專利名稱：一種納米醇醚汽油的制作方法
技術領域：
本發明涉及汽油，尤其是涉及一種用于汽油內燃機的合成礦物質納米醇醚汽油。
背景技術：
作為車用燃料，醇醚燃料在國內外已有30多年的發展歷史，其環保性、經濟性、可 持續發展性已為能源界、化工界廣泛認知，也被汽車界所認同。進入21世紀，石油后備資源 不足的問題進一步顯現，石油危機的周期越來越短，全球面臨油氣資源或儲量短缺，已探明 的能源儲量雖然仍可以滿足全球近期的總體需求，但以目前的開采速度計算，全球石油儲 量可供生產40多年，天然氣和煤炭則分別可以供應67和164年，所以以烴類、醇醚類兩個 能源體系并舉，已成不可逆轉之勢。我國石油擁有量相對匱乏，石油產量早已不能滿足國內 需求。從1993年再次成為石油凈進口國以來；僅僅10年多時間進口量已經超過1. 1億噸， 并且取代了日本成為世界上第二大石油消費國。目前，我國汽車保有量已突破2400萬輛， 車用燃油消費量分別占汽油和柴油量的87%和21%，并將繼續以較快速度增加。車用燃料消費的快速增長和汽車尾氣排放造成的大氣污染已經成為兩個嚴重的 社會問題。特別是隨著我國國民經濟的發展，能源供需的矛盾越來越突出，為了保障國民經 濟健康、持續的發展，我國正在實施能源結構多元化戰略。2005年6月國際原油價格以凌厲的漲勢到達了每桶60美元的高點，再加上隨后的 高位運行，不斷沖擊著依靠石油來維持運轉的全球經濟。新一輪石油價格的大幅上漲再次 給持續增長的我國經濟敲響了警鐘，這對尚未完全建立起石油安全儲備、石油資源有限但 油價已經與國際接軌的中國影響是巨大的。我國是一個缺油、少氣、相對富煤的國家，為此，眾多專家提出，針對石油日趨緊缺 的現狀，應實施多元化的能源戰略。在能源緊缺的大趨勢下，我們應當開源與節流并舉，應 該發展優勢替代能源，要走穩妥安全之路，基本立足國內，調整能源結構，以防范風險。近期中國業界大力推行替代能源戰略，成為應對石油持續緊張與油價不斷攀升的 一種方向。走有中國資源特色的能源發展道路。可用資源豐富而閑置少用的高硫煤，依靠 傳統成熟的化工方法制造醇、醚、氫等性能優良、清潔、廉價的汽車燃料代替短缺的石油。據 測算，1噸多煤可代替1噸石油，每噸甲醇當量汽油成本1000 1500元，合每桶18美元以 下，當量投資僅為3000元左右，在各種汽車燃料中處于低位。初步估算，用進口石油資金的 百分之十幾，就可建數億噸甲醇生產能力的工廠，有利于防范石油風險。中國是煤炭資源大國，也是石油緊缺大國，在國際原油價格持續高位運行的大背 景下，實施以煤變油為主的能源替代戰略勢在必行。我國政府已把煤轉化與西氣東輸一起 列為今年我國10大重點工程，盡快在煤炭轉化和發展替代能源方面邁出實質性步伐，以減 少對國際市場石油產品的依賴，緩解燃煤引起的日益嚴重的環境污染，但是中國大部分能 源需求仍然要靠煤炭來滿足。實施應從國情出發上世紀五、六十年代，世界石油工業發展迅速，廉價的石油大 量供應，國際石油價格最低時每桶僅3美元，醇醚燃料的生產及消費因價格因素無法推動。
3因受到上世紀七十年代兩次石油危機的沖擊，許多國家為了減少對進口石油的信賴，開始 積極尋求替代燃料。上世紀八十年代，雖然石油供需矛盾逐漸緩和，價格回落，但環保呼聲 卻日益高漲，排放法規日趨嚴格。許多國家通過試驗研究確認，醇醚燃料可明顯降低有害氣 體排放，德國、法國、意大利、瑞典、挪威、澳大利亞、新西蘭、巴西等國家也大量摻燒，德國大 眾和美國福特分別推出200輛和6000輛靈活燃料(汽油和甲醇燃料均可)汽車投放市場。 在發展高比例甲醇車和靈活燃料汽車方面，已經形成成熟完整的技術儲備。
