一种高动力增程组分及其制备的乙醇汽油
技术领域
本发明涉及清洁型能源领域，是一种高动力增程组分及其制备的乙醇汽油。
背景技术
乙醇汽油从环保清洁角度出发，已经在东北、华北等地推广应用已经有十几年了，2017%20年国家六部委联合下文，在全国开始强制性推广清洁性能较好的乙醇汽油，但是，在市场使用中，普遍反映乙醇汽油不耐烧，动力不够、比传统汽油费用要高出10％以上。通过对乙醇汽油分子结构的分析研究，发现乙醇汽油的最大弊端是分子结构不合理，原料配伍存在缺陷，究其原因：一是乙醇热值低：只有汽油的二分之一，动能热效能差，动力性低，爬坡与载重能力差；二是乙醇动力性能差：不耐烧、续航里程短；三是燃料消耗大：行驶同一距离的消耗几乎比汽油多一倍；四是乙醇蒸发潜力大：蒸发潜热是汽油的两倍多。蒸发潜热导致乙醇燃烧的低温启动和低温运行；五是易产生空气阻力：乙醇沸点低，高温时容易产生气阻，使供油量降低或中断；六是腐蚀性强：在燃烧过程中，乙醇会产生乙酸，对汽车金属，特别是铜有腐蚀作用且软化或开裂；七是易于分层：乙醇易吸水。汽车用乙醇汽油含水量超标后，液相分离容易发生，影响使用；八是因为乙醇是无后馏程原料，添加在汽油里，造成乙醇汽油后馏程短缺，动力性、续航里长较差等缺点。这些缺陷使得乙醇汽油无法成为理想的燃料。
发明内容
本发明为了解决现有乙醇汽油无法成为理想的燃料的问题，提供了一种高动力增程组分及其制备的乙醇汽油。本发明改造乙醇汽油分子结构的不合理，创新采用提高乙醇汽油动力性的科学合理的组份及补足乙醇汽油后馏程、提高燃烧热值新工艺生产，物化改变乙醇汽油新分子结构，使其新高动力乙醇汽油品质分子结构优化，燃烧更充分，动力性更好，燃料更节省，续航里程长的高动力乙醇汽油。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种高动力增程组分，包括：烷基化油、二甲氧基甲烷、硝酸异辛酯、碳酸二乙酯、异丙醚、叔戊基甲基醚、二甲醚、仲丁醚、乙醇胺、乙醇、2,5-降冰片二烯、异丁醇、石脑油、轻烃、叔丁基苯、醋酸乙烯、叔丁醇、芳烃、MTBE、乙基叔丁基醚、改性甲醇、乙酸异丁酯、二甲苯、烷基苯磺酸钠、脂肪酸、溶纤剂、乳化剂。
进一步的，本发明提供了一种高动力增程组分，是由下列重量份的原料构成的，烷基化油6～8份、二甲氧基甲烷4～5份、硝酸异辛酯3～6份、碳酸二乙酯3～5份、异丙醚4～%206份、叔戊基甲基醚3～5份、二甲醚3～5份、仲丁醚6～8份、乙醇胺1～3份、乙醇5～6%20份、2,5-降冰片二烯3～5份、异丁醇3～4份、石脑油2～3份、轻烃3～5份、叔丁基苯2～%204份、醋酸乙烯4～6份、叔丁醇3～5份、芳烃5～7份、MTBE%205～7份、乙基叔丁基醚3～%205份、改性甲醇5～6份、乙酸异丁酯3～6份、二甲苯2～5份、烷基苯磺酸钠3～5份、脂肪酸4～6份、溶纤剂3～5份、乳化剂3～4份。
本发明的另外一个目的是提供了上述任意一种高动力增程组分在燃料中的应用。。
本发明进一步提供了一种高动力乙醇汽油，包括乙醇以及上述的高动力增程组分。
作为本发明高动力乙醇汽油技术方案的进一步改进，还包括仲丁醚、MTBE、乙基叔丁基醚、烷基化油、石脑油、改性甲醇、芳烃、乙醇。
具体的，所述高动力乙醇汽油，是由下列重量百分比的原料制成的，仲丁醚10％，MTBE%2015％，乙基叔丁基醚10％，烷基化油10％，石脑油7％，改性甲醇8％，芳烃5％，乙醇10％，以及上述的高动力增程组份25％。
最后，本发明提供了一种高动力乙醇汽油的制备方法，采用的是上述高动力乙醇汽油的原料，包括以下步骤：
第一步，按所述高动力增程组分各原料的重量百分含量称取各原料加入调制釜内搅拌均匀，静置物化5小时后，过滤形成高动力增程组分；
第二步，将仲丁醚、MTBE、乙基叔丁基醚、烷基化油、石脑油、改性甲醇、芳烃、乙醇罐装在搅拌罐内；
