CN103952190A - 一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，它包括重量百分比为10%～30%的车用掺烧燃料、40%～70%的石脑油和10%～30%的高辛烷值汽油组分；其中车用掺烧燃料包括88-95份二甲氧基甲烷，5-8份叔戊基甲基醚，2-5份功能性添加剂；所述功能性添加剂包括50-65份聚异丁烯基丁二酰亚胺，30-40份脂肪酸，5-10份二氧化铈。本发明通过掺烧燃料二甲氧基甲烷组合物与石脑油、高辛烷值汽油组分的组合，减少了汽油组分的使用量，节约成本，并且提高了燃油的热利用率，降低汽车尾气中有害气体的排放，并且解决了二甲氧基甲烷单独作为掺烧燃料使用时所存在的缺点。

Description

一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油

技术领域

本发明涉及汽油，特别涉及一种二甲氧基甲烷汽油。

背景技术

为了解决汽车尾气中有害气体的排放，改进车用油品的质量是目前最有效的方法。迄今为止，改进汽车油品质量主要有两种途径，一种是通过炼油提高油品质量，一种是通过加入掺烧燃料或添加剂而改进燃油的品质。

在汽车燃油中加入掺烧燃料是大幅度改进燃油质量，减少尾气中有害气体排放最有效的途径。目前掺烧燃料使用较多的是醇类燃料和醚类燃料。醇类燃料包括甲醇、乙醇等，但醇类燃料存在低温分层、遇水分层等缺点，在运输、储存、使用上有大量困难，因此醚类燃料得到了广泛的关注。

二甲醚率先开启了醚类掺烧燃料的应用先河，但由于常温常压下是气态而遇到了难以应用的瓶颈。二甲氧基甲烷，别名甲撑二甲醚、二甲醇缩甲醛、甲缩醛等，属于醚类异构体，在常温常压下以液态存在，因其以碳氧键存在而无碳碳键具备了醚类物质中最高效的燃耗特性，具备优良的燃油掺烧燃料性质。

但二甲氧基甲烷的辛烷值低于90，其作为车用汽油掺烧燃料使用存在达不到车用汽油辛烷值标准的问题。比如专利号为ZL 200810045958.7的中国专利就公开了一种二甲氧基甲烷汽油，它由二甲氧基甲烷、苯、甲苯、二甲苯和汽油组成，其中将二甲氧基甲烷作为掺烧燃料使用，节约了汽油。虽然该专利通过加入苯、甲苯、二甲苯解决了二甲氧基甲烷辛烷值低的问题，但是,苯是一种对人体有毒害的物质，车用汽油国家标准对其含量有严格的限制，要求其质量分数不大于1.0%。芳烃虽然是辛烷值的主要贡献者，但芳烃也可增加发动机进气系统和燃烧室沉积物的形成，并促使CO、HC排放量增加，尤其是增加苯的排放，因此车用汽油国家标准对其也进行了控制。总之，苯、甲苯、二甲苯等为油品质量中限制加入的物质，因此得不到广泛的应用。

发明内容

本发明的目的就在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，它通过掺烧燃料二甲氧基甲烷组合物与石脑油、高辛烷值汽油组分的组合，减少了汽油组分的使用量，节约成本，并且提高了燃油的热利用率，降低汽车尾气中有害气体的排放，并且解决了二甲氧基甲烷单独作为掺烧燃料使用时所存在的缺点。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，包括重量百分比为10%～30%的车用掺烧燃料、40%～70%的石脑油和10%～30%的高辛烷值汽油组分；

其中车用掺烧燃料包括以下重量份组成的原料：二甲氧基甲烷（DMM）88-95份，叔戊基甲基醚（TAME）5-8份，功能性添加剂2-5份；所述功能性添加剂包括以下重量份组成的原料：聚异丁烯基丁二酰亚胺50-65份，脂肪酸30-40份，二氧化铈5-10份。

上述石脑油为原油直馏产品，其辛烷值大于40。原油经一次加工后，石脑油是最主要的产品，由于一次加工是蒸馏过程，属于物理加工过程，所以石脑油辛烷值在50至60之间，不会增加。