綜上所述，我國有相對豐富的煤炭資源，且能源結構在本世紀仍然以煤為主，這也 是發展醇醚燃料的資源平臺。從煤中制取出醇醚原料作為燃料，變相的成為了汽車在燒煤， 這是內燃機用燃料史上的一次革命，也是解決資源綜合利用戰略和改善大氣質量兼收并蓄 的較佳方法。
發明內容
本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種超清潔、節能、 環保的納米醇醚汽油。本發明的目的可以通過以下技術方案來實現一種納米醇醚汽油，其特征在于，該 汽油包括以下組成和重量份汽油25-85重量份；醇醚組分15-75重量份。
所述的醇醚組分為以醇醚為主的化學工業原料和納米化學工業原料t 所述的醇醚組分包括以下組成和重量份 工業甲醇13-60
1，2-二氯丙烷0-1 三氯乙烯0_3 2-庚醇0_2 乙二醇0_2 二異丙醚0_4 異幸酸鈉0_1 甲基環戊二烯0_3 異丙基聯苯0-3 三異丁基鋁0_3
溴乙烷0-3 2_氯丙烷0-1 叔戊醇0_2 異丙醇胺0_1 高碳數脂肪醇0_4 乙酰丙酮0-3 硝酸異丙脂0_1 雙環戊二烯0_4 三乙基鋁0_3納米鎳催化劑0. 01-0. 1 納米鋁催化劑0. 01-0. 1。與現有技術相比，本發明納米醇醚汽油所使用的各種石油化工原料和納米化學工 業原料通過優化組合，復合配制，基本可以解決傳統含醇汽油世界公認的四項技術難題，及 其他諸多技術問題1.材料兼容性問題，一般3%以上混合的含醇汽油會使汽油機系統中的許多非金 屬件如橡膠等產生溶漲；2.能量問題，由于甲(乙)醇類的熱值低，只有汽油的45%，一般醇類在傳統汽油 發動機上使用會使動力下降，15%以上混合醇類汽油需要改變原先發動機的零部件和調節 空氣燃料比例；3.冷啟動問題，含醇汽油在冬季寒冷氣候下難以氣化，發動機難以順利啟動。4.傳統含醇類汽油的油耗問題，及夏季高溫季節的氣阻等問題。
5.其他技術性問題一是含氧燃料，在燃燒過程中有自供氧效應。這就使內燃機中的燃燒較為均勻，使 局部富氧和局部缺氧的幾率減少，燃燒趨于完善，使CO和HC的生成量減少，排放量降低，從 而使燃燒效率和熱效率較高，能耗率下降。二比烴類的燃燒速度和火焰傳播速度快。所以，燃燒的定容性較好，燃燒持續期 短，過后燃燒程度小。這就使其放熱規律有利于熱效率的提高。三比烴類的氣化熱大兩倍，甚至更高。它在進入進氣管、進氣道或者進入氣缸后， 能吸收沿途管道壁面和燃燒室周圍高溫零件壁面的熱量而使自己蒸發。這就等于利用了部 分廢熱、余熱，使自己的能量升高，同時降低了氣缸、燃燒室和氣缸蓋的溫度，從而減少了外 傳熱量，提高了熱效率。四著火燃燒濃度界限比傳統汽油的相應范圍寬得多，所以比傳統汽油更容易稀 燃。稀燃是一種節能燃燒和完善燃燒的形式，有利于提高熱效率，而且，壓縮比愈高，負荷愈 大，愈容易稀燃。五含碳量遠小于傳統汽油的含碳量，后者的含碳量高，且燃燒不完全，會以碳粒和 CO形式排出發動機外。這既是一種污染，也是一種能量損失。本發明大大減少了碳粒和CO 的排出，將它們在燃燒室內充分燃燒后，排出終產物co2。清潔醇醚汽油燃燒后，燃燒完善度 提高，從而也就提高了熱效率和經濟性。六是含氧燃料，理論混合氣熱值和汽油相應值差不多。這就是說，只要在汽油機 中增加一定的醇醚量，原機的功率和扭矩可以達到而爆震和空燃比限制了汽油機的最大功 率。醇醚類恰恰含碳量少于烴油，碳氫質量比只有烴油的50% 60%。醇醚類的辛烷值遠 高于傳統汽油，而使爆震極限功率向高功率一方推移，提高汽油發動機的壓縮比，增強發動 機熱效率。