CN102453559A - 一种用于发动机节能减排的燃油添加剂及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一类用于发动机节能减排的燃油添加剂，该添加剂为含呋喃环结构的醚类化合物中的一种或二种以上混合组成，直接添加到燃料中，适用于汽油、柴油为燃料的汽油机(车)、柴油机(车、船)、柴油发电机、燃柴油锅炉等使用。本燃油添加剂能够减少尾气中一氧化碳、碳氢化物及黑烟的排放量，具有一定的油路清洁净化功效，达到保护环境，降低油耗的双重功效。

Description

一种用于发动机节能减排的燃油添加剂及应用

技术领域

本发明从燃料在发动机燃烧的特性出发，研制出一种汽、柴油通用的醚类燃油添加剂，该添加剂由含呋喃环结构的醚类化合物构成，具有节油、助燃、减少排放尾气中一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、黑烟等有害物的排放。

背景技术

随着近年来国内机车保有量的增加，汽油、柴油等燃料油的消费量日益攀升，需要大量进口石油来满足国内市场需求，开发节油添加剂及替代油品的需求越来越迫切。现有汽油(或柴油)支链烷烃少，辛烷值(十六烷值)低，容易产生燃料与空气混合自燃的爆震现象，造成燃料燃烧不充分，产生一氧化碳、氧化氮及未燃烧的碳氢化合物、黑烟等有害物，影响生态环境和人类健康；不完全燃烧产生的焦炭等固体物质还会吸附在节流阀的下部，形成沉积物，减少发动机空气的吸入，并影响尾气排放，使空气与燃料比例偏离适宜的范围，进一步恶化发动机内燃烧状况，降低发动机的使用寿命，增加燃油消耗。

为了达到节油、减少积炭、净化尾气的目的，现已研制出不少燃料油添加剂，如中国专利CN1033393A公开的节油添加剂由促进燃料燃烧的环烷酸锌、环烷酸锰、环烷酸铁和环烷酸钴混合搅拌制成，可降低尾气烟度；CN1357605A公开的节油添加剂由表面活性剂、石油磺酸钠、烷基萘、钛酸盐、磺酸钙、二茂铁等组分构成，可用于制造水与柴油乳化燃料，用于减少积炭的生成；申请号为CN1162626A的燃油添加剂，由钛酸酯偶联剂、多环化合物、芳香化合物、樟脑或松香等配制而成，这种添加剂主要目的是助燃、减少积炭，保护发动机。这些燃油添加剂组分多，生产工艺较复杂，生产成本高，而且有个别化合物难于获得。

甲醇、乙醇等低级脂肪醇是现有燃油添加剂中常用的替代燃料。如中国专利CN101402890A公开的一种甲醇汽油的生产方法；申请号为CN1699517A公开一种醇型乳化柴油及其制备方法，将乙醇或甲醇添加到柴油、水、乳化剂中，制得的乳化燃料，既适合柴油汽车作燃料，更适合船舶、拖拉机、发电机等柴油内燃机作燃料。但是，以甲醇、乙醇为燃油添加剂，存在着以下缺点：能量密度低，对长途运输很不利；改变了燃料的汽化特性，不利于车辆的冷启动；燃烧后会产生对金属有腐蚀作用的有害物质；甲醇或乙醇与汽油、柴油的混合物对水非常敏感，易出现分相。

综上所述，现有燃油添加剂存在组成复杂，节油不节钱；功能单一，使用复杂等缺点。具备助燃、节油的添加剂，基本无清洗净化功能；而有清洗净化功能的添加剂又无助燃功效，并且清洗净化功能只是在油路或汽化器有积炭后，通过表面活性剂进行清洗、净化，而不是从燃料品质本身出发去保证油路和汽化器的正常工作。

发明内容

本发明目的是提供一种用于发动机节能减排的燃油添加剂及应用。

本发明采用一种含呋喃环结构醚类化合物，该醚类化合物可以从糖、纤维素获得，且宜规模化生产，便于运输和使用；该醚类化合物能量密度高于乙醇和甲醇，和汽油、柴油相当；该醚类化合物具有一定的表面活性，有利于油路清洁净化，消烟降耗，减少尾气污染，保护发动机，延长使用寿命的作用；该醚类化合物易溶于汽油、柴油，不溶于水，使用过程中不产生沉淀；该醚类化合物毒性小、使用安全，对环境无污染等特性。

本发明的目的是通过如下方式实现的：

一种用于发动机节能减排的燃油添加剂，该油品添加剂为含呋喃环结构的醚类化合物中的一种或二种以上混合。

所述含呋喃环结构的醚类化合物，可以为呋喃环上带有烷基、醛基、羟甲基、醚基四种取代基中的一、二、三或四个能增强燃烧性能的基团。

所述含呋喃环结构的醚类化合物，较好可为呋喃环上带有烷基、醛基、羟甲基、醚基四种取代基中的一、二、三或四个能增强燃烧性能的含氧基团。

例如：呋喃环上带有甲基、乙基、丙基、异丙基、甲醛基、乙醛基、丙醛基、羟甲基、羟乙基、羟丙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基中一、二、三或四个取代基结构的醚。

