一種汽油添加劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽油添加劑技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種能提高汽油辛烷值的汽油添加劑， 本發(fā)明還涉及該汽油添加劑的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽油添加劑是燃油添加劑的一種簡稱，是為了彌補(bǔ)燃油自身存在的質(zhì)量問題和機(jī) 動(dòng)車機(jī)械制造極限存在的不足，從而使汽油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠克服激冷效應(yīng)、縫隙效應(yīng)，清除進(jìn)氣 閥、電噴器的積炭，使柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能夠克服噴油器難以更加細(xì)的霧化以及產(chǎn)生殘油后滴的 問題，使汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛都能夠達(dá)到保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況、實(shí)現(xiàn)燃油更完善和更完全的 燃燒，從而達(dá)到清除積炭、節(jié)省燃油、降低排放、增強(qiáng)動(dòng)力等功效。
[0003] 從添加劑的生產(chǎn)工藝來區(qū)分，燃油添加劑可分為化學(xué)添加劑、生物及物理添加劑。 化學(xué)添加劑是最早出現(xiàn)且應(yīng)用最廣泛的添加劑，即把化學(xué)藥品添加到燃油中，通過化學(xué)反 應(yīng)來達(dá)到相應(yīng)作用，如抗爆劑、清潔劑、抗氧化劑、防凍劑、抗靜電劑、助燃劑及染色劑等。提 高汽油的品質(zhì)主要從提高辛烷值入手，應(yīng)用比較普遍的汽油添加劑組分主要是有機(jī)金屬化 合物、醚類、酸脂類、醇類等。
[0004] 甲基環(huán)戊二烯三羰基錳（MMT)是一種能提高汽油辛烷值的有機(jī)金屬化合物，屬于 金屬化合物類抗爆劑，其抗爆性能佳、與汽油感應(yīng)性良好，但美國油浴擔(dān)心MMT對(duì)人體健康 和車輛排放控制系統(tǒng)造成不良影響，一直沒有大面積使用。甲基叔丁基醚（MTBE)為甲醇和 異丁烯反應(yīng)的產(chǎn)物，具有醚類所特有的氣味，與汽油的相溶性好，且由于化學(xué)結(jié)構(gòu)中叔碳原 子和甲基的影響，使其具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。然而在20世紀(jì)90年代后期，首先在美國加 州的地下水中發(fā)現(xiàn)含有MTBE，被污染的地下水10多年后依然不會(huì)降解。醇類主要是指甲 醇、乙醇等，屬含氧燃料，乙醇和甲醇的含氧量分別是34. 7%和50%，其辛烷值高。但是，乙 醇的飽和蒸汽壓、閃點(diǎn)、燃燒熱值、水溶性等與汽油之間存在一定的差距，因此，將乙醇加入 汽油會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)、油品存儲(chǔ)等產(chǎn)生負(fù)面影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種能有效提高汽油的 辛烷值、減少含碳沉積物的產(chǎn)生和廢氣排放的汽油添加劑，該汽油添加劑有利于降低汽油 中烯烴、芳烴和硫的含量。
[0006] 本發(fā)明所要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種上述汽油添 加劑的制備方法，該方法制備的催化劑能有效提高汽油的辛烷值、減少含碳沉積物的產(chǎn)生 和廢氣排放，且有利于降低汽油中烯烴、芳烴和硫的含量。
[0007] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為：一種汽油添加劑，其特征在于： 按重量計(jì)，包括以下組分
[0008]
[0009] 作為改進(jìn)，所述添加劑為鄰苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亞砜與催化劑的混 合物，且該混合物中鄰苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亞砜、催化劑的質(zhì)量比為1: (3~ 4) : (5 ~6) : 1 〇
[0010] 再改進(jìn)，所述催化劑的制備過程如下：
[0011] (a)將硝酸鈰銨加入到乙醇水溶液中，攪拌均勾，配置成溶液A;將二苯甲酰甲烷 加入到乙醇水溶液中，攪拌均勻，配置成溶液B;將氫氧化鈉加入到去離子水中配置成溶液 C；