七采用最佳點火提前角和最佳噴油提前角，在汽油機使用清潔醇醚汽油后，如果 相應地提高了壓縮比，則其最佳點火提前角比使用傳統汽油時的相應值要小。原因之一是 提高壓縮比后，在壓縮過程后期氣缸內的壓力和溫度都比原使用傳統汽油時要高；原因之 二其火焰傳播速度和燃燒速度都加快，所以可以減小點火提前角，改善發動機性能，尤其是 在部分負荷或冷態下工作的情況。與柴油機、汽油機一樣，清潔醇醚汽油的點火提前角既不 能太大也不能太小，存在一個最佳值。這個最佳值一般以能獲得最低油耗為準而選取，也就 是以獲得最高熱效率為準而選取。對不同車速來說，點火提前角過大和過小，發動機的油 耗率都增加；但是隨著車速的增加，即隨發動機的轉速和負荷的增加，最佳點火提前角也增 加。八基本解決了互溶性與分層問題。醇醚類物質含羥基，具有較強的極性，可與水無 限互溶而較難溶于烴類燃料。通常，醇醚類含量低于15%或高于85%時，汽油可以不借助 于助溶劑與其實現互溶，但在很大比例范圍內二者不能互溶，必須優化其內部存在的化學 工業溶劑的成分。九基本解決了對發動機材料的腐蝕性所有汽油對發動機燃料系統的金屬均具有一定的腐蝕性。 1、一方面，物質具有較高的電導率和含氧量，對金屬有著電化學腐蝕能力，研究表 明，含醇汽油對許多金屬都有腐蝕作用，特別是對銅和鋁的腐蝕作用更強。通過加入金屬腐蝕抑制劑，使金屬腐蝕鈍化的辦法得到有效控制。2、另一方面，物質由于燃燒不完全而產生的酸性物質對金屬也具有腐蝕作用，由 于目前電噴發動機的空燃比控制在14. 7至15. 1之間，本發明“清潔醇醚汽油”中的醇醚類 的含量超過50%，可以說清潔醇醚汽油的燃燒是比較完全的。3、同時，本發明通過加入酯類等原料來改善物質蒸發潛熱大而引起的汽化不良， 不會造成清潔醇醚汽油在汽缸內壁生成液膜，不會使燃料油滲入到機油中，沖刷了活塞與 汽缸內壁之間的潤滑油膜。4、物質對燃料系統的橡膠材料也有腐蝕作用，可引起橡膠溶脹，硬化和龜裂。據研 究，均聚醇橡膠、丙烯酸酯橡膠、氟硅橡膠和氯丁橡膠對醇醚汽油具有較好的適應性，對于 一些易發生溶漲的橡膠材料，本發明通過添加抗溶脹的添加劑，一方面在橡膠表面形成保 護膜，另一方面，使醇醚汽油和橡膠之間的溶解參數之間拉大，可以減少醇醚汽油對橡膠的 溶脹。5、此外，塑料部件的腐蝕和破壞也不容忽視。本發明通過添加表面活性劑，在塑料 表面形成保護膜，減少這種腐蝕。改善了較強的極性，降低了塑料中的添加劑(如增塑劑、 防老劑等)的溶解作用。十低溫啟動性號，高溫時不易發生氣阻1、發動機冷啟動時(特別是冬季)轉速低，空氣流速慢，加上外界氣溫低，因而燃 料蒸發困難。本發明改善了醇醚類的蒸發潛熱，蒸發時所吸收的熱量適中，使發動機喉管處 的溫度均勻，進一步改善了進氣蒸發條件。雖然醇醚類的飽和蒸汽壓比汽油低1/2左右，但 本發明可以使車輛在冷啟動時有更多的醇醚類能夠完全蒸發，促使蒸發形成的可燃混合氣 的濃度達到著火濃度下限，使混合氣能夠著火燃燒，發動機容易啟動。因此使用清潔醇醚汽 油的發動機與使用傳統汽油的發動機在冷起動時的狀態相同。2、另一方面，本發明“清潔醇醚汽油”本身的蒸汽壓、沸點、初餾點都適中，不容易 與汽油中的輕質烴類形成低沸點的共沸物，在夏季氣溫較高時，醇醚汽油的飽和蒸汽壓也 非常適中，所以在汽車發動機內部會較少形成氣相，不易發生氣阻現象。A、一方面要控制清潔醇醚汽油的飽和蒸汽壓的指標數值；B、另一方面，通過優化和選擇清潔醇醚汽油中化學溶劑的類型，以減少共沸物的 產生，控制合理的餾程，可以有效的減少氣阻現象的發生。十一改善了醇醚汽油的蒸發性、表面張力、提高辛烷值，從而防止爆震、早燃、減少 對金屬的活性、分解膠質等。