專利名稱：減少柴油發(fā)動機(jī)pm2.5排放的添加劑及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑。
背景技術(shù)：
隨著世界范圍內(nèi)車輛柴油化趨勢的加快，柴油的需求量會愈來愈大。大氣污染中PM2.5主要來自于機(jī)動車，機(jī)動車尾氣排放的PM2.5絕大多數(shù)來自于柴油車，柴油機(jī)排放顆粒物產(chǎn)生的主要原因是由于燃料燃燒不均勻，部分燃料燃燒不完全，在高溫缺氧條件下氧化、裂解而形成。因此世界各國對柴油機(jī)微粒排放的限制越來越嚴(yán)格，為了達(dá)到日益嚴(yán)格的排放法規(guī)的要求，目前世界各國都在積極開發(fā)減少柴油機(jī)微粒排放的技術(shù)措施。面對大范圍、長時間出現(xiàn)的霧霾天氣，大氣污染治理尤其是汽車尾氣排放治理的問題再次被凸顯出來。PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物。它主要來源汽車尾氣排放、工業(yè)生產(chǎn)等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物，對人體健康也會造成極大的危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在歐洲，PM2.5每年導(dǎo)致386000人死亡，并使歐盟國家人均期望壽命減少8.6個月。PM2.5易于富集空氣中的有毒有害物質(zhì)，并可以隨著人的呼吸進(jìn)入體內(nèi)，甚至進(jìn)入到肺泡和血液中，導(dǎo)致各種疾病。它還是能見度降低的罪魁禍?zhǔn)祝瑩?jù)研究，由于PM2.5的污染，美國的能見度僅為自然能見度的30% ;顆粒物對氣候也有一定的影響，它通過直接和間接兩種途徑影響氣候，導(dǎo)致全球降溫。中國專利CN102559336A涉及一種汽車尾氣PM2.5污染物治理劑，采用甲醇，二茂鐵，丁醇，納米氧化鑭，納米氧化鈰，高錳酸鉀，甲基異丙基醚，乙酰丙酮鋁，十二烷基烯基丁二酸，尿素，異丙醛，多烯基丁二酰亞胺，二氧化錳，乙醇等制備而成。中國專利ZL01814887.5提出了一種改善燃料在燃燒裝置內(nèi)燃燒效率和減少排放物的方法，它是通過將燃料添加劑，即至少一種涂敷有烷基竣酸配的顆粒狀斕系氧化物，尤其是氧化飾，彌散于燃料中實(shí)現(xiàn)的。中國專利申請200480007843.9則描述了一種提高內(nèi)燃機(jī)燃燒效率的方法，即在引入燃料到包括內(nèi)燃機(jī)的車輛或其他裝置前向燃料中加入作為燃料添加劑的二氧化飾納米顆?；驌诫s了金屬的二氧化飾納米顆粒。中國專利申請CN101555423公開了一種環(huán)保節(jié)能型催化燃燒柴油，由柴油和高穩(wěn)定的CeO:納米單分散體在常溫常壓下按比例混合配制而成。中國專利CN1465673涉及一種多功能柴油、重油添加劑，其成份是脂肪酸鈰或脂肪酸鑭或脂肪酸鈰和脂肪酸鑭的混合物、脂肪酸鈷、環(huán)烷酸鈣、聚異丁烯丁二酰亞胺、長鏈脂肪酸等。中國專利CN1447848涉及一種減少由柴油和燃料油燃燒產(chǎn)生的顆粒物排放的添加劑和含有所述添加劑的組合物，該添加劑由金屬氧化催化劑、有機(jī)硝酸酯和分散劑構(gòu)成。中國專利CN1 01439261涉及一種柴油車排放碳煙顆粒凈化用鈷鈰氧化物催化劑及制備方法，該催化劑為雙氧化物復(fù)合催化劑，尤其是由鈷擔(dān)載于納米二氧化鈰上或鈷與鈰的體相混合氧化物組成。
中國專利CN102732331A涉及了一種石化生物油甲醇合成(低PM2.5)柴油及其制備方法，包括脂肪酸低碳醇酯，氨水，甲醇和柴油等構(gòu)成。中國專利CN1470618涉及一種無灰柴油添加劑及其制備方法和使用方法，由失水山梨醇單硬脂酸酯、烷基醇聚氧乙烯醚及其衍生物、烷基酚聚氧乙烯醚及其衍生物、醇縮乙二醛、水、中碳醇、溶劑油組成，可改善柴油的燃燒性能，維持汽缸清潔，減少不完全燃燒，降低尾氣中CO、NOx, HC及PM污染物的排放。上述這些添加劑在使用中均可以減少柴油發(fā)動機(jī)的顆粒物排放，由于含有金屬元素，如二茂鐵，納米氧化鑭，納米氧化鈰，高錳酸鉀，乙酰丙酮鋁，二氧化錳，這些專利化合物在燃燒過程會生產(chǎn)一定的灰分，對柴油發(fā)動機(jī)有一定的磨損。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，使柴油發(fā)動機(jī)的PM2.5排放有顯著降低，且在燃燒過程不會產(chǎn)生灰分，對柴油發(fā)動機(jī)有沒有磨損。本發(fā)明所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，添加劑為過氧化物和偶氮化合物的混合物。從過氧化物和偶氮化合物的物性和結(jié)構(gòu)出發(fā)，與柴油發(fā)動機(jī)對柴油質(zhì)量要求結(jié)合起來考慮，由于過氧化物和偶氮化合物在柴油發(fā)動機(jī)工作的條件下，可以產(chǎn)生大量的含氧、含氮自由基，促進(jìn)柴油燃燒，減少柴油發(fā)動機(jī)的PM2.5的生成，所以該添加劑在柴油發(fā)動機(jī)臺架上具有很好的減排效果，可以減少柴油發(fā)動機(jī)排氣中的顆粒物含量，尤其是PM2.5顆粒物的含量。過氧化物為碳原子數(shù)在8-24之間的過氧化物。