第三步，再将高动力增程组分打入搅拌灌内，进行搅拌，经物化反应1小时制得高动力性乙醇汽油；然后输送到高动力乙醇汽油库区。
本发明创新采用提高乙醇汽油动力性的高动力增程组分及补足乙醇汽油后馏程、提高燃烧热值新工艺生产物化改变新分子结构，使其新高动力乙醇汽油品质分子结构优化，燃烧更充分，动力性更好，燃料更节省，续航里程长的高动力乙醇汽油。
本发明中所述的高动力乙醇汽油中各原料的物化性能与功效简介如下：
1、烷基化油、是提高汽油辛烷值，填补了由于不加铅所造成的辛烷值空缺；
a.稀释了FCC汽油(催化裂化汽油)组分中的烯烃和S、N等有害杂质，使其含量达标或接近达标；
b.对重整汽油组分中的芳烃包括苯含量也有稀释作用。是增加汽油提高和增加乙醇汽油后馏程的主要原料之一。
2、二甲氧基甲烷：溶解特性好的溶剂，溶解能力较强，与醇醚丙酮等混溶。
3、硝酸异辛酯：溶于乙醇等有机溶剂，与乙醇互溶后，有助于提高乙醇汽油的燃烧性能。
4、碳酸二乙酯：高氢分子结构，用于有机合成溶剂。
5、异丙醚：可混溶于醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂。用于乙醇汽油中，具有高辛烷值及抗冻性能，同时具有兼容各种配方组分之功效。
6、叔戊基甲基醚：抗氧化氢的稳定剂。在乙醇汽油中是有机合成的稳定中间体，达到稳定、抗氧化，提高后馏程，延长续航里程之功效。
7、二甲醚：由于二甲醚，特殊物化特性，能够实现高效低污染燃烧，并改善乙醇汽油燃烧分子结构，溶于乙醇、丙酮、乙苯、苯和氯仿，在乙醇汽油中添加，有助于高效低污染燃烧，改变结构，兼容性强，提高乙醇汽油后馏程，延长续航里程之功效。
8、仲丁醚：白色，无苯，无硫，无胶质，可作为乙醇汽油的溶剂，是调配高动力乙醇气油的优质原材料。
9、乙醇胺：与水和乙醇可无限混溶于乙醚。它的羟基和氨基可分别发生相应的化学反应。主要用作二氧化碳吸收剂、石油添加剂、活性剂、稳定剂、硫化氢吸收剂、润滑油抗腐蚀添加剂、在工业中用作脱硫碳等等。
10、乙醇：用于在加热和有催化剂(Cu或Ag)存在的情况下进行的催化氧化。乙醇汽油把乙醇加入到汽油里作为抗爆剂。可以说安全、清洁是乙醇的主要优势。它可以改善油品的性能和质量，降低一氧化碳、碳氢化合物等主要污染物排放。缺点是，乙醇热值低、动力性能差，没有后馏程，燃料消耗大，续航里程短。
11、2,5-降冰片二烯：能溶于石油醚，作为稳定剂。在催化剂的配位体和全加氢后用作赛车、导弹和火箭的高能燃料。因此，是乙醇汽油中非常理想的添加品。具有反应性能好，与轻烃等高氢组分配伍具有物化互相异构化反应在加入乙醇汽油后提高动力性的最佳助燃料。
12、异丁醇：是一种有机合成原料，用于抗氧剂和高级溶剂。
13、石脑油：是提高辛烷值的原料，不含铅，热值高，也是乙醇汽油提高中后馏程的理想原料。
14、轻烃：溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂。经使用证明，车用轻烃油与汽油相比，动力不下降、与汽油相当，单耗比汽油下降3％～5％，尾气下降90％以上，这类轻烃不仅仅属于烷烃，还包括环烷烃，烯烃，芳烃。它们都是乙醇汽油提高和增加后馏程的组成部分。
15、叔丁基苯：分子式C10H14；溶于乙醇等多数有机溶剂。稳定性好。是良好的有机中间体。
16、醋酸乙烯：溶于醇、丙酮、苯。“乙醇汽油”用作消烟、降凝的中间体。
17、叔丁醇：内燃机燃料添加剂(防止化油器结冰)及抗爆剂，溶于水、醇、酯、醚的溶剂。
18、芳烃：本身就是热值很高的燃料，在乙醇汽油中改变提高乙醇汽油的热值。
19、MTBE：主要用作汽油添加剂，具有优良的抗爆性。它与汽油的混溶性好，吸水少，对环境无污染。能改善汽油的冷起动特性和加速性能，对气阻没有不良影响。
