一種高清潔車用甲醇柴油及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及甲醇燃料技術領域，具體涉及一種高清潔車用甲醇柴油及其制備方法。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的快速發展，我國對能源的需要日趨增大，以石油為原料的液體燃料消耗持續增長。由于我國的石油資源匱乏，積極發展替代能源是我國能源安全面臨的重要課題。近年來，國內柴油荒愈演愈烈，迫切需要一種替代燃料解決其缺口。由于甲醇具有來源廣泛，含氧量高，燃燒性能好，排放污染低等有點，被公認為內燃機的一種有前途、清潔的替代燃料。
[0003]甲醇作為石化柴油的替代燃料雖然具有一系列的優勢，但是甲醇的特性決定了它參與配制甲醇柴油也有其自身明顯的不利因素，例如:1、混溶問題，甲醇含有羥基，是強極性物質，甲醇的羥基可以無限溶于水，具有親水性，而柴油是復雜烴類的油基混合物，醇烴相悖，兩物質混合比較困難；2、十六烷值問題，柴油發動機是壓燃式點火，十六烷值是體現柴油燃燒性能的重要指標，柴油為45-55單位，而甲醇僅為3個單位，且甲醇燃點比石化柴油高出250-270°C，因此甲醇不易被壓燃，過低的十六烷值和過高的著火溫度，使許多研宄者放棄了甲醇在柴油發動機上的研宄；3、分層問題，混合后的燃料穩定性較差，對水分敏感，甲醇分子中含有烴基和羥基，羥基與水能夠以氫鍵形式相互締合，甲醇的親水性與親油性是互相排斥的，甲醇吸水愈多，它與柴油的互溶性愈差，越容易與油分層，甚至與從潮濕空氣中吸收的水分接觸時，也常常會引起已混溶的甲醇柴油重新分層，甲醇與油箱積水相遇析出，可能出現渾濁現象，在短時間內氧化變色也易分層，當把所制備的甲醇柴油放入郵箱后，車行不久便自動熄火，或是隔夜后打不著火；4、腐蝕問題，甲醇具有較強的化學活性，甲醇在燃燒過程中會生成少量甲醛、甲酸等酸性物質。給使用醇類燃料的發動機上接觸的各種金屬構件造成腐蝕，燃油中硫及硫化物多種金屬及合金有直接或間接的腐蝕作用，并且使發動機氣缸內積碳增多，甲醇汽油混合燃料的腐蝕性隨甲醇含量的增加而增大；5、閃點穩定，由于甲醇的閃點只有12.2°C，隨著甲醇添加量的增加，會造成調配出來的成品油閃點過低。
[0004]針對上述甲醇柴油的問題，現有技術提出一些解決方案，于甲醇柴油中添加助溶劑，例如:方案I專利申請號201110040772.4公開助溶劑為二茂鐵、丙酮和碳酸二甲酯；方案2專利申請號201110035493.9公開助溶劑成分為植物油酸、脂肪酸甲酯、甲醛酯、環己胺、航空煤油；方案3專利申請號201110060242.6公開助溶劑成分為氨水、氫氧化鈉、環己胺、二茂鐵、N’ N- 二亞水楊丙二胺；方案4專利申請號201310636535.3公開助溶劑成分為石油磺酸鈉、司盤60，辛基酚聚氧乙烯醚、異丁醇、異戊醇、異丙脂、磷酸三異丁酯、甘油單油酸脂；方案5專利申請號201310725124.1公開助溶劑成分為植物油酸、石油油酸、航空煤油、硝酸異辛酯、二茂鐵、過氧化鋅；方案6專利申請號201110116568.1公開助溶劑成分為油酸、正丁醇、甲縮醛、二異丙醚、硝酸異辛酯、異辛醇、二茂鐵、乙二醇二甲醚、1，2-丙二醇二甲醚。雖然上述方案均能解決甲醇柴油純在的一些問題，但在實際應用過程中存在著以下的不足之處:1、有的方案人為加入對車輛可靠性和后處理系統有害的鹵化物添加劑和含鐵、鉛、磷的添加劑，如方案1、3、4、5、6中使用二茂鐵和磷酸三異丁酯；2、有的方案能使甲醇和柴油較好的互溶，但是不能有效解決甲醇柴油閃點低和十六烷值低等問題，如方案1、
2、3。
【發明內容】