過氧化物為叔丁基 過氧化物、過氧化有機(jī)酯或過氧化二碳酸酯中的一種或多種。叔丁基過氧化物的分子式為((CH3)3C00)2C(CH3)R, R為C1-C14烷基；過氧化有機(jī)酯的分子式為R1COOOR2, R1, R2為C1-C13烷基；過氧化二碳酸酯的分子式為R3O(CO)OO(CO)OR4, R3、R4 為 C1-C13 烷基。叔丁基過氧化物優(yōu)選為二叔丁基過氧化丙酮、二叔丁基過氧化丁酮、二叔丁基過氧化戊酮、過氧化二異丁酰、過氧化雙(3，5，5-三甲基己酰)或過氧化雙月桂酰中的一種；過氧化有機(jī)酯優(yōu)選為過氧化新癸酸叔丁基酯、過氧化特戊酸叔丁基酯、過氧化二乙基己酸叔丁基酯、過氧化苯甲酸叔丁基酯、過氧化二叔丁基酯、過氧化新癸酸2，4，4-三甲基戊酯或過氧化新癸酸異丙酯中的一種；過氧化二碳酸酯優(yōu)選為過氧化二碳酸雙(2-乙氧基)乙酯或過氧化二碳酸雙(2-乙基)己酯中的一種。偶氮化合物為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或偶氮二甲酸異丙酯。過氧化物與偶氮化合物的重量比為I 100:1。所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑的應(yīng)用為:將添加劑加入到柴油中，添加劑相對于柴油的含量為300-3000ppm。所述的柴油為市售O號柴油、-10號柴油、-20號柴油或-35號柴油。具有較好的減少柴油發(fā)動機(jī)或柴油車的顆粒物排放，尤其是減少PM2.5排放的效果。綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
( I)本發(fā)明采用添加劑，克服了以往技術(shù)的局限性，開發(fā)了嶄新的添加劑應(yīng)用技術(shù)路線，使柴油發(fā)動機(jī)的PM2.5排放有顯著降低。(2)含有本發(fā)明添加劑的柴油在燃燒過程不會產(chǎn)生灰分，對柴油發(fā)動機(jī)有沒有磨損。(3)該添加劑與柴油之間具有很好的配合性能。并且，該過氧化物的反應(yīng)溫度溫和，工藝簡單，產(chǎn)物很容易與柴油混合，具有很高的實(shí)用性。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例1取二叔丁基過氧化丙酮2.97公斤，取偶氮二異丁腈0.03公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物I。實(shí)施例2取二叔丁基過氧化丁酮1.96公斤，取偶氮二異丁腈0.04公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物2。實(shí)施例3取二叔丁基過氧化戊酮0.9公斤，取偶氮二異庚腈0.1公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物3。實(shí)施例4取二叔丁基過氧化丙酮0.15公斤，取偶氮二異庚腈0.15公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物4。實(shí)施例5取過氧化新癸酸叔丁基酯1.5公斤，取偶氮二甲酸異丙酯0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物5。實(shí)施例6取過氧化特戊酸叔丁基酯1.5公斤，取偶氮二甲酸異丙酯0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物6。實(shí)施例7取過氧化二乙基己酸叔丁基酯1.5公斤，取偶氮二異丁腈0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物7。實(shí)施例8取過氧化苯甲酸叔丁基酯1.8公斤，取偶氮二異丁腈0.2公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物8。實(shí)施例9取過氧化二叔丁基酯1.8公斤，取偶氮二異丁腈0.2公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物9。實(shí)施例10取過氧化新癸酸2，4，4-三 甲基戊酯1.5公斤，取偶氮二異丁腈0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物10。
實(shí)施例11取過氧化新癸酸異丙酯1.5公斤,取偶氮二異丁腈0.5公斤,加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物11。實(shí)施例12取過氧化二碳酸雙(2-乙氧基)乙酯1.5公斤，取偶氮二異丁腈0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物12。實(shí)施例13取過氧化二異丁酰1.5公斤，取偶氮二異丁腈0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物13。實(shí)施例14取過氧化二碳酸雙(2-乙基)己酯1.5公斤，取偶氮二異丁腈0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物14。實(shí)施例15取過氧化雙(3，5，5-三甲基己酰)1.5公斤，取偶氮二異丁腈0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物15。實(shí)施例16