所述含呋喃环结构的醚类化合物2-呋喃甲醛、2-呋喃甲醇、5-羟甲基糠醛、5-甲氧基甲基糠醛、5-乙氧基甲基糠醛、2，5-二甲氧基呋喃、或2，5-二甲基呋喃。

所述油品添加剂的应用，该油品添加剂可以添加到车用、船用、锅炉用或航空用燃料油中使用，如：汽油或柴油，可以直接添加到燃料油品中使用，用于发动机节能减排。

油品添加剂于燃料油中的添加质量比例为0.1-20％。

本发明研制适用于燃油发动机的燃油添加剂，具有助燃、节油、净化功效。该添加剂在工作时，不同断地对油路和汽化器自动进行清洗和净化，并具有显著的助燃、节油、保持油路畅通、燃烧充分、减少尾气污染物的功效。

进一步，在本发明所述的醚类化合物含呋喃环结构。从结构上讲，呋喃是一种五元环醚，在自然界广泛存在，特别是以分子内半缩醛的形式，形成取代的呋喃环系糖类化合物，包括戊糖、果糖，蔗糖等。在本发明所述的含呋喃环结构醚类化合物可以从糖、纤维素、玉米芯等农业废弃物中获得，且宜规模化生产，便于运输和使用。

更进一步，在本发明所述的含呋喃环结构的醚类化合物，能量密度高于乙醇和甲醇，和汽油、柴油相当；该醚类化合物具有一定的表面活性，有利于消烟降耗，节约能源，尾气污染，保护发动机，延长使用寿命的作用；

该含呋喃环结构的醚类化合物在燃油中具有良好的表面活性和乳化性，增强了添加剂和油品及机件接触油面间表面的张力，也使各种成份物质保持一种相对的稳定状态，分散在汽油、柴油中，使用过程中能燃烧且不产生沉积；该醚类化合物毒性小、使用安全，对环境无污染等特性。本发明使用。直接使用减化了生产工艺，消除了操作危险，便于普及推广。

本发明的综合效果在于：使用具有表面活性作用的乳化剂，增强了添加剂和油品及机件接触油面间表面的张力，也使各种成份物质保持一种相对的稳定状态，使燃料中积碳较完全地燃烧，有效阻止燃料燃烧不完全、积碳和胶状物质聚集、结焦而堵塞喷嘴，宜于有机物质被胶溶并通过电荷间的排斥力使微粒子分散于油品中，也起到净化油品中残碳的作用，使燃烧器具保持最佳节能状态，因为充分的燃烧和中和了油品燃烧时产生的氧化物等物质，也就大幅降减了尾气中氧化氮、一氧化碳、二氧化碳和碳氢物质的排放，有显著的环保效果。

本发明采用具有表面活性的醚类化合物为基础，可用于汽油机(车)、柴油机(车、船)、柴油发电机、燃柴油锅炉等，以利于消烟降耗，节约能源。该醚类化合物油溶性良好，因此能减少油品的沉积物，保持燃料系统清洁，并分散燃料油口已形成的油泥，沉渣，使之微小颗粒保持悬浮状态；该醚类化合物同时吸收燃料中的水分呈浊化状态，保持燃料供应系统畅通。该醚类化合物有特殊的含氧极性基团，有一定的清洗去污作用，对汽化器上的污垢有清洗作用，并保持其持续清洁，保证供给发动机稳定的混合气，排气状态就不易恶化，尾气净化得到非常好的控制。

本发明的主要优点和效果：

现有燃油添加剂普通存在功能单一的缺点。如助燃、节油添加剂无清除积碳功能；而清洗、净化的油品添加剂又无助燃、节油功效。本发明采用含呋喃环结构醚类化合物，可以从糖、纤维素、玉米芯等农业废弃物中获得，且宜规模化生产，便于运输和使用；该醚类化合物能量密度高于乙醇和甲醇，和汽油、柴油相当；该醚类化合物具有一定的表面活性，有利于消烟降耗，节约能源，尾气污染，保护发动机，延长使用寿命的作用；该醚类化合物易溶于汽油、柴油，不溶于水，使用过程中；能燃烧且不产生沉淀；该醚类化合物毒性小、使用安全，对环境无污染等特性。本发明使用含呋喃环结构的醚类化合物在燃油中具有良好的表面活性和乳化性，分散在油中，防止沉积。直接添加到油品中使用减化了生产工艺，消除了操作危险，便于普及推广。

本品对人畜无害，对发动机和车辆机械无损害，无二次污染。

本发明添加剂原料中，由于添加剂发挥了表面活性和乳化性，清净、分散、助燃和防结焦功能，使发动机燃料系统、进、排气系统自洁，保持良好车况，燃油得到充分燃烧，尾气中一氧化碳、氧化氮和碳氢化合物等有害排放物含量降低50％以上，节油率达10-15％，延长发动机的大修期。

