專利名稱：一種提高柴油十六烷值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及柴油性能改進(jìn)的方法，特別是涉及一種柴油十六烷值協(xié)同改進(jìn)的方法。
背景技術(shù)：
十六烷值(cetane number，簡寫為CN)是用來衡量柴油抗爆性的一項(xiàng)重要指標(biāo)， 通常柴油的十六烷值的大小取決于柴油中烴類組成，其中烷烴類化合物的十六烷值(CN) 最大(50-70單位)，環(huán)烷烴次之(30-40單位)，芳烴最低(5-20單位)，特別是二環(huán)及三環(huán) 以上的芳烴更低。而十六烷值直接影響柴油的燃燒性能和排放情況。研究表明，無論柴油 中是否添加十六烷值改進(jìn)劑，但只要增加十六烷值，都可減少柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的HC (烴類)CO和 NOx的排放量，提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率減少環(huán)境污染。為滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)對車用柴油的要求，美國發(fā)動(dòng)機(jī)制造商協(xié)會(huì)建議柴油 發(fā)動(dòng)機(jī)最好使用十六烷值大于50的柴油燃料(但不得超過60)，美國加州南岸從1993年起 就已把柴油十六烷值從不小于40提高到48，日本和德國則分別提高到54. 5和49. 4，我國 國III車用柴油標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定車用柴油十六烷值不小于49。轉(zhuǎn)數(shù)一定的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)必須燃用與之相適應(yīng)的一定十六烷值的柴油燃料，十六烷 值過低或過高都會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作，若燃用十六烷值過高的柴油，其滯燃期太短，在 燃燒過程快速生成過氧化物，在還沒有達(dá)到良好的混合前，就發(fā)生燃燒，也就是在空氣不足 的情況下發(fā)生早燃，早燃火焰極短，使一部分烴類分解，生成炭煙顆粒物隨尾氣排放，同時(shí) 會(huì)增加噴嘴氣缸壁和活塞頭的積碳和磨損。早燃時(shí)，噴入燃燒室的大部分柴油燃料在活塞 的上止點(diǎn)前，已經(jīng)發(fā)生燃燒。所產(chǎn)生的熱能白白消耗在燃燒室中氣體體積的變化上，而造成 燃油的浪費(fèi)。目前各國原油的重質(zhì)量化趨勢越來越嚴(yán)重，導(dǎo)致石油產(chǎn)品的性質(zhì)發(fā)生變化，直餾 柴油產(chǎn)量減少，十六烷值不斷下降。在這種情況下，各煉油廠普遍采用催化裂化、減粘裂化、 延遲焦化和加氫裂化等二次加工工藝提高柴油的產(chǎn)量，但這些柴油組分普遍存在十六烷值 低，穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)。提高柴油的十六烷值有三種方法(1)、將高十六烷值的直餾柴油與低十六烷值的二次加工柴油調(diào)合，但這會(huì)耗用大 量直餾柴油，影響以直餾柴油為原料的乙烯等產(chǎn)品生產(chǎn)。(2)、采用溶劑抽提和加氫精制的方法加氫脫硫，使芳烴飽和并發(fā)生選擇性開環(huán)， 深度脫硫脫氮降芳烴(特別是多環(huán)芳烴)提高其十六烷值。(3)、添加十六烷值改進(jìn)劑，這種方法具有工藝簡單、成本低、靈活多樣的特點(diǎn)， 十六烷值改進(jìn)劑是一些熱穩(wěn)定性相對較差的化合物，在受熱溫度較低的情況下就能夠分解 產(chǎn)生大量的活性自由基，這些自由基的存在使得柴油燃料即使在較低溫度下就可以被氧化 成過氧化物，過氧化物分解產(chǎn)生大量的RO和OH自由基，使燃燒鏈反應(yīng)加速，燃料滯燃期縮 短，柴油得以快速平穩(wěn)的完全燃燒。
權(quán)利要求
1.一種提高柴油十六烷值的方法，其特征在于通過在傳統(tǒng)柴油組分中加入多組份十六 烷值改進(jìn)劑，協(xié)同提高柴油的十六烷值；所述改進(jìn)劑組份選自以下化合物(1)、二烷氧基鏈烷烴，O)、過氧化物，(3)、多羧酸多酯。
