專利名稱：一種柴油燃燒促進(jìn)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油燃燒促進(jìn)劑，還涉及柴油燃燒促進(jìn)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)水平的提高，人們對(duì)有一個(gè)良好的生活環(huán)境的要求日益強(qiáng)烈，而因 相應(yīng)的環(huán)保的法規(guī)也日益嚴(yán)厲。柴油機(jī)問起所排放的有害物質(zhì)比汽油機(jī)要少得多，但是由 于柴油的碳數(shù)多，燃燒不夠充分而導(dǎo)致的碳煙缺比汽油機(jī)多得多，因此導(dǎo)致人們對(duì)柴油機(jī) 的誤解。因此對(duì)柴油機(jī)柴油燃燒不夠充分為問題的解決也是迫在眉睫。柴油機(jī)產(chǎn)生碳煙主要在緩燃區(qū)烴類燃料在高溫缺氧條件下裂解生成，當(dāng)燃油噴射 到高溫的空氣中，輕質(zhì)烴很快蒸發(fā)氣化，而重質(zhì)烴會(huì)以液態(tài)暫時(shí)存在。液態(tài)的重質(zhì)烴在高溫 缺氧條件下，直接脫氫碳化，成為焦炭狀的液相析出型碳粒，粒度一般比較大。而蒸發(fā)氣化 了的輕質(zhì)烴，產(chǎn)生氣相析出型碳粒，粒度相對(duì)較小。首先，氣相的燃油分子在高溫缺氧條件 下發(fā)生部分氧化和熱裂解，生成各種不飽和烴類，如乙烯、乙炔及其較高的同系物和多環(huán)芳 香烴它們不斷脫氫形成原子級(jí)的碳粒子，逐漸聚合成直徑2nm左右的碳煙核心氣相的烴 和其他物質(zhì)在碳的表面的凝聚，以及碳核相互碰撞發(fā)生的聚集，使碳核繼續(xù)增大，成為直徑 20 30nm的碳煙單元；而碳煙基元經(jīng)過互相聚集形成直徑1 P m以下的球狀或鏈狀的多孔 性聚合物。重餾分的未燃烴、硫酸鹽以及水分等在碳粒上吸附凝聚，形成微粒排放。目前解決此問題主要通過以下幾個(gè)途徑1，使用清潔柴油；2，使用摻水柴油；3， 使用添加柴油燃燒促進(jìn)劑的柴油。前兩種解決辦法都需要較高的柴油煉制技術(shù)或昂貴且大 量的表面活性劑，添加燃燒促進(jìn)劑是目前較為經(jīng)濟(jì)和實(shí)用的方法。目前使用的燃燒促進(jìn)劑主要包括兩類1，油溶性金屬鹽或金屬配合物，如高堿性 磺酸鋇、甲基環(huán)戊二烯基錳、銅鈷等金屬的油溶性環(huán)烷酸鹽、磺酸鹽及脂肪酸鹽等。其消煙 機(jī)理為在燃料燃燒時(shí)阻止碳粒形成或在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣過程中催化碳粒的氧化；例如日本的宮 本在《助燃劑》，日本公開特許公報(bào)(A)，昭61-127752，1986，6等指出強(qiáng)堿土類金屬中的 鈣和鋇的磺烷酸鹽、磺酸鹽、硬脂酸鹽對(duì)降低煙度效果比較明顯。2，乳酸類化合物宮本在 《可溶性燃油添加劑的柴油機(jī)黑煙降低特性》，日本機(jī)械學(xué)會(huì)文集，1987,54(498)中指出，將 乳酸化合物添加到柴油中，可以提高柴油的燃燒速度，并使之接近完全燃燒。但是堿土類金屬的配體多為硫系或者氮系化合物，本身燃燒效率就不是很高，而 且添加的話會(huì)引起尾氣中氮氧化合物和硫氧化合物含量的增加，產(chǎn)生二次污染；而乳酸類 化合物通過添加了更多的含氧化合物提高辛烷值，只是起到了輔助燃燒的功能，而不像堿 土類金屬等可以起到催化碳粒氧化分解的效果。因此如何發(fā)明一種燃燒促進(jìn)劑將二者優(yōu)勢(shì) 綜合在一起，成為迫在眉睫的問題。本發(fā)明很好地解決了上述問題，本發(fā)明的柴油燃燒促進(jìn)劑同時(shí)具備金屬鹽和乳酸 類化合物的共同優(yōu)點(diǎn)，具有非常良好的促進(jìn)柴油燃燒性能，大大降低了柴油機(jī)中的碳煙排 放，而且沒有增加氮氧化合物或者硫氧化合物得排放量。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
