專利名稱：無(wú)鉛汽油添加劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬內(nèi)燃機(jī)汽油燃料添加劑技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可大幅度提高汽油辛烷值的無(wú)鉛汽油添加劑。
隨著當(dāng)今各類機(jī)動(dòng)車輛保有量的與日俱增，汽車尾氣的排放對(duì)自然環(huán)境和人體健康的污染吸危害也越來(lái)越嚴(yán)重，成為城市空氣的第一污染源。汽車尾氣中含有大量有毒的碳?xì)浠衔?、一氧化碳、氮氧化物和鉛，其中鉛對(duì)大氣污染的分擔(dān)率為80～90％。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的煉油企業(yè)在汽油生產(chǎn)過(guò)程中為了達(dá)到車用汽油對(duì)辛烷值和抗爆指數(shù)等指標(biāo)的要求，一直在汽油中添加大量的劇毒原料——四乙基鉛。為凈化城市空氣，1998年國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布了《關(guān)于限期停止生產(chǎn)、銷售車用含鉛汽油的通知》，要求各地自2000年1月1日起停止生產(chǎn)車用含鉛汽油，2000年7月1日起在全國(guó)范圍內(nèi)停止銷售和使用車用含鉛汽油。目前本領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)汽油無(wú)鉛化主要有三種途徑，即1、煉制工藝改進(jìn)，2、在汽油中摻合工業(yè)異辛烷、甲基叔丁基醚(MTBE)、醇類燃料等，3、在汽油中添加除四乙基鉛以外的金屬或非金屬抗爆劑，其中最為經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便和成熟的技術(shù)就是添加MTBE。但近年來(lái)又發(fā)現(xiàn)MTBE對(duì)人類健康有潛在威脅，美國(guó)加利福尼亞州政府已明文規(guī)定減少使用，至2002年完全停止使用?？傊壳肮母黝惼吞砑觿┻€存在有許多弊端。
本發(fā)明的目的在于克服公知技術(shù)所存在的弊端，提供一種可大幅度提高汽油辛烷值并降低大氣污染的高品質(zhì)高效的無(wú)鉛汽油添加劑。
本發(fā)明所述的無(wú)鉛汽油添加劑是申請(qǐng)人通過(guò)采用含氧有機(jī)物與含氧雜環(huán)胺有機(jī)物等組分復(fù)合添加的技術(shù)而研制獲得的，它由多支鏈脂肪醇、含氧雜環(huán)胺、抗氧劑和助溶劑共四種物質(zhì)組分混合組成，其中多支鏈脂肪醇的化學(xué)通式為(R1R2R3)COH，式中R1為H或C1～C3的烷基，R2為H或C1～C3的烷基，R3為H或C1～C3的烷基，制品中R1、R2、R3可完全相同或不同；含氧雜環(huán)胺的化學(xué)通式為 或 式中R1、R2、R3、R4為H或C1～C3的烷基，制品中它們可不同；n=1～3；抗氧劑為二叔丁基混合酚(C14H24O)；
助溶劑為醚(C5H12O、C6H14O)或烷基苯(C7H8、C8H10、C9H10O)。
在本發(fā)明所述添加劑物質(zhì)組方中，多支鏈脂肪醇和含氧雜環(huán)胺這兩種有機(jī)物具有共抗爆作用，能大幅度提高辛烷值，進(jìn)而明顯提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率并降低汽車尾氣中的有害成分；抗氧劑和助溶劑屬汽油摻合組分，它們能使提高汽油辛烷值和抗爆的性能更好。