2.如權(quán)利要求1所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述柴油組分包括催 化裂化、減粘裂化、延遲焦化和加氫裂化柴油組分，煤焦油的洗油餾分，煤焦油的I蒽油餾 分。
3.如權(quán)利要求1所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述的二烷氧基鏈烷烴 是以化學(xué)式R-O-X-O-R為代表的一族含氧化合物，式中R = CnH2n+1，0 =氧原子和X = CmH2m0
4.如權(quán)利要求1或3所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述的二烷氧基鏈 烷烴是二甲氧基丙烷。
5.如權(quán)利要求1所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述的過氧化物包括叔 丁基過氧化氫，二叔丁基過氧化物，2. 5-二甲基-2. 5-雙(叔丁基過氧化基)乙烷。
6.如權(quán)利要求1或5所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述的過氧化物為 二叔丁基過氧化物。
7.如權(quán)利要求1所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述的多羧酸多酯為草酸二丁酯。
8.如權(quán)利要求1所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述的十六烷值改進(jìn)劑 中，二烷氧基鏈烷烴為二甲氧基丙烷，過氧化物為二叔丁基過氧化物，多羧酸多酯為草酸二 丁酯；其加入量為1 二甲氧基丙烷，0. 35 2. Iwt %二叔丁基過氧化物和0. 4 的草酸二丁酯。
9.如權(quán)利要求1所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述的十六烷值改進(jìn)劑 中，二烷氧基鏈烷烴為二甲氧基丙烷，過氧化物為二叔丁基過氧化物，多羧酸多酯為草酸二 丁酯；其加入量為1 3wt % 二甲氧基丙烷，0. 35 0. 6wt % 二叔丁基過氧化物和1 % 的草酸二丁酯。
10.如權(quán)利要求7所述的提高柴油十六烷值的方法，其特征在于所述的草酸二丁酯采 用下述方法合成以草酸和丁醇為原料，以強(qiáng)酸性陽離子交換樹脂為催化劑合成。預(yù)先在分 水器中加入一定量的水然后在裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)的三口瓶中加入2-5mol草 酸，Imol 二丁醇，加入5. Owt %的強(qiáng)酸性鉬離子交換樹脂帶水劑甲苯10ml。在不斷攪拌下反 應(yīng)5小時(shí)，期間按時(shí)分出反應(yīng)生產(chǎn)的水和回流，反應(yīng)完畢，首先將催化劑從反應(yīng)體系中分離 出去，，先后分別用堿性水和蒸餾水洗滌反應(yīng)液體至中性，最后將反應(yīng)液體真空蒸餾，收集 產(chǎn)物草酸二丁酯；其中上述酯化反應(yīng)溶于200mol水中，滴加氨水調(diào)節(jié)PH在8-9，將所 得的氫氧化鐵沉淀過濾用蒸餾水洗滌，干燥后得5. Ig氫氧化鐵粉末，然后將其侵入25ml濃 度為0. 5mol/dm3的硫酸溶液中20分鐘后過濾出固體放在高溫爐中在50°C下焙燒4小時(shí)， 即得到SO4VFe2O3固體超強(qiáng)酸催化劑。
全文摘要
本發(fā)明為一種提高柴油十六烷值的方法，該方法通過在傳統(tǒng)柴油組分中加入多組份十六烷值改進(jìn)劑，協(xié)同提高柴油的十六烷值；所述改進(jìn)劑組份選自以下化合物二烷氧基鏈烷烴，過氧化物，多羧酸多酯；優(yōu)選二甲氧基丙烷，二叔丁基過氧化物，草酸二丁酯。本方法大大減少了改進(jìn)劑使用量，同時(shí)獲得了較高十六烷值的柴油化合物。
文檔編號(hào)C10L1/19GK102051248SQ20091023030
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日
發(fā)明者車春玲 申請人:濟(jì)南開發(fā)區(qū)星火科學(xué)技術(shù)研究院