[0012] (b)室溫下，將溶液B滴加到溶液C中，生成白色懸浮液，滴加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng) 30~60min，反應(yīng)完畢后將溶液A滴加到上述的B、C的反應(yīng)混合液中，出現(xiàn)固體顆粒沉淀， 滴加完畢后繼續(xù)反應(yīng)2~3h，反應(yīng)完畢后依次抽濾、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重結(jié)晶，得 到的固體產(chǎn)物即所述的催化劑。
[0013] 作為優(yōu)選，所述硝酸鋪銨、二苯甲酰甲燒、氫氧化鈉的重量比為1:2:0. 3。
[0014] 優(yōu)選地，所述乙醇水溶液為乙醇與去離子水按照體積比1:1混合而得到的混合溶 液。
[0015] -種上述汽油添加劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟：
[0016] (1)在常溫常壓下，分別將各組分原料中的不溶物除去；
[0017] (2)將6~10份異辛烷、3~4份二氨基苯甲醚、5~8份乙二醇叔丁基醚加入到 容器中，并攪拌10~15min;然后加入20~30份甲苯、10~12份異辛醇，采用栗循環(huán)方式 混合攪拌20~25min;
[0018] (3)向步驟（2)所得混合物中加入2~4份四乙烯五胺、1~2份聚異丁烯基丁二 酰亞胺、1~3份二十燒酸、2~4份碳酸二甲酯，升溫至40~45 °C保溫并攪拌20~30min;
[0019] (4)向步驟⑶所得混合物中加入2~5份添加劑，于38~42°C下攪拌15~ 20min，然后降至室溫并對(duì)混合物進(jìn)行過濾去除不溶物，即得到所述的汽油添加劑。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
[0021] 本發(fā)明中使用的異辛烷為純碳?xì)浠衔?，燃燒后無污染，可以有效降低普通汽油 燃燒產(chǎn)生的PM2. 5,并且可以替代傳統(tǒng)汽油辛烷值添加劑MTBE;乙二醇叔丁基醚、二氨基苯 甲醚的添加可使汽油的餾程溫度降低，燃燒性能獲得改善，使汽車的駕駛性能指數(shù)提高，環(huán) 境污染減少，且乙二醇叔丁基醚、二氨基苯甲醚的稀釋作用有利于降低汽油中烯烴、芳烴和 硫的含量；碳酸二甲酯毒性非常低，歐洲1992年把其列為無毒化學(xué)品，它難溶于水，但可以 與醇、醚、酮等幾乎所有的有機(jī)溶劑混溶，由于碳酸二甲酯的分子結(jié)構(gòu)中含有CH3-、-C0-、 CH3O-CO-等多種官能團(tuán)，具有良好的化學(xué)反應(yīng)活性，可以有效提高汽油的辛烷值；聚異丁烯 基丁二酰亞胺可以在高溫分解下產(chǎn)生活性的自由基，有助于汽油燃料的氧化燃燒，使其產(chǎn) 生具有催化助燃和節(jié)能助燃的作用；
[0022] 本發(fā)明中所使用的添加劑中，二甲基亞砜作為主要的溶劑，能很好將鄰苯二甲酰 肼、乙酰丙酮、催化劑混溶在一起，乙酰丙酮作為催化劑的穩(wěn)定劑，而鄰苯二甲酰肼可以與 四乙烯五胺一起提高催化劑的活性；
[0023] 本發(fā)明中所使用的催化劑在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生鈰顆粒，稀土氧化物可以有效提高 和延長催化劑的效率，且在高溫時(shí)提高催化劑的熱穩(wěn)定性，鈰的稀土復(fù)合氧化物在高溫下 可以維持晶粒結(jié)構(gòu)無變化，具有很好的催化能力，且具有抗硫、抗鉛的能力，這是因?yàn)镃e還 原電位比較低，Ce4+和Ce3+離子之間氧化還原較為容易，由此使得Ce在儲(chǔ)存氧、釋放氧的過 程中較易實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，鈰顆粒還可以更有效地降低燃燒過程的反應(yīng)活化能，從而使汽油可以 在較低溫度下完全燃燒，降低了尾氣中污染物的排放，改善了動(dòng)力性能，另外，鈰顆粒分散 在氣缸和排氣系統(tǒng)中，能催化氧化不完全燃燒的烴類，其與聚異丁烯基丁二酰亞胺、二十烷 酸協(xié)同作用有效減少了含碳沉積物的產(chǎn)生和廢氣的排放。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0025] 實(shí)施例1 :
[0026] 本實(shí)施例中的汽油添加劑按重量計(jì)，包括以下組分： 「00271
[0029] 其中，添加劑為鄰苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亞砜與催化劑的混合物，且該混 合物中鄰苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亞砜、催化劑的質(zhì)量比為1:4:6:1。