構(gòu)成該無(wú)鉛汽油添加劑之各物質(zhì)組分的含量范圍為多支鏈脂肪醇65～75％；含氧雜環(huán)胺 20～30％；抗氧劑 0.5～1.5％；助溶劑 3～5％。
用于制備該添加劑的生產(chǎn)工藝包括三部分技術(shù)內(nèi)容，即多支鏈脂肪醇組分的合成工藝、含氧雜環(huán)胺組分的合成工藝以及多支鏈脂肪醇、含氧雜環(huán)胺、抗氧劑和助溶劑四種組分的復(fù)配工藝。
一、多支鏈脂肪醇的制備工藝流程為將電石水解產(chǎn)生的乙炔氣經(jīng)冷凍、凈化、中和、干燥后引入裝有工業(yè)無(wú)水脂肪酮或醛的反應(yīng)釜中，維持釜內(nèi)溫度在50～80℃，攪拌釜內(nèi)反應(yīng)物至不吸收乙炔氣為止，停止通乙炔氣，將生產(chǎn)的反應(yīng)液放入盛有金屬催化劑(如鈀、鉑、鎳合金等催化劑)的高壓釜中，通入氫氣，維持釜內(nèi)溫度和壓力分別為50～150℃和4～8MPa，攪拌釜內(nèi)反應(yīng)物并不斷補(bǔ)充氫氣直至壓力停止下降為止；待釜內(nèi)反應(yīng)物冷卻至40℃以下后，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)物壓入蒸餾釜中，維持釜內(nèi)沸騰溫度并控制回流比在1～3∶1，最后經(jīng)填料塔精餾得成品組分。
二、含氧雜環(huán)胺的制備工藝流程為將含氧雜環(huán)醛經(jīng)高位計(jì)量槽計(jì)量后加入盛有合金催化劑(如XCr2O3·YCuO、Ni-Cu、Cr-Cu催化劑)的壓力釜中，通入氫氣，維持釜內(nèi)溫度和壓力分別為80～200℃和5～10MPa，多次補(bǔ)充氫氣直至壓力停止下降為止；冷卻濾去催化劑，濾液經(jīng)分餾后的主產(chǎn)品轉(zhuǎn)入另一盛有銅合金催化劑(如銅-鋅、銅-鉻、銅-鋅-鉻、骨架鎳等催化劑)和脂族伯胺的反應(yīng)釜中，控制釜內(nèi)溫度在80～200℃，待反應(yīng)終結(jié)后冷卻濾去催化劑，粗品經(jīng)蒸餾，真空蒸餾除去水及未反應(yīng)的原料和副產(chǎn)物后即得成品組分；三、四種組分的復(fù)配工藝流程為將環(huán)氧雜環(huán)胺成品組分緩慢加入至多支鏈脂肪醇成品組分中，攪拌加熱溶解后，依次加入抗氧劑和助溶劑，繼續(xù)攪拌直至呈均一溶液，待混合物冷卻至室溫后即得成品物質(zhì)。
1、多支鏈脂肪醇組分合成工藝實(shí)例實(shí)施方法一將330kg電石水解，產(chǎn)生的乙炔氣經(jīng)冷卻、凈化、中和、干燥等工序后引入裝有221kg無(wú)水脂肪酮的反應(yīng)釜中，維持釜內(nèi)溫度在50～80℃，攪拌反應(yīng)至停止吸收乙炔氣為止，停止通乙炔氣；將生產(chǎn)的反應(yīng)液打入盛有金屬催化劑的高壓釜中，通入氫氣，維持釜內(nèi)溫度和壓力分別為90～110℃和5MPa，攪拌釜內(nèi)反應(yīng)物并不斷補(bǔ)充氫氣直至壓力停止下降為止；將釜內(nèi)反應(yīng)物冷卻至室溫后，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)物壓入蒸餾釜中，維持釜內(nèi)沸騰溫度并控制回流比在3∶1，最后經(jīng)填料塔精餾得多支鏈脂肪醇48kg，收率96％,b.p.101～102℃實(shí)施方法二將100kg電石濕法水解，所產(chǎn)生之乙炔氣經(jīng)冷卻、凈化、中和、干燥等工序后引入裝有67kg無(wú)水高碳醇的反應(yīng)釜中，維持反