20、乙基叔丁基醚：一种无色、透明、高辛烷值的液体，含氧汽油的理想调合组份，它不仅能有效提高汽油辛烷值，值添加剂和抗爆剂，而且还能改善汽车性能，降低排气中CO含量，同时降低汽油生产成本。
21、改性甲醇：用聚甲氧基二甲醚为溶剂的合成改性剂，对甲醇的腐蚀性(酸性)进行按一定比例调配混合，使甲醇物理反应，变其碱性，当合成变性剂于与甲醇的分子机构物理反应后在聚甲氧基二甲醚分子的作用下，形成新的分子结构链，在燃烧中有效的抑制了甲醇的二次排酸，使其酸在燃烧中物化。从而达到了甲醇原料的改性目得。大大降低了油品对发动机的腐蚀性。
22、乙酸异丁酯：微溶于水、与乙醇、乙醚，有成熟水果香味，是调剂香味的最佳原料。
23、二甲苯：是提高和增加乙醇汽油后馏程的组份原料，也是提高乙醇汽油辛烷值的组份油。
24、烷基苯磺酸钠、简称SDBS，(为直链结构(LAS))而直链结构易生物降解，生物降解性可大于90％，对环境污染程度小，在乙醇汽油中添加目的是在物化中溶解碳分子，要达到燃烧充分，起到燃料净化作用，同时也是提高后馏程的理想原料。
25、脂肪酸：溶于乙醇等有机溶液和油类，在本品中主要起乙醇溶剂、润滑与稳定作用。
26、溶纤剂：溶纤剂具有醇和醚的双重性能。能与水、乙醇、乙醚、丙酮和其他液体酮类相混溶、还能溶解多种油类、树脂。乳化液稳定性能俱佳。
27、乳化剂：主要的用于乳化、润滑、防腐，以及油品的降凝剂及流动性改进剂。
因此，以上原料组合配伍成为了优良的互溶剂，能够溶解相关原料并具有提高燃效的功能；乙醇、轻烃、异丙醚、叔戊基甲基醚、芳烃以及高动力增程组分，在中新配伍和搅拌工艺的制备方法下，不但具有优秀的高动力增程功能，而且可以与各有机组分物化互溶在一起，并使高动力增程组分不易分层或产生沉淀，能够增加高动力乙醇汽油的热值；另外二甲氧基甲烷、硝酸异辛酯、醋酸乙烯，具有提高辛烷值、除烟、减排的功能，而且能够促进高动力增程组分与汽油快速混匀物化反应，达到了创新重组物化分子新结构，成为以高动能性增加馏程为主的自由基，所以，从其性质出发定为“高动力乙醇汽油”，使其品质分子结构优化，燃烧更充分，热值效率更高，燃料更节省，并且能够提高高动力乙醇汽油的燃烧效率。
本发明所述的高动力增程组分，使高动力乙醇汽油中的分子结构发生变化，增加了乙醇汽油的后馏程，提高了高动力乙醇汽油的热值、动力，同时延长了高动力乙醇汽油续航里程。
本发明所述的高动力乙醇汽油，创新采用提高乙醇汽油动力性的高动力增程组分及补足乙醇汽油后馏程、提高燃烧热值新工艺生产物化改变分子结构，使其高动力乙醇汽油品质分子结构优化，燃烧更充分，动力性更好，燃料更节省，续航里程长的高动力乙醇汽油。
同时，本发明所述的高动力乙醇汽油中新增加的仲丁醚、MTBE、乙基叔丁基醚、烷基化油、石脑油、改性甲醇、芳烃，目的在于：1、改进增程组份的腐蚀性；2、提高增程组分配伍的互溶性能；3、提高增程组份的分组调配合成的稳定性；4、促进补足乙醇汽油后馏程的动力性等。
本发明提供的高动力乙醇汽油通过反复试验小试、中试与批量生产，已具备了规模化生产的条件。
本发明所述高动力乙醇汽油与现有汽油技术特征相比：有三大先进技术特征如下表所示：
与乙醇汽油对比高动力乙醇汽油有三大先进技术特征对比
高动力93#E10乙醇汽油与93#乙E10乙醇汽油在桑塔纳轿车上路测实验的经济性对比测验报告：
高动力93#E10乙醇汽油与93#E10乙醇汽油同体积路测实验的经济性对比测验报告书
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述高动力乙醇汽油进行详细的说明。
实施例1(共1000kg)
一种高动力乙醇汽油的制备方法，包括以下步骤：
第一步，按所述高动力增程组分各原料的重量百分含量称取各原料加入调制釜内搅拌均匀，静置物化5小时后，过滤形成高动力增程组分；