最大限度提高燃燒膨脹做功率，同時具有清潔功能，即在燃燒 進行的同時，能夠清除高比例醇醚汽油燃燒時產生的粘性物質以及積碳，尤其是汽油火花 塞上積碳的清除，這樣可以保證燃燒的正常進行。十二改善熱量傳遞性能。我們知道，熱量傳遞的基本方式有傳導、對流和輻射，在 清潔醇醚汽油噴出霧化蒸發過程中，改善熱傳導和對流，因為傳導熱量是從物體高溫部分 向低溫部分傳遞。常用的是一些低分子量，高異構化的醇醚類。還有一類對水具有分散作 用，把存在于油道與油箱中的積水均勻分散于汽油中。根據加入的分散劑的多少而適量的 將水分散，嚴格控制水的量。這些水在汽油的誘導期，能起很重要的作用。因為在低溫下， 水的熱導率明顯較其他物質高，能夠使熱量盡快地在燃料分子間傳遞。其他化學工業原料 的利用也同樣基于改善熱傳遞的考慮。
十三降低霧滴的表面張力。甲醇汽油霧化過程中，霧滴的直徑越小越好，因為噴入 油在總重量相同的條件下，總的油滴蒸發面積越大蒸發速度就越快。在清潔醇醚汽油各組成分中芳烴類化合物的表面張力最大，烷烴類化合物表面張 力最小。改善汽油的表面張力，使噴霧中的油滴內芳烴和烷烴的表面張力盡量相同，使其燃 燒同步。
具體實施例方式
下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。 實施例1
一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份 汽油85 醇醚類 工業甲醇13
2_氯丙烷0. 2氯乙烯0. 1
乙二醇0. 2 二異丙醚0. 2 甲基環戊二烯 異丙基聯苯0. 三異丁基鋁0.
0. 2 1 1
異丙醇胺:0.1 高碳數脂肪醇0. 2 硝酸異丙脂0. 2 雙環戊二烯0. 2 三乙基鋁0. 2 納米鎳催化劑0. 005 實施例2
一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份 汽油70 醇醚類 工業甲醇26
叔戊醇0. 3
5 O'
醇
庚 ι
2
乙二醇0. 5 二異丙醚0. 2 異幸酸鈉0. 3 三異丁基鋁0. 5
異丙醇胺0. 1 高碳數脂肪醇0. 5 乙酰丙酮0. 2 雙環戊二烯0. 9 納米鎳催化劑0. 006 實施例3
一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份 汽油60 醇醚類 工業甲醇35
溴乙烷0. 5 叔戊醇0. 5 異丙醇胺0. 1
5 O'
烷
兩5 氯O:1
二醇醇 h庚二 h 乙
7乙二醇0. 3 二異丙醚0.4 異幸酸鈉0. 5 三乙基鋁0. 5
高碳數脂肪醇0. 7二異丙醚0. 1
異丙基聯苯1三異丁基鋁0. 1
納米鋁催化劑0. 01 實施例4
一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份 汽油55 醇醚類 工業甲醇40
叔戊醇0. 72-庚醇0. 6
異丙醇胺0. 1 高碳數脂肪醇0. 9 乙酰丙酮0. 5 丙基聯苯0. 5 納米鋁催化劑0. 015 實施例5
一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份 汽油50 醇醚類 工業甲醇44 異丙醇胺1 乙酰丙酮0. 5 硝酸異丙脂1 雙環戊二烯0. 5 三乙基鋁0. 6 納米鎳催化劑0. 015 實施例6
一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份 汽油40 醇醚類 工業甲醇52 溴乙烷1 叔戊醇0. 5
乙二醇0. 5
