專(zhuān)利名稱(chēng)：一種甲醇汽油變性劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于清潔燃料生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及甲醇汽油的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)車(chē)用 甲醇汽油變性劑的制備。
背景技術(shù)：
人類(lèi)社會(huì)發(fā)展面臨資源與環(huán)境的雙重壓力，為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，發(fā)展 清潔替代車(chē)用燃料受到世界各國(guó)的重視。目前替代燃料主要有醇類(lèi)如甲醇、乙醇、 1.4-丁二醇，酯類(lèi)如脂肪酸甲酯、脂肪酸乙酯，醚類(lèi)如二甲醚等，還有氫、天然氣等。我國(guó)發(fā)展替代燃料有自己的國(guó)情，我國(guó)糧食乙醇不可能做大，非糧作物需要土 地資源；燃料電池及電動(dòng)汽車(chē)，技術(shù)問(wèn)題、材料問(wèn)題、成本問(wèn)題、廢電池處理問(wèn)題、充 電系統(tǒng)建設(shè)等，有待解決，在短時(shí)期內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化；其它可再生能源仍在幼稚期。 因此在未來(lái)20-30年內(nèi)交通燃料替代，最現(xiàn)實(shí)、最佳選擇——煤制甲醇。首先我國(guó)煤資源豐富，是世界上少數(shù)以煤為主要能源國(guó)家。我國(guó)煤儲(chǔ)量10000 億噸，但其中40%屬高硫劣質(zhì)煤，長(zhǎng)期棄采棄用。但以高硫煤生產(chǎn)燃料甲醇，不僅盤(pán)活 了高硫煤，最優(yōu)化資源利用，而且生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟(jì)安全性好，采用新型煤氣化技術(shù)、 大型化多聯(lián)產(chǎn)、投資少、從生產(chǎn)到使用全過(guò)程排放比石油燃料少——技術(shù)成熟，容易在 短時(shí)期內(nèi)形成大規(guī)模替代能力。因此煤制甲醇是最符合國(guó)情的選擇。甲醇汽油是一種清潔車(chē)用燃料，這已被許多專(zhuān)家的研究所證實(shí)，并在歐洲、北 美和南美洲得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。由于甲醇含氧量高、不含硫、芳烴，摻兌15-30% (體 積比)的甲醇汽油燃燒后的尾氣污染物CH、NOX、SOX及CO的排放量比普通汽油降低 30%, 40%, 70%和50%以上。由此可見(jiàn)，推廣甲醇汽油既是有效解決汽車(chē)尾氣造成空 氣污染的重要措施之一，也是降低對(duì)進(jìn)口石油的依賴(lài)，保障國(guó)家能源安全的一條重要舉 措ο然而甲醇汽油在生產(chǎn)和使用中存在以下問(wèn)題甲醇與油的分層問(wèn)題；甲醇燃料 的腐蝕性問(wèn)題；甲醇燃料的冷啟動(dòng)與氣阻問(wèn)題；甲醇燃料對(duì)橡塑部件溶脹問(wèn)題；甲醇燃 料燃燒后甲酸排放問(wèn)題等。目前國(guó)內(nèi)對(duì)甲醇汽油開(kāi)展了大量研究，并取得了一定成果。如公開(kāi)號(hào) CN101012394A和CN101012398A等專(zhuān)利中公開(kāi)了在90號(hào)汽油中加入5-35%甲醇，2_6% 的穩(wěn)定劑，1.5-8%含11種物質(zhì)的改性劑，主要為提高甲醇汽油相分離問(wèn)題，但未涉及甲 醇汽油防腐問(wèn)題。而最近公開(kāi)的公開(kāi)號(hào)為CN101323800A中公開(kāi)車(chē)用甲醇汽油穩(wěn)定增效 劑也主要是采用醇類(lèi)物質(zhì)提高甲醇汽油相分離，CN101285011A中采用分散劑司盤(pán)-80和 吐溫-80來(lái)提高甲醇汽油的相分離，以及添加橡膠促進(jìn)劑來(lái)改善甲醇汽油對(duì)汽車(chē)橡塑部 件的溶脹問(wèn)題。由此可見(jiàn)，目前甲醇汽油生產(chǎn)技術(shù)中存在甲醇汽油燃燒后形成甲酸對(duì)汽車(chē)相關(guān) 部件腐蝕問(wèn)題，以及甲醇汽油由于甲醇加入，尤其高比例甲醇加入導(dǎo)致甲醇汽油蒸汽壓 的變化并未得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種不僅改善甲醇汽油生產(chǎn)和使用中甲醇與汽油相分 離，而且可以防止甲醇汽油對(duì)汽車(chē)橡塑部件的溶脹、電化學(xué)腐蝕、甲醇汽油燃燒后形成 甲酸對(duì)汽車(chē)排氣系統(tǒng)腐蝕，以及甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)的整體解決方案，包括甲醇汽油變 性劑及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是一種甲醇汽油變性劑，包含有甲醇與 汽油相分離抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑和完全燃燒促進(jìn)劑，所述甲醇汽油變性劑還 包含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10%的甲醇汽油腐蝕抑制劑，所述甲醇汽油腐蝕抑制劑為酯類(lèi)化合 物、含氮化合物和多聚油酸組成的混合物，所述酯類(lèi)化合物為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯 二甲酸二丁酯、環(huán)氧油酸癸酯、環(huán)氧亞油酸丁酯中的一種或幾種的混合物，所述含氮化 合物為苯并三氮唑、三乙醇胺、油酸三醇胺鹽中的一種或幾種的混合物，所述多聚油酸 為二聚油酸或三聚油酸；所述完全燃燒促進(jìn)劑為碳原子個(gè)數(shù)為8-18的叔碳伯胺、己酸丁 酯和戊酸丙酯組成的混合物。