本發(fā)明的柴油燃燒促進(jìn)劑為具有下述結(jié)構(gòu)式(I)的二茂鐵基聚乳酸或結(jié)構(gòu)式 (II)的二茂錳基聚乳酸

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的柴油燃燒促進(jìn)劑的制備方法，采用下述步驟可得到二茂鐵基聚乳酸以四氫呋喃為溶劑，常溫下將乙酰基二茂鐵在高壓釜中用鈀碳加氫反應(yīng)2小時(shí) 后，加入丙交酯，加熱至回流反應(yīng)5小時(shí)后于30-40°C，真空度30-50Kpa下減壓蒸除溶劑，即 得到二茂鐵基聚乳酸；其中加氫反應(yīng)的催化劑鈀碳用量為乙?；F質(zhì)量的2% 8%， 四氫呋喃乙?；F=2ml/mmol，加氫反應(yīng)壓力為1 3Mpa，丙交酯與乙?；F的 摩爾比為5 1。本發(fā)明的柴油燃燒促進(jìn)劑的制備方法，采用下述步驟可得到二茂錳基聚乳酸以四氫呋喃為溶劑，常溫下將乙?；i在高壓釜中用鈀碳加氫反應(yīng)2小時(shí) 后，加入丙交酯，加熱至回流反應(yīng)5小時(shí)后于30-40°C，真空度30-50Kpa下減壓蒸除溶劑，即 得到二茂錳基聚乳酸；其中加氫反應(yīng)的催化劑鈀碳用量為乙?；i質(zhì)量的2% 8%， 四氫呋喃乙?；i=2ml/mmol，加氫反應(yīng)壓力為1 3Mpa，丙交酯與乙酰基二茂錳的 摩爾比為5 1。本發(fā)明的柴油燃燒促進(jìn)劑按0. 02-0. 2%添加到直餾柴油中，具有良好的促進(jìn)柴油 燃燒的性能，使柴油燃燒更加充分，大大降低了柴油機(jī)中的碳煙排放，而且沒有增加氮氧化 合物或者硫氧化合物得排放量，這對(duì)柴油機(jī)更進(jìn)一步的推廣應(yīng)用起到了極大的促進(jìn)作用。


圖1為柴油機(jī)的燃燒過程圖；其中，A-B為著火延遲期，B-C為急速燃燒期，C-D為緩慢燃燒期，D_E為后燃燒期， A-D為噴射時(shí)期，B-E為燃燒時(shí)期。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1以30ml四氫呋喃為溶劑，常溫下將15mmol乙?；F在高壓釜中用0. 2g鈀 碳于壓力為IMpa下加氫反應(yīng)2小時(shí)后，加入75mmol丙交酯，加熱至回流反應(yīng)5小時(shí)后于 30°C，真空度30Kpa下減壓蒸除溶劑即得到二茂鐵基聚乳酸8. 9g，產(chǎn)率98. 7 %，產(chǎn)品狀態(tài) 微黃色蠟狀固體，IR(cnT1，KBr壓片)1735 (酯羰基)，1647 (環(huán)戊二烯上的泛頻和合頻帶)，1503 (亞甲基)，3050 (環(huán)戊二烯上的乙烯基)，3243 (環(huán)戊二烯上的碳?xì)滏I)。實(shí)施例2以30ml四氫呋喃為溶劑，常溫下將15mmol乙酰基二茂錳在高壓釜中用0. 2g鈀碳 于壓力為2Mpa下加氫反應(yīng)2小時(shí)后，加入75mmol丙交酯，加熱至回流反應(yīng)5小時(shí)后于40°C， 真空度50Kpa下減壓蒸除溶劑后即得到二茂錳基聚乳酸8. 8g，產(chǎn)率98. 4%，產(chǎn)品狀態(tài)微 黃色蠟狀固體，IRknf1，KBr壓片)1749 (酯羰基)，1642 (環(huán)戊二烯上的泛頻和合頻帶)， 1498 (亞甲基)，3047 (環(huán)戊二烯上的乙烯基)，3244 (環(huán)戊二烯上的碳?xì)滏I)。利用Dismoke儀(哈特里奇煙度計(jì))測(cè)定了尾氣煙塵對(duì)光源發(fā)射光的衰減程度。 