取過氧化雙月桂酰1.5公斤，取偶氮二異丁腈0.5公斤，加入到1000公斤O號柴油中，混合均勻后得到柴油組合物16。對比例在柴油發(fā)動機(jī)試驗(yàn)臺架上依據(jù)GB/T18297-2001《汽車發(fā)動機(jī)性能試驗(yàn)方法》和GB/T17691-2005《車用壓燃式、氣體燃料點(diǎn)燃式發(fā)動機(jī)與汽車排氣污染物排放限值及測量方法(中國111、1￥、乂階段)》對實(shí)施例1-16制備得到的柴油組合物1-16和不含過氧化物添加劑O號柴油進(jìn)行測試，在柴油發(fā)動機(jī)臺架上進(jìn)行試驗(yàn)，檢測柴油發(fā)動機(jī)的顆粒物排放數(shù)據(jù)。測試儀器有電渦流測功機(jī)(GW160)，智能油耗儀(FC2210)，發(fā)動機(jī)排氣分析系統(tǒng)(MEXA7100)，發(fā)動機(jī)排氣顆粒物分析系統(tǒng)(MDLT-1302TMA)和柴油發(fā)動機(jī)(JX493ZLQ3)。在試驗(yàn)中固定柴油發(fā)動機(jī)運(yùn)行參數(shù)，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)為1400r/min，負(fù)荷為30kW，測取此時柴油發(fā)動機(jī)尾氣中的顆粒物污染物數(shù)據(jù)，見表I。表I柴油發(fā)動機(jī)尾氣中顆粒物排放測試結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，其特征在于:添加劑為過氧化物和偶氮化合物的混合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，其特征在于:過氧化物為碳原子數(shù)在8-24之間的過氧化物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，其特征在于:過氧化物為叔丁基過氧化物、過氧化有機(jī)酯或過氧化二碳酸酯中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，其特征在于:叔丁基過氧化物的分子式為((CH3)3COO)2C(CH3)R, R為C1-C14烷基；過氧化有機(jī)酯的分子式為R1COOOR2, R1' R2為C1-C13烷基；過氧化二碳酸酯的分子式為R3O(CO)OO(CO)OR4, R3、R4為C1-C13 烷基。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，其特征在于:叔丁基過氧化物為二叔丁基過氧化丙酮、二叔丁基過氧化丁酮、二叔丁基過氧化戊酮、過氧化二異丁酰、過氧化雙(3，5，5-三甲基己酰)或過氧化雙月桂酰中的一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，其特征在于:過氧化有機(jī)酯為過氧化新 癸酸叔丁基酯、過氧化特戊酸叔丁基酯、過氧化二乙基己酸叔丁基酯、過氧化苯甲酸叔丁基酯、過氧化二叔丁基酯、過氧化新癸酸2，4，4-三甲基戊酯或過氧化新癸酸異丙酯中的一種；過氧化二碳酸酯為過氧化二碳酸雙(2-乙氧基)乙酯或過氧化二碳酸雙(2-乙基)己酯中的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，其特征在于:偶氮化合物為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或偶氮二甲酸異丙酯。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑，其特征在于:過氧化物與偶氮化合物的重量比為I 100:1。
9.一種權(quán)利要求1-8任一所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑的應(yīng)用，其特征在于:將添加劑加入到柴油中，添加劑相對于柴油的含量為300-3000ppm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑的應(yīng)用，其特征在于:所述的柴油為市售O號柴油、-10號柴油、-20號柴油或-35號柴油。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種減少柴油發(fā)動機(jī)PM2.5排放的添加劑及其應(yīng)用。添加劑為過氧化物和偶氮化合物的混合物。過氧化物為碳原子數(shù)在8-24之間的過氧化物，過氧化物為叔丁基過氧化物、過氧化有機(jī)酯或過氧化二碳酸酯中的一種或多種；偶氮化合物為偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈或偶氮二甲酸異丙酯。應(yīng)用為將添加劑加入到柴油中，添加劑相對于柴油的含量為300-3000ppm。本發(fā)明使柴油發(fā)動機(jī)的PM2.5排放有顯著降低。含有本發(fā)明添加劑的柴油在燃燒過程不會產(chǎn)生灰分，對柴油發(fā)動機(jī)有沒有磨損。該過氧化物組合物與柴油之間具有很好的配合性能。并且，該過氧化物的反應(yīng)溫度溫和，工藝簡單，產(chǎn)物很容易與柴油混合，具有很高的實(shí)用性。
文檔編號C10L1/18GK103224824SQ20131015841
公開日2013年7月31日 申請日期2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月2日
發(fā)明者侯永正, 翟少華, 陳唐建, 孟凡威 申請人:淄博正華助劑股份有限公司