[发明专利]甲醇变性添加剂及其配制方法

说明书

技术领域

本发明涉及化工添加剂，尤其涉及一种用于对车用甲醇燃料和甲醇汽油的化工甲醇进行变性处理的添加剂。

背景技术

随着石油资源的匮乏，国际原油价格的飚升，国内外目前开发以甲醇为原料的石油替代产品技术日益增多。但绝大多数只是将甲醇与化石汽油进行简单的掺和或只是加入部分助溶剂，而没有对所选用的甲醇原料进行变性处理，从而暴露了甲醇与化石汽油调配使用时的一系列问题(如燃烧效率低、油耗大、动力下降、低温冷启动、分层、乳化和尾气排放中含有致癌物质甲醛等)，从而为车用甲醇燃料和车用甲醇汽油的实际应用和推广增加了技术障碍。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提供一种变性甲醇添加剂，这种变性后的甲醇可以作为车用甲醇燃料和甲醇汽油原料，保证了发动机的正常使用，克服了上述实际问题。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：

一种甲醇变性添加剂，其由以下重量份数的组分制成：

本发明所述的甲醇变性添加剂的配制方法包括以下步骤：

1)生产活性剂：将异丙醇与脂肪酸甲酯调配；

2)生产催化燃烧剂副剂：将1号航空煤油与过氧化锌调配；

3)生产催化燃烧剂：将步骤2)生产的催化燃烧副剂与碳酸二甲酯和硝酸异辛酯调配；

4)生产防腐蚀阻溶胀剂：将环己胺与2，6二叔丁基对甲酚调配；

5)调合：将步骤1)生产的活性剂、步骤3)生产的催化燃烧剂和步骤4)生产的防腐蚀阻溶胀剂调配，即可得到甲醇变性添加剂。

本发明的有益效果：环己胺与2，6二叔丁基对甲酚的复合使用，使本品的抗腐蚀溶胀性更强；异丙醇和脂肪酸甲酯的复合使用，使车用甲醇燃料、甲醇汽油的抗水性提高2倍以上；使用表面活性剂脂肪酸甲酯以及脂肪酸甲酯与异丙醇的复合使用，可以使加入本添加剂的甲醇可与化石汽油任意比例互溶，彻底解决了甲醇汽油的低温分层和乳化分层问题；加入1号航煤，解决了甲醇汽油的低温冷启动问题。

本发明中使用的硝酸异辛酯属于硝基酯化物，碳酸二甲酯和脂肪酸甲酯属于羰基酯化物，过氧化锌为抗爆剂。

硝基酯化物对甲醇变性催化燃烧的作用机理：使甲醇燃料燃烧前反应范围扩大加速，如发生RONO₂→RO·+NO₂的分解反应，因NO₂为具有非对称电子的分子，而发生游离反应，NO₂随即夺取燃料中的氢，而开始连锁反应，如RH+NO₂→R·HNO₂，亚硝酸和氧反应生成游离基，而反复地发生NO₂的反应，如HNO₂+O₂→HO₂·+NO₂，而且亚硝酸在高温下分解生成反应性很强的OH基，如HNO₂→OH·+NO，生成的烷基(R)和烷氧基(RO)容易进行反应，进而生成氧化物和游离基。硝酸酯的烃基部分的作用是容易分解为烷氧基(RO)，而分子中的NO₂部分，很容易和烃基发生反应，因而致使燃料的燃烧性能改善，滞燃期缩短，燃烧率提高。

羰基酯化物对甲醇燃料催化燃烧的作用机理：羰基酯化物对甲醇燃料催化燃烧最具代表性的是碳酸二甲酯，碳酸二甲酯是良好的甲基化剂、羰基化剂、羧甲基化剂和甲氧基化剂。羰基化学性质活泼，特别是同时含有羰基、羧基和甲基等多种官能团的有机化合物，能与醇类发生甲基化反应和羰基化反应，生成多种衍生物，降低了甲醇燃料汽化潜热，提高了能量转化率。实验数据表明，在一定数量范围内，羰基酯化物的使用量每超过5‰，甲醇燃料的汽化潜热可降16％，油耗可降低3～5％，动力性能有明显提高。

羰基酯化物是较好的润滑添加剂，一定数量的羰基酯化物可改变甲醇燃料的润滑性，减少发动机的磨损和摩擦并避免未汽化部分的甲醇流入缸壁，从而降低能量损失，提高能量转化率。实践证明，加入一定数量羰基酯化物的甲醇燃料使用时发动机温度较没有加入时的甲醇燃料使用时发动机温度低了2～3℃。

过氧化锌的作用机理：爆震现象是汽油在气缸内燃烧过程中，随着缸体内温度和压力的升高会产生大量有机过氧化物聚集，这种聚集造成火花塞火焰未传到气缸之前，缸内混和气已形成多点燃烧，并导致火焰燃烧速度提高10～100倍，使得缸内压力骤然增加，从而形成爆震。因此，消除气缸内的有机过氧化物是减轻爆震的关键。

过氧化锌，分子式ZnO₂，白色粉末，密度1.571，加热至150℃以上或遇酸会分解，可用作硫化促进剂、防腐剂、热收敛剂等。