更好地，所述叔碳伯胺的碳原子個(gè)數(shù)優(yōu)選為12、14或16。更好地，所述甲醇汽油變性劑中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為甲醇與汽油相分離抑制 劑為30-50%;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為2-10%;完全燃燒促進(jìn)劑為30-67%;甲醇汽油 腐蝕抑制劑為1_10%。更好地，所述甲醇與汽油相分離抑制劑為芳烴和醇類(lèi)混合物，其中芳烴為甲 苯、二甲苯、三甲苯中的一種或幾種的混合物，在所述甲醇與汽油相分離抑制劑中的質(zhì) 量含量為20-40%;醇類(lèi)化合物為C12、C14、C16、C18、C20脂肪醇中的一種或幾種的 混合物，在所述甲醇與汽油相分離抑制劑中的質(zhì)量含量為60-80%。更好地，所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為異丙醇和叔丁醇混合物，其中異丙醇在 所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑中的質(zhì)量含量為20-50%，叔丁醇在所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié) 劑中的質(zhì)量含量為50-80%。更好地，所述完全燃燒促進(jìn)劑中叔碳伯胺的質(zhì)量含量為20-40%，己酸丁酯的質(zhì) 量含量為30-40%，戊酸丙酯的質(zhì)量含量為20-50%。更好地，所述甲醇汽油腐蝕抑制劑中酯類(lèi)化合物的質(zhì)量含量為20-40%、含氮化 合物的質(zhì)量含量為20-60%、多聚油酸的質(zhì)量含量為20-40%。更好地，所述甲醇汽油變性劑在甲醇汽油中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-2%。本發(fā)明還提供一種甲醇汽油變性劑的制備方法，包括以下步驟a.將權(quán)利要求1至6所述的任意一種甲醇汽油變性劑中的各組分按以下順序依次 添加到反應(yīng)釜中，甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào) 節(jié)劑、完全燃燒促進(jìn)劑；b.在70-80°C溫度條件下，密閉攪拌反應(yīng)1-3小時(shí)，制得甲醇汽油變性劑。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明根據(jù)甲醇與汽油及其燃燒機(jī)理，主要利用甲醇汽油腐蝕抑制劑和甲醇 汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑與完全燃燒促進(jìn)劑配伍，使整個(gè)甲醇汽油變性劑產(chǎn)生相互協(xié)同機(jī)制， 具有優(yōu)異的抗腐蝕性，能有效地解決汽車(chē)橡塑部件溶脹的問(wèn)題和基本消除甲酸排放，從而達(dá)到了降低汽車(chē)尾氣污染物排放之目的；2、具有很好的甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)性能和完全燃燒性能，節(jié)約石油的消耗；3、克服了現(xiàn)有甲醇汽油中甲醇的添加量低的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了以20%-45%的高比 例在汽油中摻用甲醇，與汽油進(jìn)行隨機(jī)替代，在加入量0.5-2%的情況下，可以由普通90 號(hào)汽油來(lái)生產(chǎn)93號(hào)和97號(hào)清潔甲醇汽油；滿(mǎn)足甲醇汽油各項(xiàng)性能的改善，滿(mǎn)足甲醇汽油 的長(zhǎng)期儲(chǔ)存和正常使用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，但本發(fā)明不受具體實(shí)例的限制。實(shí)施例1按甲醇與汽油相分離抑制劑30%，其中相分離抑制劑的組成為二甲苯混合物 30%, C12、C14、C16脂肪醇按1 1 1質(zhì)量比組成的混合物為70% ；甲醇汽油蒸 汽壓調(diào)節(jié)劑為2%，其中甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成為異丙醇40%、叔丁醇60%;甲 醇、甲醛和甲酸完全燃燒促進(jìn)劑63%，其中完全燃燒促進(jìn)劑的組成為叔碳伯胺40%，己 酸丁酯30%，戊酸丁酯30%;甲醇汽油腐蝕抑制劑為5%，其組成為鄰苯二甲酸二辛酯 30%,多聚油酸為40%、苯并三氮唑?yàn)?0%，將上述組分按甲醇與汽油相分離抑制劑、 甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、完全燃燒促進(jìn)劑的順序依次加入1000升 反應(yīng)釜，在70°C的條件下，密閉攪拌反應(yīng)1小時(shí)，得到甲醇汽油變性劑A。