第二步，将100kg仲丁醚，150kgMTBE，100kg乙基叔丁基醚，100kg烷基化油，70kg石脑油，80kg改性甲醇，50kg芳烃，100kg乙醇罐装在搅拌罐内；
第三步，再将250kg高动力增程组分打入搅拌灌内，进行搅拌，经物化反应1小时制得高动力性乙醇汽油；然后输送到高动力乙醇汽油库区。
一种高动力增程组分，是由下列重量份的原料构成的，烷基化油6份、二甲氧基甲烷 4.5份、硝酸异辛酯6份、碳酸二乙酯4份、异丙醚4份、叔戊基甲基醚4份、二甲醚5份、仲丁醚7份、乙醇胺1份、乙醇5.5份、2,5-降冰片二烯5份、异丁醇3.5份、石脑油2份、轻烃4份、叔丁基苯4份、醋酸乙烯5份、叔丁醇3份、芳烃6份、MTBE7份、乙基叔丁基醚4份、改性甲醇5份、乙酸异丁酯5份、二甲苯5份、烷基苯磺酸钠4份、脂肪酸5 份、溶纤剂5份、乳化剂3份。
在本实施例中，所述烷基化油购自埃克森美孚化工。所述轻烃选用的是碳五，由兰州陇西石油化工股份公司生产。所述芳烃选用的是二甲苯，由山东寿光市发特石油制品有限公司。所述改性甲醇由山西五麟化工生产。所述脂肪酸选用的是脂肪酸甲酯，由河北隆海生物能源股份有限公司。所述溶纤剂选用的是2-乙氧基乙醇，由湖北恒景瑞化工有限公司生产。所述乳化剂选用的是亲油性乳化剂，由南通广卓化工有限公司生产。
实施例2(共1000kg)
一种高动力乙醇汽油的制备方法，包括以下步骤：
第一步，按所述高动力增程组分各原料的重量百分含量称取各原料加入调制釜内搅拌均匀，静置物化5小时后，过滤形成高动力增程组分；
第二步，将100kg仲丁醚，150kgMTBE，100kg乙基叔丁基醚，100kg烷基化油，70kg石脑油，80kg改性甲醇，50kg芳烃，100kg乙醇罐装在搅拌罐内；
第三步，再将250kg高动力增程组分打入搅拌灌内，进行搅拌，经物化反应1小时制得高动力性乙醇汽油；然后输送到高动力乙醇汽油库区。
一种高动力增程组分，是由下列重量份的原料构成的，烷基化油7份、二甲氧基甲烷5 份、硝酸异辛酯3份、碳酸二乙酯5份、异丙醚5份、叔戊基甲基醚5份、二甲醚4份、仲丁醚8份、乙醇胺2份、乙醇6份、2,5-降冰片二烯4份、异丁醇3份、石脑油2.5份、轻烃5份、叔丁基苯2份、醋酸乙烯6份、叔丁醇4份、芳烃7份、MTBE 5份、乙基叔丁基醚3份、改性甲醇6份、乙酸异丁酯3份、二甲苯3份、烷基苯磺酸钠5份、脂肪酸4份、溶纤剂4份、乳化剂3.5份。
各原料的选用同实施例1。
实施例3(共1000kg)
一种高动力乙醇汽油的制备方法，包括以下步骤：
第一步，按所述高动力增程组分各原料的重量百分含量称取各原料加入调制釜内搅拌均匀，静置物化5小时后，过滤形成高动力增程组分；
第二步，将100kg仲丁醚，150kg MTBE，100kg乙基叔丁基醚，100kg烷基化油，70kg石脑油，80kg改性甲醇，50kg芳烃，100kg乙醇罐装在搅拌罐内；
第三步，再将250kg高动力增程组分打入搅拌灌内，进行搅拌，经物化反应1小时制得高动力性乙醇汽油；然后输送到高动力乙醇汽油库区。
一种高动力增程组分，是由下列重量份的原料构成的，烷基化油8份、二甲氧基甲烷4 份、硝酸异辛酯5份、碳酸二乙酯3份、异丙醚6份、叔戊基甲基醚3份、二甲醚3份、仲丁醚6份、乙醇胺3份、乙醇5份、2,5-降冰片二烯3份、异丁醇4份、石脑油3份、轻烃 3份、叔丁基苯3份、醋酸乙烯4份、叔丁醇5份、芳烃5份、MTBE 6份、乙基叔丁基醚 5份、改性甲醇5.5份、乙酸异丁酯6份、二甲苯2份、烷基苯磺酸钠3份、脂肪酸6份、溶纤剂3份、乳化剂4份。
各原料的选用同实施例1。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