應(yīng)溫度60℃，攪拌轉(zhuǎn)速60轉(zhuǎn)/分，反應(yīng)10小時(shí)；將該反應(yīng)液打入盛有金屬催化劑的反應(yīng)釜中，通入氫氣，維持釜內(nèi)一定溫度攪拌，直至壓力不再下降為止；冷卻至室溫后，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)物壓入蒸餾釜中，維持釜內(nèi)沸騰溫度，最后經(jīng)填料塔精餾得多支鏈脂肪醇14.5～15.0kg，收率95.7～99.0％,b.p.101～103℃2、含氧雜環(huán)胺組分合成工藝實(shí)例實(shí)施方法一將43kg含氧雜環(huán)醛送入高壓釜中加入0.6kg的XCr2O3·YCuO催化劑，通入氫氣，維持釜內(nèi)溫度分別為150～170℃，使反應(yīng)物在6MPa壓力下反應(yīng)，并多次補(bǔ)充氫氣直至壓力不再下降為止；冷卻，濾去催化劑，濾液經(jīng)分餾后的產(chǎn)品送入另一盛有0.8kg銅合金催化劑和28.70kg脂族伯胺的反應(yīng)釜中，控制釜內(nèi)溫度在140～160℃，待反應(yīng)終結(jié)后冷卻，濾去催化劑，粗品經(jīng)蒸餾，真空蒸餾除去水及未反應(yīng)的原料和副產(chǎn)物，得成品69.1kg含氧雜環(huán)胺，收率98.7％。
實(shí)施方法二將14.5kg含氧雜環(huán)醛送入高壓釜中，加入0.2kg的合金催化劑，在攪拌下通入氫氣，使釜內(nèi)物維持在160℃溫度和6MPa的壓力下反應(yīng)，直到壓力不再下降為止；冷卻，濾去催化劑，濾液經(jīng)分餾后的產(chǎn)品再送入另一盛有0.3kg銅合金催化劑和9.6kg脂肪伯胺的反應(yīng)釜中，控制釜內(nèi)沸騰，待反應(yīng)終結(jié)后冷卻，濾去催化劑，粗品經(jīng)蒸餾除去水及未反應(yīng)的原料和副產(chǎn)物，得成品含氧雜環(huán)胺22.3kg，收率96.7％。
3、復(fù)配工藝實(shí)例實(shí)施方法一
將含氧雜環(huán)胺20kg緩慢加入75kg多支鏈脂肪醇中，攪拌混合均勻后再依次加入1kg抗氧劑和4kg助溶劑，加熱攪拌直至劑液呈均一淺茶色液體時(shí)即為最終的無(wú)鉛汽油添加劑產(chǎn)品。
實(shí)施方法二將含氧雜環(huán)胺6.7kg緩慢加入25kg多支鏈脂肪醇中，在50℃溫度下攪拌混合均勻，再依次加入1.3kg助溶劑和0.4kg抗氧劑，攪拌8小時(shí)使劑液里均一茶色液體，將液體過(guò)0.12mm銅篩后即得最終產(chǎn)品。
發(fā)明效果使用本發(fā)明所述無(wú)鉛汽油添加劑生產(chǎn)的無(wú)鉛汽油，經(jīng)有關(guān)部門按SH0041-91標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)合格。另經(jīng)臺(tái)架實(shí)驗(yàn)對(duì)加有0.5～5‰該無(wú)鉛汽油添加劑的無(wú)鉛汽油實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，該添加劑具有如下特性●可將70#汽油提高到90#汽油；●除污率為50％；●較燃用RON90無(wú)鉛汽油動(dòng)力性提高，外特性最大功率提高0.8KW；2200r/min最大扭矩增加3.7N·m；●較燃用RON90無(wú)鉛汽油經(jīng)濟(jì)性提高，外特性節(jié)油率2.1％，負(fù)荷特性節(jié)油率2.6～3.5％。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)鉛汽油添加劑，其特征在于它由多支鏈脂肪醇、含氧雜環(huán)胺、抗氧劑和助溶劑共四種物質(zhì)組分混合組成。
