)，生成多種衍生物，降低了甲醇燃料汽化潛熱，提高 了能量轉(zhuǎn)化率。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在一定數(shù)量范圍內(nèi)，羰基酯化物的使用量每超過5%。，甲醇燃 料的汽化潛熱可降16%，油耗可降低3-5%，動(dòng)力性能有明顯提高。羰基酯化物是較好的潤(rùn)滑添加劑，一定數(shù)量的羰基酯化物可改變甲醇燃料的潤(rùn)滑 性，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損和摩擦并避免未汽化部分的甲醇流入缸壁，從而降低能量損失，提高 能量轉(zhuǎn)化率。實(shí)踐證明，加入一定數(shù)量羰基酯化物的甲醇燃料使用時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度較沒有加 入時(shí)的甲醇燃料使用時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低了 2-3°C。過氧化鋅的作用機(jī)理爆震現(xiàn)象是汽油在氣缸內(nèi)燃燒過程中，隨著缸體內(nèi)溫度和 壓力的升高會(huì)產(chǎn)生大量有機(jī)過氧化物聚集，這種聚集造成火花塞火焰未傳到氣缸之前，缸 內(nèi)混和氣已形成多點(diǎn)燃燒，并導(dǎo)致火焰燃燒速度提高10-100倍，使得缸內(nèi)壓力驟然增加， 從而形成爆震。因此，消除氣缸內(nèi)的有機(jī)過氧化物是減輕爆震的關(guān)鍵。過氧化鋅，分子式SiO2，白色粉末，密度1. 571，加熱至150°C以上或遇酸會(huì)分解，可 用作硫化促進(jìn)劑、防腐劑、熱收斂劑等。過氧化鋅的熱活性反應(yīng)為2Zn02(活性)+0廣熱解后所生成的活性氧化鋅可以清除甲醇燃料燃燒時(shí)所生成的有機(jī)過氧化物，并 可產(chǎn)生微量氧，從而促進(jìn)甲醇燃料充分燃燒。同時(shí)，有選擇地鈍化了一部分有機(jī)過氧化物分 散成的游離基，延長(zhǎng)了著火的誘導(dǎo)期，有條件的促進(jìn)熱焰區(qū)收斂，擴(kuò)大了冷焰區(qū)域，阻礙自 動(dòng)著火，降低能量的釋放速度，從而對(duì)燃料的抗爆性提高有促進(jìn)作用。同時(shí)，由于過氧化鋅是很好的硫化促進(jìn)劑和防腐劑，因而降低了甲醇燃料對(duì)金屬 機(jī)件腐蝕(硫化腐蝕)，使甲醇燃料對(duì)橡塑件的腐蝕溶脹性有較好的抑制作用。與國(guó)內(nèi)現(xiàn)有一般甲醇燃料技術(shù)相比，在關(guān)鍵技術(shù)上取得了如下突破(1)將摻和燃燒改為催化燃燒。就國(guó)內(nèi)目前推廣甲醇燃料的地方而言，比較有代表 性地就是山西省和黑龍江省的M15、陜西省的M25，甲醇用量比較少。因甲醇理化性能與汽 油有很大的相似之處。所以，一般情況下，上述地方的開發(fā)商根本就沒有對(duì)甲醇作催化燃燒 處理，技術(shù)含量不高，無先進(jìn)性和新穎性可言。而本技術(shù)就不同了，因科學(xué)地復(fù)合使用金屬 催化劑和非金屬催化劑，使得甲醇燃料在機(jī)動(dòng)車?yán)锶紵龝r(shí)的動(dòng)力性、油耗及排放有了較大突破，提高了甲醇燃料的燃燒效率。(2)提高了抗相能力國(guó)內(nèi)甲醇燃料的低溫抗相一般在-30°C左右，而本技術(shù)可達(dá)到低于-40°C，國(guó)內(nèi)甲 醇燃料的抗水相標(biāo)準(zhǔn)普遍制定為1%，而本技術(shù)的抗水相可達(dá)到8%。(3)降低了甲醇燃料的油耗，增大了動(dòng)力(臺(tái)架實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一)。
權(quán)利要求
1.一種變性甲醇，其特征在于，由以下重量份數(shù)的組分制成甲醇80-90份、甲醇變性 添加劑3. 16-15. 38份，其中所述的甲醇變性添加劑由以下重量份數(shù)的組分制成異丙醇 50-90份、環(huán)己胺3-20份、1號(hào)航空煤油5-10份、過氧化鋅0. 1-0. 9份、碳酸二甲酯1_10份、 硝酸異辛酯4-15份、脂肪酸甲酯3-10份、2，6 二叔丁基對(duì)甲酚0. 1-0. 9份。
2.權(quán)利要求1所述的變性甲醇的生產(chǎn)方法，其特征在于，包括以下步驟1)生產(chǎn)活性劑將異丙醇與脂肪酸甲酯調(diào)配；2)生產(chǎn)催化燃燒劑副劑將1號(hào)航空煤油與過氧化鋅調(diào)配；3)生產(chǎn)催化燃燒劑將步驟幻生產(chǎn)的催化燃燒副劑與碳酸二甲酯和硝酸異辛酯調(diào)配；4)生產(chǎn)防腐蝕阻溶脹劑將環(huán)己胺與2，6二叔丁基對(duì)甲酚調(diào)配；5)調(diào)合將步驟1)生產(chǎn)的活性劑、步驟幻生產(chǎn)的催化燃燒劑和步驟4)生產(chǎn)的防腐蝕 阻溶脹劑調(diào)配，即可得到甲醇變性添加劑；6)將步驟5)得到的甲醇變性添加劑與甲醇調(diào)配并密封攪拌后靜置即可得到所需要的 變性甲醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變性甲醇，由以下重量份數(shù)的組分制成甲醇80-90份、甲醇變性添加劑3.16-15.38份，甲醇變性添加劑由以下重量份數(shù)的組分制成異丙醇50-90份、環(huán)己胺3-20份、1號(hào)航空煤油5-10份、過氧化鋅0.1-0.9份、碳酸二甲酯1-10份、硝酸異辛酯4-15份、脂肪酸甲酯3-10份、2，6二叔丁基對(duì)甲酚0.1-0.9份。本發(fā)明有益效果環(huán)己胺與2，6二叔丁基對(duì)甲酚復(fù)合使用，使本品抗腐蝕溶脹性更強(qiáng)；異丙醇和脂肪酸甲酯復(fù)合使用，使車用甲醇汽油抗水性提高2倍以上；使用表面活性劑脂肪酸甲酯以及脂肪酸甲酯與異丙醇復(fù)合使用，使加入甲醇可與化石汽油任意比例互溶，徹底解決了甲醇汽油的低溫分層和乳化分層問題；加入1號(hào)航煤，解決了甲醇汽油低溫冷啟動(dòng)問題。
文檔編號(hào)C10L1/12GK102051236SQ20091018101
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者魯希諾 申請(qǐng)人:北京清研利華石油化學(xué)技術(shù)有限公司