實(shí)施例2按甲醇與汽油相分離抑制劑40%，其中相分離抑制劑的組成為二甲苯混合物 30%, C12、C14、C16脂肪醇按1 1 1質(zhì)量比組成的混合物為70%；甲醇汽油蒸汽壓 調(diào)節(jié)劑為5%，其中甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成為異丙醇為40%、叔丁醇為60%;甲 醇、甲醛和甲酸完全燃燒促進(jìn)劑52%，其中完全燃燒促進(jìn)劑的組成為叔碳伯胺為40%， 己酸丁酯為30%，戊酸丁酯為30%;甲醇汽油腐蝕抑制劑為3%，其組成為鄰苯二甲 酸二辛酯30%、多聚油酸40%、苯并三氮唑30%，將上述組分按甲醇與汽油相分離抑 制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、完全燃燒促進(jìn)劑的順序依次加入 1000升反應(yīng)釜，在75°C的條件下，密閉攪拌反應(yīng)1小時(shí)，得到甲醇汽油變性劑B。實(shí)施例3按甲醇與汽油相分離抑制劑50%，其中相分離抑制劑的組成為甲苯、二甲苯按 1 1質(zhì)量比組成的混合物20%，C12、C14、C16、C18脂肪醇按1 1 1 1質(zhì)量 比組成的混合物80%;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為6%，其中甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成 為異丙醇為50%、叔丁醇為50%;甲醇、甲醛和甲酸燃燒促進(jìn)劑36%，其中燃燒促進(jìn)劑 的組成為叔碳伯胺為30%、己酸丁酯為40%、戊酸丁酯為30%;甲醇汽油腐蝕抑制劑為 8%,其組成為鄰苯二甲酸二辛酯40%、多聚油酸30%、苯并三氮唑30%，將上述組分 按甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、完全燃燒 促進(jìn)劑的順序依次加入1000升反應(yīng)釜，在80°C的條件下，密閉攪拌反應(yīng)2小時(shí)，得到甲 醇汽油變性劑C。實(shí)施例4按甲醇與汽油相分離抑制劑45%，其中相分離抑制劑的組成為二甲苯和三甲苯
5按質(zhì)量比2 1的混合物40%，C14、C16、C18、C20脂肪醇按1 1 2 1的質(zhì)量 比混合物為60%;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為10%，其中甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成為 異丙醇為30%、叔丁醇為70%;甲醇、甲醛和甲酸燃燒促進(jìn)劑45%，其中燃燒促進(jìn)劑的 組成為叔碳伯胺為20%，己酸丁酯為30%，戊酸丁酯為50%;甲醇汽油腐蝕抑制劑為 10%,其中鄰苯二甲酸二辛酯為40%，多聚油酸為20%，苯并三氮唑?yàn)?0%的比例，將 上述組分按甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、 完全燃燒促進(jìn)劑的順序依次加入1000升反應(yīng)釜，在70°C的條件下，密閉攪拌反應(yīng)1小 時(shí)，得到甲醇汽油變性劑D。實(shí)施例5按甲醇與汽油相分離抑制劑35%，其中相分離抑制劑的組成為甲苯、二甲苯和 三甲苯按質(zhì)量比1 2 1組成的混合物20%、C12、C14、C16、C18、C20脂肪醇按 1:1:1:1: 1質(zhì)量比組成的混合物80% ；甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為3%，其中甲 醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑的組成為異丙醇40%、叔丁醇60%;甲醇、甲醛和甲酸燃燒促進(jìn)劑 59%,其中燃燒促進(jìn)劑的組成為叔碳伯胺25%、己酸丁酯35%、戊酸丁酯40%;甲醇 汽油腐蝕抑制劑為3%，其組成為鄰苯二甲酸二辛酯30%、多聚油酸20%、苯并三氮唑 50%,將上述組分按甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓 調(diào)節(jié)劑、完全燃燒促進(jìn)劑的順序依次加入1000升反應(yīng)釜，在70°C的條件下，密閉攪拌反 應(yīng)1小時(shí)，得到甲醇汽油變性劑E。以90號(hào)普通汽油為基礎(chǔ)油，甲醇與90號(hào)汽油質(zhì)量比按15 85和30 70，甲 醇汽油變性劑加入量質(zhì)量比分別按0%、0.5%, 1.0%, 1.5%和2.0%，對(duì)上述制得的甲 醇汽油變性劑A、B、C、D、E調(diào)合93號(hào)和97號(hào)汽油的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和燃燒尾氣排放進(jìn) 行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1和表2。