異幸酸鈉1 甲基環戊二烯0. 5 異丙基聯苯0. 2 異丁基鋁0. 2
1，2_ 二氯丙烷1 2-庚醇0. 5
乙二醇0. 2 二異丙醚1.5 異幸酸鈉0. 6
異丙醇胺1 高碳數脂肪醇1.5 乙酰丙酮0. 2 納米鋁催化劑0. 02 實施例7
一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份 汽油30醇醚類 工業甲醇60 溴乙烷1 三氯乙烯0. 5
1，2-二氯丙烷0. 5 叔戊醇1
二異丙醚1
硝酸異丙脂1 三異丁基鋁0. 5
2_庚醇1 高碳數脂肪醇2 雙環戊二烯1.5 納米鎳催化劑0. 03 實施例8
一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份 汽油25 醇醚類 工業甲醇55
1，2_ 二氯丙烷1 叔戊醇1 異丙醇胺1 異幸酸鈉1 雙環戊二烯3 高碳數脂肪醇2 納米鋁催化劑0. 05 表1為實施例(一) 表1
三氯乙烯2 2_庚醇2 乙酰丙酮3 硝酸異丙脂1 三異丁基鋁2 硝酸異丙脂1
(八)的各項性能參數。
表2為用于和本發明新能源車用醇醚汽油對比的93#汽油國家標準 (GB17930-1999)。表2 根據表1和表2中具體數據的對比可以得出本發明中按以上實施例調配出的新能 源車用醇醚汽油的質量指標均優于#93號汽油的國家標準。實施例9一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份汽油85重量份；醇醚組分為以醇醚為主的化學工業原料和納米化學工業原料。具體包括以下組成和重量份工業甲醇13三異丁基鋁1.8納米鎳催化劑0. 1納米鋁催化劑0. 1。實施例10一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份汽油25重量份；醇醚組分為以醇醚為主的化學工業原料和納米化學工業原料。具體包括以下組成和重量份
工業甲醇30. 98溴乙烷32-氯丙烷1叔戊醇2異丙醇胺1高碳數脂肪醇4乙酰丙酮3硝酸異丙脂1雙環戊二烯4三乙基鋁3納米鎳催化劑0.01
1，2-二氯丙烷1 三氯乙烯3 2-庚醇2 乙二醇2 二異丙醚4 異幸酸鈉1 甲基環戊二烯3 異丙基聯苯3 三異丁基鋁3 納米鋁催化劑0.01<
1權利要求
一種納米醇醚汽油，其特征在于，該汽油包括以下組成和重量份汽油25-85重量份；醇醚組分15-75重量份。
2.根據權利要求1所述的一種納米醇醚汽油，其特征在于，所述的醇醚組分為以醇醚 為主的化學工業原料和納米化學工業原料。
3.根據權利要求1所述的一種納米醇醚汽油，其特征在于，所述的醇醚組分包括以下 組成和重量份工業甲醇13-60溴乙烷0-31，2_ 二氯丙烷0-12-氯丙烷0-1三氯乙烯0_3叔戊醇0_22-庚醇0-2異丙醇胺0_1乙二醇0-2高碳數脂肪醇0_4二異丙醚0-4乙酰丙酮0_3異幸酸鈉0_1硝酸異丙脂0_1甲基環戊二烯0_3雙環戊二烯0_4異丙基聯苯0-3三乙基鋁0-3三異丁基鋁0_3納米鎳催化劑0. 01-0. 1 納米鋁催化劑0. 01-0. 1。
全文摘要
本發明涉及一種納米醇醚汽油，該汽油包括以下組成和重量份汽油25-85重量份；醇醚組分15-75重量份。與現有技術相比，本發明具有超清潔、節能、環保等優點。
文檔編號C10L1/19GK101870890SQ20091004998
公開日2010年10月27日 申請日期2009年4月24日 優先權日2009年4月24日
發明者周寶, 張馨予, 張馨元, 邵斌, 陳斌 申請人:上海國醇能源科技發展有限公司