[发明专利]草酸酯类新型含氧燃油或燃油添加剂及其应用

说明书

本发明涉及草酸酯类新型含氧燃油或燃油添加剂及其应用，具体地提出了草酸酯类新型含氧燃油或燃油添加剂燃油新体系，草酸酯及其含草酸酯混合物作为燃料的用途和提高燃料在燃烧性能方面的用途和降低燃料对环境污染的用途。本发明的草酸酯类化合物或组合物可实现有效替代目前主流燃油的目的，并且能够有效提高目前工业燃料油和民用燃料的燃烧性能和降低环境污染。

技术领域

本发明属于能源化工领域，具体的属于燃油产品和助剂领域，具体涉及草酸酯类新型含氧燃油或燃油添加剂及其应用。

背景技术

石油是一种不可再生资源，是燃油的主要原料来源。一方面我国是“缺油少气”高度依赖石油进口的国家，面临严峻的能源安全问题。另一方面燃油排放尾气中含有不完全燃烧产生的碳烟、PM2.5、NO_x、CO、HC等污染物，是主要的大气污染源之一，汽车尾气污染已成为我国大面积雾霾的主要成因。以“煤代油”发展“煤基”及“生物基”含氧燃油，逐步替代石油基汽油、柴油，全面推广醇醚酯燃油，尽可能在汽、柴油中增加醇醚酯等非石油产品的比例，减轻对石油的依赖，提高燃烧效率，减少污染物排放，是我国燃油的发展方向。

汽油和柴油是从石油直接分离或通过裂解、重整和加氢生产得到的最常用燃油。柴油组分比汽油组分的分子链更长，油品的沸点和粘度更高。

常用的甲醇、乙醇添加剂存在极性强，挥发性大，与柴油互溶性差、需要助溶助剂，低温容易分层，燃烧容易产生甲醛或乙醛，存在腐蚀金属管路等问题。混合燃油中少量水分存在会导致分层，影响使用，需要无水乙醇或无水甲醇。甲醇还存在挥发性大和毒性大的问题；二甲醚、甲酸甲酯、甲缩醛等添加剂同样存在沸点低，挥发性大，毒性大，甲酸甲酯、甲缩醛存在极易水解，腐蚀设备，使用现有储运系统还有挥发损失和危险性大等系列问题。

虽然甲醇衍生物碳酸二甲酯(参见专利申请CN201010136069)或聚甲氧基二甲醚(参见专利申请CN201310435172)改善了与燃油的互溶性，但存在热值偏低、生产成本高、性价比低的问题。曾经被认为比较理想可大量添加的甲基叔丁基醚由于致癌性已被美国禁用。

综上所述，互溶性、使用安全性、生产成本是制约含氧添加剂在汽、柴油中大量使用的三大主要障碍。因此，需要创立能够较好弥补以上不足的新型燃油体系。

李永强等研究了草酸二异戊酯的合成，同时将其作为新型柴油十六烷值改进剂(参见李永强，王书燕；柴油十六烷值改进剂草酸二异戊酯的合成；《化工中间体》；2014)。

梁渠等研究了在复配生物柴油中添加硝酸正丁酯(NBN)、草酸正丁酯(DNBO)、氢过氧化叔丁烷(TBHP)以及三者两两复配的CN改进剂，证明DNBO与TBHP复配有协同增加十六烷值的作用(参见梁渠，周涛，曹金磊；基于自燃点法的复配麻风树柴油的十六烷值改进与测定；《林产化学与工业》；2015)。

胡应喜等研究了草酸二异丁酯的合成方法，并将其作为柴油十六烷值改进剂(参见胡应喜，孙少磊；新型柴油十六烷值改进剂草酸二异丁酯的合成；《化学与生物工程》；2007)。

陈光等研究了草酸二正丁酯的合成方法，并将其作为柴油十六烷值改进剂(参见陈光，张晓丽，钱新华，任立国，催化合成新型十六烷值改进剂草酸二正丁酯，《当代化工》，2006)

专利申请CN201310384220.4公开了一种船用甲醇燃油，其采用十六烷值改进剂为草酸甲酯、草酸乙酯、草酸丙酯、草酸丁酯等的混合物。

CN201610181360.5一种节油柴油清净剂，其包含十六烷值改进剂，十六烷值改进剂由草酸二正丁酯、草酸二异丁酯、草酸二丙酯混合而成，所述草酸二正丁酯、草酸二异丁酯、草酸二丙酯的质量比为(1-3)∶(1-3)∶(1-3)。