[0005]為客服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種互溶性好，性能穩定，閃點高，十六烷值高，經濟環保的高清潔車用甲醇柴油及其制備方法。
[0006]為實現上述目的，本發明采用以下技術方案:
一種高清潔車用甲醇柴油，其由以下體積份的原料配制而成:
甲醇20-40份
柴油40-70份
表面活性劑 5-10份乳化劑2-3份
抗腐蝕劑0.02-0.05份
助溶劑20-30份
所述表面活性劑由甘油三酸脂3-5體積份和甘油單酸酯2-5體積份混合組成，所述乳化劑為司盤80，所述抗腐蝕劑為N-咪唑基乙酸脂衍生物，所述助溶劑由正葵醇17-23體積份、正辛醇19-32體積份、植物油酸4-8體積份和聚甲醛二甲醚40-60體積份組成。
[0007]優選地，一種高清潔車用甲醇柴油，其由以下體積份的原料配制而成:
甲醇30份
柴油55份
表面活性劑 8份乳化劑2份
抗腐蝕劑0.035份
助溶劑25份
所述表面活性劑由甘油三酸脂4體積份和甘油單酸酯4體積份混合組成，所述乳化劑為司盤80，所述抗腐蝕劑為N-咪唑基乙酸脂衍生物，所述助溶劑由正葵醇20體積份、正辛醇26體積份、植物油酸6體積份和聚甲醛二甲醚50體積份組成。
[0008]優選地，一種高清潔車用甲醇柴油，其由以下體積份的原料配制而成:
甲醇22份
柴油50份
表面活性劑 5份乳化劑3份
抗腐蝕劑0.025份
助溶劑20份
所述表面活性劑由甘油三酸脂3體積份和甘油單酸酯2體積份混合組成，所述乳化劑為司盤80，所述抗腐蝕劑為N-咪唑基乙酸脂衍生物，所述助溶劑由正葵醇18體積份、正辛醇32體積份、植物油酸5體積份和聚甲醛二甲醚45體積份組成。
[0009]所述的N-咪唑基乙酸脂衍生物為N-咪唑基乙酸甲脂、N-咪唑基乙酸乙脂或N-咪唑基乙酸丙脂中的一種以上。
[0010]一種高清潔車用甲醇柴油的制備方法，其包括以下步驟:
1)常溫常壓下，按照比例將聚甲醛二甲醚加入調配罐中，然后以聚甲醛二甲醚為母液，再按照比例依次向調配罐中加入正葵醇、正辛醇和植物油酸，攪拌均勻，得到所述的助溶劑；
2)按照比例取上述所得的助溶劑加入調配罐中，再按照比例加入乳化劑司盤80和防腐蝕劑N-咪唑基乙酸脂衍生物，采用流體輸送泵循環攪拌均勻，待液體變清澈后，靜置24小時，得到溶液A備用；
3)常溫常壓下，按照比例向調配罐中加入國標O號柴油和表面活性劑，不斷攪拌30-40分鐘，得到溶液B ;
4)將步驟2)得到的溶液A加入溶液B中，循環以總體積的75%的流量，再按照比例向其中加入甲醇，采用流體輸送泵循環攪拌均勻至液體變清澈，即得到甲醇柴油產品。
[0011]所述步驟3)中的表面活性劑添加前已由甘油三酸脂和甘油單酸酯混合而成。
[0012]聚甲醛二甲醚其閃點在57°C以上，其十六烷值80以上，和低十六烷值催化柴油混合的表觀十六烷值最高可達到130，熔點低于-10°C，同時，聚甲醛二甲醚還能改善柴油在發動機中的燃燒狀況，提高熱效率，改善柴油發動機的啟動性能、減少尾氣黑煙排放效果非常明顯，使柴油汽車尾氣中PM2.5的排放降低可高達75%。
[0013]植物油酸可以吸附游離存在的甲醇分子形成共溶體，使甲醇與石化柴油互溶性提高，此外，因甲醇多被吸附而形成共溶體形態，故無單體游離甲醇存在，所以柴油在使用中不會發生氣阻現象，安全性也得以提高，正葵醇和正辛醇作為助溶劑，有助于甲醇和柴油更好的混合，且其閃點較高，均在80°C左右，同時有助于提高甲醇柴油的閃點。
[0014]甘油三酸脂和甘油單酸酯混合成表面活性劑，由于表面活性劑的存在，產生混合吸附，界面張力進一步下降至超低，以至產生瞬時負界面張力，這種由瞬時負界面張力而導致的體系界面自發擴張的結果