具体实施方式

实施例1：

按照质量45％的2-呋喃甲醛，55％的5-羟甲基糠醛进行配制油品添加剂。以配制100kg的油品添加剂为例，称取2-呋喃甲醛45kg，5-羟甲基糠醛55kg，放入容器中，在常温常压下进行搅拌，使物料完全混容，静置10小时，将产物在300目的不锈钢过滤器中进行过滤，去除杂质。

实施例2-7：

在实施例2-7中，按照表1中的比例分别进行配置，具体配制方法与实施例1相同。

表1  油品添加剂中组分配比

实施例8：

本实例是实施例1制得的添加剂产品的具体应用。在93号60L无铅汽油中，加入1L的实例1制得的添加剂，搅匀。本发明的添加剂理化指标，见表1。试验是在已行驶58500公里的捷达汽车上使用，在怠速条件下测定排放尾气中的一氧化碳和碳氢化合物的情况，结果见表2。

表2实施例1中油品添加剂的理化指标

表2车型；捷达已行驶58500公里

实施例9：

本实例是实施例2制得的添加剂产品的具体应用。在93号60L无铅汽油中，加入6L的实例2制得的添加剂，搅匀。试验是在奥迪车使用，已行驶38600公里，加添加剂后行驶，测定节油率15％。

实施例10：

本实例是实施例3制得的添加剂产品的具体应用。在50L的0号柴油中，加入8L的实例3制得的添加剂，搅匀。试验是在东风货车上，已行驶37700公里，加添加剂后行驶，测定节油率18％。

实施例11：

本实例是实施例4制得的添加剂产品的具体应用。在柳州五菱微型车上试用。该车试验前拆下缸盖见活塞项部及活塞环上布满积碳，底层坚硬。将该添加剂，以5∶100的质量比例量加到93号汽油中，行驶5000公里后检查，活塞顶部及活塞环上漆膜表面疏松部分全部除掉，底层坚硬部分有约75％的漆膜脱落，漏出大部分表面，有劲，提速快，燃烧性能好。

实施例12

本实例是实施例5-7制得的添加剂产品的具体应用，在50L的0号柴油中，分别加入4L的实例5-7制得的添加剂，搅匀。用中等大小的长途客车进行测试，以未加入添加剂的柴油作为对照。行驶试验后，实施例5-7的结果显示，使用本发明的柴油添加剂以后，客车省油20％，实施例5-7的结果显示，使用本发明的柴油添加剂以后，客车省油16％。并且汽车行驶过程中不排放黑烟，尾气污染小。

从实例8～12的试验结果看出，本发明的添加剂用于汽油和柴油中可使发动机尾气中的有害物质含量减少，发动机的动力提升，而且具有较好的节油效果。

本发明为一种有利于提升燃油品质及提高燃烧值的节油添加剂，同时具有一定的油路清洁净化功效，减少尾气中一氧化碳、碳氢化物及黑烟的排放量，具有保护环境，降低油耗的双重功效。本发明提供一种含呋喃环结构的醚类化合物的添加剂，具有原料易得、成本低、加入汽油或柴油中得到的燃料油稳定性能好，延长汽车发动机使用寿命等特点。

Claims (8)

1.一种用于发动机节能减排的燃油添加剂，其特征在于：该油品添加剂为含呋喃环结构的醚类化合物中的一种或二种以上混合物。

2.根据权利要求1的燃油添加剂，其特征在于：所述含呋喃环结构的醚类化合物，为呋喃环上带有烷基、醛基、羟甲基、醚基四种取代基中的一、二、三或四个能增强燃烧性能的基团。

3.根据权利要求1或2的燃油添加剂，其特征在于：所述含呋喃环结构的醚类化合物，为呋喃环上带有烷基、醛基、羟甲基、醚基四种取代基中的一、二、三或四个能增强燃烧性能的含氧基团。

4.根据权利要求1或2的燃油添加剂，其特征在于：所述含呋喃环结构的醚类化合物，可为呋喃环上带有甲基、乙基、丙基、异丙基、甲醛基、乙醛基、丙醛基、羟甲基、羟乙基、羟丙基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基中一、二、三或四个取代基结构的醚。

5.根据权利要求1的燃油添加剂，其特征在于：所述含呋喃环结构的醚类化合物为2-呋喃甲醛、2-呋喃甲醇、5-羟甲基糠醛、5-甲氧基甲基糠醛、5-乙氧基甲基糠醛、2，5-二甲氧基呋喃、或2，5-二甲基呋喃。

6.一种权利要求1所述油品添加剂的应用，其特征在于：该油品添加剂可以添加到车用、船用、锅炉用或航空用燃料油中使用，可以直接添加到燃料油品中使用，用于发动机节能减排。

7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：油品添加剂于燃料油中的添加质量比例为0.1-20％。

8.根据权利要求6或7所述的应用，其特征在于：所述燃料油为汽油或柴油。