上述高辛烷值汽油组分选自芳构化汽油组分、异构化汽油组分和烷基化汽油组分，其辛烷值大于90。芳构化、异构化和烷基化是现有成熟的提高辛烷值的加工工艺。

进一步的，为了提高车用掺烧燃料的产品质量，减少杂质的加入，上述DMM中二甲氧基甲烷含量≥99%，甲醇含量≤0.5%；上述TAME中叔戊基甲基醚含量≥99%。

所述功能性添加剂中二氧化铈的平均粒径≤0.8μm，可以保证二氧化铈颗粒在溶剂中悬浮形成悬浮液，从而使二氧化铈的催化活性更高。

本发明人经过多次实验发现，二甲氧基甲烷虽然具有高效的燃耗特性，但其作为汽油掺烧燃料使用存在以下缺点：（1）二甲氧基甲烷的辛烷值低于90，达不到汽油燃料辛烷值标准；（2）二甲氧基甲烷的沸点较低，导致其饱和蒸汽压较高，若直接使用易产生气阻影响发动机的正常供油；（3）二甲氧基甲烷的含氧量较高，导致燃烧时易出现局部高温而增加氮氧化合物的排放。因此本发明人通过加入一定比例的改性剂和功能性添加剂来解决上述问题。

叔戊基甲基醚（TAME）具有较高的沸点和辛烷值，并且与二甲氧基甲烷同属醚类物质，其作为改性剂加入进二甲氧基甲烷中可以同时解决二甲氧基甲烷沸点低而引起饱和蒸汽压高的问题以及因辛烷值较低而出现抗爆性较差的问题。但是TAME的加入量也是有一定限制，发明人通过多次实验确定TAME的加入量在5-8重量份为宜，尤以5重量份为最佳，若TAME的分量过低，则辛烷值达不到要求，而TAME的分量过高，由于其本身热值比汽油低，会影响发动机的性能，同时，也会增加汽车排放物中氮氧化合物的排放。

同时考虑到二甲氧基甲烷含氧量较高，本发明在其中加入二氧化铈颗粒。二氧化铈与聚异丁烯基丁二酰亚胺和脂肪酸形成功能性添加剂，二氧化铈在溶剂中以悬浮状态存在，形成悬浮液，使其在内燃机的燃烧过程中通过换氧催化形成均匀燃烧从而避免局部高温，从而使氮氧化合物的排放下降。并且聚异丁烯基丁二酰亚胺为具有较强分散功能的清洁剂，脂肪酸为抗溶胀剂，二者组合对积碳有溶解能力的作用，因此功能性添加剂的加入可以防止输油系统中管道由于积碳发生堵塞，并且二氧化铈还可降低氮氧化合物的排放量。

石脑油是汽油调合的基础组份，是不可或缺的一部分，它有含硫低，不含烯烃，价格低等优点，但是，它的辛烷值低，需要在汽油调和时配比高辛烷值的组份。但高辛烷值的组份价格贵，不能大量使用，出于成本考虑，限制在10%至30%。掺烧燃料属于添加部分，可以提高汽油的辛烷值，增加汽油的含氧量，改变汽油在发动机中的燃烧过程，使得燃料燃烧更充分，并降低发动机有害物质的排放，但是，并不是添加的越多越好，由于它本生的热值没有汽油高，大量添加会增加汽车能耗，所以控制在30%以下。

与现有技术相比，本发明的优点在于： 

1、本发明克服了二甲氧基甲烷沸点较低，导致饱和蒸汽压较高的困难，本发明的二甲氧基甲烷汽油具有合格的饱和蒸汽压，在汽油内燃机中能正常工作。

2、本发明的二甲氧基甲烷汽油比醇类汽油（甲醇汽油、乙醇汽油）具有更强的互溶性，遇水抗分离性以及抗低温分离性。

3、本发明制备得到的二甲氧基甲烷汽油的辛烷值可以达到国标汽油的标准，其动力比同标号的国标汽油更强，燃料消耗量也更少，并且汽车尾气中一氧化碳CO和碳氢化合物HC的排放量也大大下降。