2.如權(quán)利要求1所述的添加劑，其特征在于所說(shuō)的抗氧劑為二叔丁基混合酚，所說(shuō)的助溶劑為醚或烷基苯。
3.如權(quán)利要求1、2所述的添加劑，其特征在于構(gòu)成該添加劑之各物質(zhì)組分的含量范圍為多支鏈脂肪醇65～75％；含氧雜環(huán)胺 20～30％；抗氧劑 0.5～1.5％；助溶劑 3～5％。
4.專用于制備權(quán)利要求1、2、3所述添加劑的工藝，其特征在于包括多支鏈脂肪醇組分的合成工藝、含氧雜環(huán)胺組分的合成工藝以及多支鏈脂肪醇、含氧雜環(huán)胺、抗氧劑和助溶劑四種組分的復(fù)配工藝，其中4．1、多支鏈脂肪醇的制備工藝流程為將電石水解產(chǎn)生的乙炔氣經(jīng)冷凍、凈化、中和、干燥后引入裝有工業(yè)無(wú)水脂肪酮或醛的反應(yīng)釜中，維持釜內(nèi)溫度在50～80℃，攪拌釜內(nèi)反應(yīng)物至不吸取乙炔氣為止，停止通乙炔氣，將生產(chǎn)的反應(yīng)液放入盛有金屬催化劑的高壓釜中，通入氫氣，維持釜內(nèi)溫度和壓力分別為50～150℃和4～8MPa，攪拌釜內(nèi)反應(yīng)物并不斷補(bǔ)充氫氣直至壓力停止下降為止，待釜內(nèi)反應(yīng)物冷卻至40℃以下后，用氮?dú)鈱⒎磻?yīng)物壓入蒸餾釜中，維持釜內(nèi)沸騰溫度并控制回流比在1～3∶1，最后經(jīng)填料塔精餾得成品組分；4．2、含氧雜環(huán)胺的制備工藝流程為將含氧雜環(huán)醛經(jīng)高位計(jì)量槽計(jì)量后加入盛有合金催化劑的壓力釜中，通入氫氣，維持釜內(nèi)溫度和壓力分別為80～200℃和5～10MPa，多次補(bǔ)充氫氣直至壓力停止下降為止，冷卻濾去催化劑，濾液經(jīng)分餾后的主產(chǎn)品轉(zhuǎn)入另一盛有銅合金催化劑和脂族伯胺的反應(yīng)釜中，控制釜內(nèi)溫度在80～200℃，待反應(yīng)終結(jié)后冷卻濾去催化劑，粗品經(jīng)蒸餾，真空蒸餾除去水及未反應(yīng)的原料和副產(chǎn)物后即得成品組分；4．3、四種組分的復(fù)配工藝流程為將環(huán)氧雜環(huán)胺成品組分緩慢加入至多支鏈脂肪醇成品組分中，攪拌加熱溶解后，依次加入抗氧劑和助溶劑，繼續(xù)攪拌直至呈均一溶液，待混合物冷卻至室溫后即得成品物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高品質(zhì)高效無(wú)鉛汽油添加劑,它由多支鏈脂肪醇、含氧雜環(huán)胺、抗氧劑和助溶劑共四種物質(zhì)組分混合組成,本品可大幅度提高汽油的辛烷值,進(jìn)而明顯提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)功率并降低汽車尾氣中的有害成分。
文檔編號(hào)C10L1/10GK1306075SQ0011371
公開(kāi)日2001年8月1日 申請(qǐng)日期2000年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月19日
發(fā)明者王聰, 郭秋寶, 鄭遠(yuǎn)洋, 郭文林 申請(qǐng)人:陜西省西北新技術(shù)實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司