[0030] 上述催化劑的制備過程如下：
[0031] (a)將1質(zhì)量份的硝酸鈰銨加入到10質(zhì)量份的乙醇水溶液（V乙醇：V水=1 :1) 中，攪拌均勻，配置成溶液A;將2質(zhì)量份的二苯甲酰甲烷加入到10質(zhì)量份的乙醇水溶液（V 乙醇：V水=1 :1)中，攪拌均勾，配置成溶液B;將0. 3質(zhì)量份的氫氧化鈉加入到10質(zhì)量份 的去離子水中配置成溶液C;
[0032] (b)室溫下，將溶液B滴加到溶液C中，生成白色懸浮液，滴加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng) 30min，反應(yīng)完畢后將溶液A滴加到上述的B、C的反應(yīng)混合液中，出現(xiàn)固體顆粒沉淀，滴加完 畢后繼續(xù)反應(yīng)2h，反應(yīng)完畢后依次抽濾、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重結(jié)晶，得到的固體產(chǎn) 物即所述的催化劑。
[0033] 本實(shí)施例中汽油添加劑的制備方法包括以下步驟：
[0034] (1)在常溫常壓下，分別將各組分原料中的不溶物除去；
[0035] (2)將異辛烷、二氨基苯甲醚、乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并攪拌IOmin;然后 加入甲苯、異辛醇，采用栗循環(huán)方式混合攪拌20min;
[0036] (3)向步驟（2)所得混合物中加入四乙烯五胺、聚異丁烯基丁二酰亞胺、二十烷 酸、碳酸二甲酯，升溫至40°C保溫并攪拌20min;
[0037] (4)向步驟（3)所得混合物中加入添加劑，于38°C下攪拌15min，然后降至室溫并 對(duì)混合物進(jìn)行過濾去除不溶物，即得到目標(biāo)產(chǎn)物汽油添加劑。
[0038] 實(shí)施例2 :
[0039] 本實(shí)施例中的汽油添加劑按重量計(jì)，包括以下組分：
[0040]
[0042] 其中，添加劑為鄰苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亞砜與催化劑的混合物，且該混 合物中鄰苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亞砜、催化劑的質(zhì)量比為1:3:5:1。
[0043] 上述催化劑的制備過程如下：
[0044] (a)將1質(zhì)量份的硝酸鈰銨加入到10質(zhì)量份的乙醇水溶液（V乙醇：V水=1 :1) 中，攪拌均勻，配置成溶液A;將2質(zhì)量份的二苯甲酰甲烷加入到10質(zhì)量份的乙醇水溶液（V 乙醇：V水=I:1)中，攪拌均勾，配置成溶液B;將0. 3質(zhì)量份的氫氧化鈉加入到10質(zhì)量份 的去離子水中配置成溶液C;
[0045] (b)室溫下，將溶液B滴加到溶液C中，生成白色懸浮液，滴加完畢后繼續(xù)攪拌反應(yīng) 60min，反應(yīng)完畢后將溶液A滴加到上述的B、C的反應(yīng)混合液中，出現(xiàn)固體顆粒沉淀，滴加完 畢后繼續(xù)反應(yīng)3h，反應(yīng)完畢后依次抽濾、水洗、干燥，并在氯仿溶液中重結(jié)晶，得到的固體產(chǎn) 物即所述的催化劑。
[0046] 本實(shí)施例中汽油添加劑的制備方法包括以下步驟：
[0047] (1)在常溫常壓下，分別將各組分原料中的不溶物除去；
[0048] (2)將異辛烷、二氨基苯甲醚、乙二醇叔丁基醚加入到容器中，并攪拌15min;然后 加入甲苯、異辛醇，采用栗循環(huán)方式混合攪拌25min;
[0049] (3)向步驟（2)所得混合物中加入四乙烯五胺、聚異丁烯基丁二酰亞胺、二十烷 酸、碳酸二甲酯，升溫至45°C保溫并攪拌30min;
[0050] (4)向步驟（3)所得混合物中加入添加劑，于42°C下攪拌20min，然后降至室溫并 對(duì)混合物進(jìn)行過濾去除不溶物，即得到汽油添加劑。
[0051] 實(shí)施例3:
[0052] 本實(shí)施例中的汽油添加劑按重量計(jì)，包括以下組分：
[0053]
[0055] 其中，添加劑為鄰苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亞砜與催化劑的混合物，且該混 合物中鄰苯二甲酰肼、乙酰丙酮、二甲基亞砜、催化劑的質(zhì)量比為1:3:6:1。
[0056] 上述催化劑的制備過程如下：
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