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務(wù)之急。為此，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理 委員會于2009年04月08日頒布了車用甲醇燃料的國家標準(GB/T 23510-2009)。甲醇 要滿足車用或與化石汽油調(diào)合，只有進行變性處理方可克服燃燒效率低、低溫冷啟動、油耗 大、動力下降、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 二叔丁基對甲酚復合使用，使本品抗腐蝕溶脹 性更強；異丙醇和脂肪酸甲酯復合使用，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號航煤，解決了甲醇汽油低溫 冷啟動問題。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。
硝基酯化物對甲醇變性催化燃燒的作用機理使甲醇燃料燃燒前反應(yīng)范圍擴大加 速，如發(fā)生RONO2 — RO · +NO2的分解反應(yīng)，因NO2為具有非對稱電子的分子，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)性很強的OH基，如HNO2 — OH · +NO,生成的烷基(R)和烷氧基(RO)容易進行反應(yīng)，進而 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。羰基酯化物對甲醇燃料催化燃燒的作用機理羰基酯化物對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。羰基化學性質(zhì)活潑，特別是同時含有羰基、羧基和甲基等多種官能團的有機化合物， 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。實驗數(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%，動力性能有明顯提高。羰基酯化物是較好的潤滑添加劑，一定數(shù)量的羰基酯化物可改變甲醇燃料的潤滑 性，減少發(fā)動機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。實踐證明，加入一定數(shù)量羰基酯化物的甲醇燃料使用時發(fā)動機溫度較沒有加 入時的甲醇燃料使用時發(fā)動機溫度低了 2-3°C。過氧化鋅的作用機理爆震現(xiàn)象是汽油在氣缸內(nèi)燃燒過程中，隨著缸體內(nèi)溫度和 壓力的升高會產(chǎn)生大量有機過氧化物聚集，這種聚集造成火花塞火焰未傳到氣缸之前，缸 內(nèi)混和氣已形成多點燃燒，并導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以上或遇酸會分解，可 用作硫化促進劑、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所生成的有機過氧化物，并 可產(chǎn)生微量氧，從而促進甲醇燃料充分燃燒。同時，有選擇地鈍化了一部分有機過氧化物分 散成的游離基，延長了著火的誘導期，有條件的促進熱焰區(qū)收斂，擴大了冷焰區(qū)域，阻礙自 動著火，降低能量的釋放速度，從而對燃料的抗爆性提高有促進作用。同時，由于過氧化鋅是很好的硫化促進劑和防腐劑，因而降低了甲醇燃料對金屬 機件腐蝕(硫化腐蝕)，使甲醇燃料對橡塑件的腐蝕溶脹性有較好的抑制作用。與國內(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)商根本就沒有對甲醇作催化燃燒 處理，技術(shù)含量不高，無先進性和新穎性可言。而本技術(shù)就不同了，因科學地復合使用金屬 催化劑和非金屬催化劑，使得甲醇燃料在機動車里燃燒時的動力性、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)可達到低于-40°C，國內(nèi)甲 醇燃料的抗水相標準普遍制定為1%，而本技術(shù)的抗水相可達到8%。(3)降低了甲醇燃料的油耗，增大了動力(臺架實驗數(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2，6二叔丁基對甲酚復合使用，使本品抗腐蝕溶脹性更強；異丙醇和脂肪酸甲酯復合使用，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號航煤，解決了甲醇汽油低溫冷啟動問題。
文檔編號C10L1/12GK102051236SQ20091018101
公開日2011年5月11日 申請日期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 申請人:北京清研利華石油化學技術(shù)有限公司