4、本发明掺烧燃料的主要原料二甲氧基甲烷生产成本很低，大大提高了二甲氧基甲烷汽油的性价比。

5、由于TAME可提高辛烷值，不需要加入旨在提高辛烷值的组份，所以，本发明避免了苯、甲苯、二甲苯等影响油品质量物质的加入。

具体实施方式

为了更加清楚的理解本发明的目的、技术方案及有益效果，下面对本发明做进一步的说明，但并不将本发明的保护范围限定在以下实施例中。

以下实施例所用的原料：

（1）DMM：纯度为99%以上，甲醇含量低于0.5%；

（2）TAME：燃料级，纯度为99%以上；

（3）聚异丁烯基丁二酰亚胺：工业级，纯度在99%以上；

（4）脂肪酸：工业级，纯度在99%以上；

（5）二氧化铈粉体：纯度在99%以上，平均粒径≤0.8μm；

（6）石脑油：原油直馏产品，辛烷值大于40。

实施例1：

一、制备功能性添加剂：在常温常压下，取聚异丁烯基丁二酰亚胺5kg、脂肪酸3kg、二氧化铈0.5kg加入罐体内搅动混合均匀；

二、制备混合溶液：常温常压下，将二甲氧基甲烷（DMM）88kg、叔戊基甲基醚（TAME）5kg加入罐体内自然混合均匀得到混合溶液；

三、制备掺烧燃料：在混合溶液中加入2kg的功能性添加剂，充分搅拌混合均匀即得；

四、制备二甲氧基甲烷汽油：取10kg掺烧燃料、70kg石脑油、20kg芳构化汽油组分在罐体内混合即得。

实施例2：

一、制备功能性添加剂：在常温常压下，取聚异丁烯基丁二酰亚胺6.5kg、脂肪酸4kg、二氧化铈1kg加入罐体内搅动混合均匀；

二、制备混合溶液：常温常压下，将二甲氧基甲烷（DMM）95kg、叔戊基甲基醚（TAME）8kg加入罐体内自然混合均匀得到混合溶液；

三、制备掺烧燃料：在混合溶液中加入5kg的功能性添加剂，充分搅拌混合均匀即得；

四、制备二甲氧基甲烷汽油：取20kg掺烧燃料、70kg石脑油、10kg异构化汽油组分在罐体内混合即得。

实施例3：

一、制备功能性添加剂：在常温常压下，取聚异丁烯基丁二酰亚胺5.5kg、脂肪酸3.5kg、二氧化铈1kg加入罐体内搅动混合均匀；

二、制备混合溶液：常温常压下，将二甲氧基甲烷（DMM）90kg、叔戊基甲基醚（TAME）5kg加入罐体内自然混合均匀得到混合溶液；

三、制备掺烧燃料：在混合溶液中加入5kg的功能性添加剂，充分搅拌混合均匀即得；

四、制备二甲氧基甲烷汽油：取30kg掺烧燃料、40kg石脑油、30kg芳构化汽油组分在罐体内混合即得。

检测实施例1-3的辛烷值分别为： 

因此，实施例1的二甲氧基甲烷汽油相当于国标90号汽油；

实施例2的二甲氧基甲烷汽油相当于国标93号汽油；

实施例3的二甲氧基甲烷汽油相当于国标97号汽油；

将实施例1-3制得的二甲氧基甲烷汽油分别与国标90号、93号、97号汽油进行燃油消耗、污染物排放等性能检测，具体检测项目见以下所述：

一、整车动力性能比较：

二、燃料消耗量比较：

三、排放污染物测量：

综上，本发明CO的排放量减少了50%左右，HC的排放量减少了40%左右。

四、标准达标检测

（1）90#国标汽油标准：

（2）93#国标汽油标准

（3）97#国标汽油标准

因此，由以上数据可以证明，本发明基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油可以同国标汽油一样正常使用，使用时整车工作正常，无异常现象。使用本发明二甲氧基甲烷汽油，整车的动力性能有所提高，燃料消耗量有所下降，排放的污染物CO和HC的含量也有所减少。

Claims (7)

1.一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，其特征在于：包括重量百分比为10%～30%的车用掺烧燃料、40%～70%的石脑油和10%～30%的高辛烷值汽油组分；

其中车用掺烧燃料包括以下重量份组成的原料：二甲氧基甲烷（DMM）88-95份，叔戊基甲基醚（TAME）5-8份，功能性添加剂2-5份；所述功能性添加剂包括以下重量份组成的原料：聚异丁烯基丁二酰亚胺50-65份，脂肪酸30-40份，二氧化铈5-10份。

2.根据权利要求1所述的一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，其特征在于：所述二甲氧基甲烷中二甲氧基甲烷含量≥99%，甲醇含量≤0.5%。

3.根据权利要求1所述的一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，其特征在于：所述叔戊基甲基醚中叔戊基甲基醚含量≥99%。

4.根据权利要求1所述的一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，其特征在于：所述功能性添加剂中二氧化铈的平均粒径≤0.8μm。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，其特征在于：所述石脑油的辛烷值大于40。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，其特征在于：所述高辛烷值汽油组分选自芳构化汽油组分、异构化汽油组分和烷基化汽油组分。

7.根据权利要求6所述的一种基于多种非国标汽油组分的二甲氧基甲烷汽油，其特征在于：所述高辛烷值汽油组分的辛烷值大于90。