利用玉林柴油機(jī)廠生產(chǎn)的YC6108Z型直噴柴油機(jī)為檢驗(yàn)對(duì)象，檢測(cè)方法GB/T18297-2001 《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能檢驗(yàn)方法》，GB 9487-88《柴油機(jī)自由加速排氣煙度的測(cè)量方法》，以及 GB1769U2001《車用壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)排氣污染物限制及測(cè)量方法》為依據(jù)和模板，將空白柴油 (直餾，齊魯石化0#，未加助燃添加劑)，市售柴油(中石化濟(jì)南市場(chǎng)0#，已添加現(xiàn)行柴油助 燃劑)，和在空白柴油中分別添加二茂鐵基聚乳酸和二茂錳基聚乳酸的柴油進(jìn)行對(duì)比。分別 測(cè)定了二茂鐵基聚乳酸和二茂錳基聚乳酸的降低柴油機(jī)碳煙排放的效果如表1 表1 測(cè)試結(jié)果表明，添加二茂鐵基聚乳酸和到二茂錳基聚乳酸到柴油中可以大大降低 煙度值，輸出功率和耗油量也有所改善。
權(quán)利要求
一種柴油燃燒促進(jìn)劑，其特征是其為具有下述結(jié)構(gòu)式(I)的二茂鐵基聚乳酸或結(jié)構(gòu)式(II)的二茂錳基聚乳酸其中，n為7-9的整數(shù)。F2009102302842C00011.tif
2.權(quán)利要求1所述的柴油燃燒促進(jìn)劑的制備方法，其特征是采用下述步驟以四氫呋喃為溶劑，常溫下將乙酰基二茂鐵在高壓釜中用鈀碳加氫反應(yīng)2小時(shí)后，力口 入丙交酯，加熱至回流反應(yīng)5小時(shí)后于30-40°C，真空度30-50Kpa下減壓蒸除溶劑，即得到 二茂鐵基聚乳酸；其中加氫反應(yīng)的催化劑鈀碳用量為乙?；F質(zhì)量的2% 8%，四氫 呋喃乙?；F=2ml/mmol，加氫反應(yīng)壓力為1 3Mpa，丙交酯與乙酰基二茂鐵的摩 爾比為5 1。
3.權(quán)利要求1所述的柴油燃燒促進(jìn)劑的制備方法，其特征是采用下述步驟以四氫呋喃為溶劑，常溫下將乙?；i在高壓釜中用鈀碳加氫反應(yīng)2小時(shí)后，力口 入丙交酯，加熱至回流反應(yīng)5小時(shí)于30-40°C，真空度30-50Kpa下減壓蒸除溶劑，即得到二 茂錳基聚乳酸；其中加氫反應(yīng)的催化劑鈀碳用量為乙?；i質(zhì)量的2% 8%，四氫呋 喃乙?；i=2ml/mmol，加氫反應(yīng)壓力為1 3Mpa，丙交酯與乙?；i的摩爾 比為5 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油燃燒促進(jìn)劑，具體為二茂鐵基聚乳酸或二茂錳基聚乳酸；本發(fā)明還公開了柴油燃燒促進(jìn)劑的制備方法，其采用下述步驟以四氫呋喃為溶劑，常溫下將乙?；F或乙?；i在高壓釜中用鈀碳加氫反應(yīng)2小時(shí)后，加入丙交酯，加熱至回流反應(yīng)5小時(shí)，減壓蒸除溶劑，即得。本發(fā)明的柴油燃燒促進(jìn)劑具有良好的促進(jìn)柴油燃燒的性能，使柴油燃燒更加充分，大大降低了柴油機(jī)中的碳煙排放，這對(duì)柴油機(jī)更進(jìn)一步的推廣應(yīng)用起到了極大的促進(jìn)作用。
文檔編號(hào)C07F17/02GK101870892SQ20091023028
公開日2010年10月27日 申請(qǐng)日期2009年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月20日
發(fā)明者車春玲 申請(qǐng)人:濟(jì)南開發(fā)區(qū)星火科學(xué)技術(shù)研究院