[发明专利]一种车用混合燃油

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种车用液体代用燃料领域，特别涉及一种车用混合燃油。

二、背景技术

油价一路走高，全球惊呼油荒。为了应对石油紧张局势，寻找车用代用燃料成为世界各国的研究热点，尤其是近年来发展甲醇车用燃料更是重中之重。在我国甲醇汽柴油已由研究进入试用阶段，对缓解石油紧张起到重要作用。但通过实践证明，由于甲醇不具有油溶性，需加助溶剂才可与汽柴油互溶，甲醇汽柴油在运输、储存、使用上都必须防水。这就造成应用中的很大难题，如南方气候潮湿，易造成甲醇燃料分层；在北方冬季气温低，低温下同样造成甲醇燃料分层，使甲醇燃料不能正常使用。因此，甲醇的非油溶性质，制约了甲醇汽柴油的发展。如何改变甲醇可溶于油的研究成为当前世界的重大课题，针对甲醇的变性使之成为稳定的甲醇汽柴油，已产生了一些专利及成果。如CN86104230B和CN101665728B发明专利，都公开了采用甲醇的衍生物二甲氧基甲烷(甲缩醛)作为甲醇汽油的添加剂，产生了积极有效的作用，但由于二甲氧基甲烷沸点低易挥发损失和产生气阻，在配方中分别使用了苯10-18％和焦化混合苯7-20％，据目前国内市场企业生产的焦化混合苯产品，苯占80％的高比例(见其它证明文件：焦化混合苯含量)，按此计算，苯在汽油中所占比例高达5.6-16％。苯剧毒，又是公认的致癌物，车用无铅汽油国家标准中规定苯的含量不大于2.5％，因此，使用受到限制。又如CN101892097A和CN102268304A发明专利，分别公开了使用粗品甲缩醛(二甲氧基甲烷)作为含甲醇的汽油组分和柴油的方法，对甲醇的使用起到助溶和防止分层的作用，但其步骤只是对粗品的脱水提纯，并非是用甲醇与甲醛直接合成的甲缩醛；再如CN101541929A的发明专利，公开了利用生产生物柴油的副产品甘油合成甘油缩甲醛的脂肪酸酯的方法，这对充分利用甘油作为替代燃油有较好的作用，但并未应用到石油燃料的甲醇汽柴油中。

三、发明内容

本发明的目的是针对现有甲醇汽柴油技术的不足，提供一种制备简单、成本低、性能高、能解决甲醇与汽柴油不需添加助溶剂即可互溶、吸潮和低温不分层的一种车用混合燃油。

解决上述问题采用的技术方案一种车用混合燃油，是由以下重量百分比的组分组成：缩醛、醚5-75％，醚、呋喃、酯2-28％，燃油16-93％。

所述的缩醛、醚组成及重量百分比如下：甲缩醛5-80％、乙缩醛3-15％、甘油甲缩醛2-35％、乙二醇甲醚8-65％；缩醛、醚的合成原料组成及重量百分比如下：甲醇28.4-45.4％、37％的甲醛14.8-42.1％、乙醇1.8-9％、甘油1.5-25.4％、环氧乙烷5-30％；缩醛、醚的合成条件如下：催化剂HZSM-5分子筛，按原料重量百分比加入1-6％、合成温度15-150℃、合成压力为常压、合成时间为2-5小时。

所述的醚、呋喃、酯为甲基叔丁基醚、二甲基呋喃、聚甲醛二甲醚、乙酰丙酸甲酯任选一种。

所述的燃油为石脑油、200^#溶剂油、汽油、蜡油、柴油、重柴油任选一种。

一种车用混合燃油，其制备方法如下：(1)、缩醛、醚的合成：先向反应釜中加入甲醇和催化剂，再滴加环氧乙烷，边搅拌边反应，加完后再分别向反应釜中加入乙醇、37％的甲醛、甘油，继续搅拌反应，反应结束后，先经精馏，分别单独收集42-43℃馏分为甲缩醛、88-90℃馏分为乙缩醛、124-125℃馏分为乙二醇甲醚、193-195℃馏分为甘油甲缩醛，然后进行配制而成；(2)、一种车用混合燃油的制备：先向调合罐中加入缩醛、醚，然后分别加入醚、呋喃、酯和燃油，搅拌均匀即得产品。

本发明的技术方案其主要优点如下：

(1)、改变现有技术甲醇转化为缩醛、醚产品的单个合成工艺。按目前生产甲缩醛、乙缩醛、甘油甲缩醛、乙二醇甲醚四个产品，常规必须独个生产，而且使用无机酸(硫酸)和路易斯酸作催化剂，存在腐蚀和分离问题。本发明使用固体酸催化剂，将多个产品结合一起混合生产，由多道工序改变为一道工序，催化剂不用分离即可反复使用，因此，节省能源、减少排放、降低成本、节约投资。其反应机理如下：

甲醇、乙醇、甘油分别与甲醛的反应为缩醛反应，而甲醇与环烷乙烷的反应为乙氧基化反应。缩醛反应是在酸性催化剂作用下发生亲核加成反应生成半缩醛，下面以甲醇和甲醛反应为例：

生成的半缩醛在H⁺作用下，失去一分子，形成正碳离子，再与一分子甲醇作用，生成稳定的甲缩醛：

总的反应式可写成：