表1 甲醇與90號(hào)汽油質(zhì)量比為15 85的調(diào)合結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種甲醇汽油變性劑，包含有甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑 和完全燃燒促進(jìn)劑，其特征在于所述甲醇汽油變性劑還包含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-10%的 甲醇汽油腐蝕抑制劑，所述甲醇汽油腐蝕抑制劑為酯類(lèi)化合物、含氮化合物和多聚油酸 組成的混合物，所述酯類(lèi)化合物為鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁酯、環(huán)氧油酸癸 酯、環(huán)氧亞油酸丁酯中的一種或幾種的混合物，所述含氮化合物為苯并三氮唑、三乙醇 胺、油酸三醇胺鹽中的一種或幾種的混合物，所述多聚油酸為二聚油酸或三聚油酸；所 述完全燃燒促進(jìn)劑為碳原子個(gè)數(shù)為8-18的叔碳伯胺、己酸丁酯和戊酸丙酯組成的混合 物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑，其特征在于，所述叔碳伯胺的碳原子 個(gè)數(shù)優(yōu)選為12、14或16。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑，其特征在于，所述甲醇汽油變性劑 中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為甲醇與汽油相分離抑制劑為30-50%;甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為 2-10% ；完全燃燒促進(jìn)劑為30-67% ；甲醇汽油腐蝕抑制劑為1_10%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑，其特征在于所述甲醇與汽油相分 離抑制劑為芳烴和醇類(lèi)混合物，其中芳烴為甲苯、二甲苯、三甲苯中的一種或幾種的混 合物，在所述甲醇與汽油相分離抑制劑中的質(zhì)量含量為20-40% ；醇類(lèi)化合物為C12、 C14、C16、C18、C20脂肪醇中的一種或幾種的混合物，在所述甲醇與汽油相分離抑制 劑中的質(zhì)量含量為60-80%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑，其特征在于所述甲醇汽油蒸汽壓 調(diào)節(jié)劑為異丙醇和叔丁醇混合物，其中異丙醇在所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑中的質(zhì)量含 量為20-50%，叔丁醇在所述甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑中的質(zhì)量含量為50-80%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑，其特征在于所述完全燃燒促進(jìn)劑 中叔碳伯胺的質(zhì)量含量為20-40%，己酸丁酯的質(zhì)量含量為30-40%，戊酸丙酯的質(zhì)量含 量為 20-50% ο
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種甲醇汽油變性劑，其特征在于所述甲醇汽油腐蝕抑 制劑中酯類(lèi)化合物的質(zhì)量含量為20-40%、含氮化合物的質(zhì)量含量為20-60%、多聚油酸 的質(zhì)量含量為20-40%。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7所述的任意一種甲醇汽油變性劑，其特征在于所述甲醇汽油 變性劑在甲醇汽油中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5-2%。
9.一種甲醇汽油變性劑的制備方法，包括以下步驟a.將權(quán)利要求1至7所述的任意一種甲醇汽油變性劑中的各組分按以下順序依次添 加到反應(yīng)釜中，甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié) 劑、完全燃燒促進(jìn)劑；b.在70-80°C溫度條件下，密閉攪拌反應(yīng)1-3小時(shí)，制得甲醇汽油變性劑。
全文摘要
本發(fā)明提供一種甲醇汽油變性劑及其制備方法。所述甲醇汽油變性劑由甲醇與汽油相分離抑制劑、甲醇汽油腐蝕抑制劑、甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑、甲酸、甲醛和甲醇完全燃燒促進(jìn)劑組成，并產(chǎn)生相互協(xié)同機(jī)制。其中甲醇與汽油相分離抑制劑為30-50％，甲醇汽油蒸汽壓調(diào)節(jié)劑為2-10％，完全燃燒促進(jìn)劑為30-67％，甲醇汽油腐蝕抑制劑為1-10％，在特定生產(chǎn)條件下合成。甲醇汽油變性劑在甲醇汽油中添加量為0.5-2％(質(zhì)量比)，可以由普通90號(hào)汽油來(lái)生產(chǎn)93號(hào)和97號(hào)清潔甲醇汽油，滿(mǎn)足甲醇汽油各項(xiàng)性能的改善，滿(mǎn)足甲醇汽油的長(zhǎng)期儲(chǔ)存和正常使用。
文檔編號(hào)C10L10/04GK102021053SQ20101061792
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者姚志龍, 尹振晏, 陳喆, 陳湧慶 申請(qǐng)人:深圳市貝殼能源科技有限公司