專利名稱：一種汽油組合物及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽油組合物及其制備方法，尤其涉及一種高辛烷值的汽油組合物及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的提高汽油的辛烷值的添加組分主要是含鉛化合物，但由于含鉛化合物對環(huán)境的嚴(yán)重污染，國家已明令禁止生產(chǎn)含鉛汽油?，F(xiàn)今可以通過向汽油中添加芳烴類化合物、 含氧化合物或甲基環(huán)戊二烯三羰基錳(MMT)來提高汽油的辛烷值。常用的含氧化合物主要包括醚系化合物和醇系化合物，其中醚系化合物包括甲基叔丁基醚(MTBE)、乙基叔丁基醚(ETBE)和叔戊基甲醚(TAME)。上述醚系化合物中最常用的是MTBE，但MTBE存在以下缺點一是MTBE在水中的溶解度約為4. 2重量％，且MTBE具有難聞的臭味，在水中的含量超過40-95pg/L時，就會使水產(chǎn)生難聞的氣味；二是MTBE難于生物降解，因而一旦摻有MTBE的汽油泄漏，MTBE就將較長期地殘留在環(huán)境中。鑒于MTBE容易對土壤和飲用水造成嚴(yán)重污染，在未來要實施的城市清潔汽油標(biāo)準(zhǔn)中，對MTBE的加入量作了限制，規(guī)定汽油中MTBE的量不應(yīng)超過15重量％。對于醇系化合物，以甲醇、乙醇和叔丁醇為主，但醇系化合物的水溶性很高，遇水易與汽油分離，對發(fā)動機(jī)性能造成負(fù)面影響， 因此醇系化合物的使用在一定程度上受到了限制。由于芳烴系化合物容易對環(huán)境造成負(fù)面影響，因此，芳烴系化合物在汽油中的添加量也有嚴(yán)格的限制。此外，甲基環(huán)戊二烯三羰基錳(MMT)也是目前國內(nèi)比較常用的一種汽油添加劑。 MMT是一種既能提高汽油辛烷值又不含鉛的高效無鉛汽油抗爆添加劑。MMT的添加量少且成本低，因此受到廣大用戶的青睞。但是MMT的燃燒產(chǎn)物會在發(fā)動機(jī)的火花塞上形成沉積物，使燃燒條件變差；MMT見光易分解，造成汽油使用過程中的辛烷值降低。同時產(chǎn)生的含錳廢氣對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，現(xiàn)在大部分發(fā)達(dá)國家已經(jīng)禁止使用MMT。我國現(xiàn)實行的國家第三階段機(jī)動車排放標(biāo)準(zhǔn)(即，國III標(biāo)準(zhǔn))也明確規(guī)定車用汽油的錳含量不大于0.016g/L。目前，人們也開始關(guān)注酯系化合物作為提高汽油的辛烷值的添加組分的應(yīng)用。CN1198466A公開了一種汽油添加劑組合物及其生產(chǎn)方法，該汽油添加劑組合物是由0-5.0重量％的環(huán)戊二烯、0. 4-1. 6重量％的鹵代烯烴、0-1. 5重量％的鹵代乙烷、 0. 3-4. 0重量％的酯類、30. 0-65. 0重量％的芳烴、0-5. 0重量％的酶、1. 0-5. 0重量％的有機(jī)酸酐、0-10. 0重量％的蓖麻油、30. 00-60. 0重量％的溶劑以及0. 001-0. 02重量％的染料配制而成的。其中，所述酯類的通式為CxCOOCy (其中，χ為1-4的整數(shù)，y為1_3的整數(shù))， 可以為選自乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯等中的一種或兩種的混合物，其中，兩種酯的混合比例一般為1 1-1 3。盡管該添加劑組合物可以提高汽油的辛烷值，但是，該添加劑組合物中芳烴的含量很高，因此，汽油辛烷值的提高實質(zhì)上得益于添加的芳烴；并且，由于芳烴含量較高，該添加劑組合物很難滿足日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。此外，該汽油添加劑組合物的成分復(fù)雜，配制工藝繁瑣，也不利于降低成本。CN1513954A公開了一種多功能燃料及其生產(chǎn)方法，該多功能燃料的原料包括主體原料和輔助原料兩部分。其中，主體原料包括輕烴、輕質(zhì)油、木精、磺化油、煤焦油、汽油和柴油；輔助原料包括十八酸乙酯、灰錳氧、氫氧化鈉、水、乙醇、過氧化氫、乙萘酚、石油醚、環(huán)戊二烯鐵、丙酮、甲苯、植酸、乙酸仲丁酯、戊酸丁酯、異戊烯、醋酸乙酯、次氯酸鈣、四硼酸鈉十水、2-苯乙醇和環(huán)己酮。上述輔料組成A、B、C、D四組配方，通過化學(xué)反應(yīng)分別產(chǎn)生助溶劑、增氧劑、助燃劑、消煙劑、抗震防爆劑、抗靜電劑、防腐劑和烷值調(diào)節(jié)劑的作用。其中，各組配方的配比如下A組十八酸乙酯2-20重量％，灰錳氧3-15重量％，氫氧化鈉2_15重量％，水 40-80重量％，乙醇5-30重量％ ；B組乙萘酚5-25重量％，石油醚10-30重量0Z0，過氧化氫5_20重量0Z0，環(huán)戊二烯鐵5-30重量％，丙酮3-30重量％，甲苯5-30重量％ ；C組植酸5-25重量％，乙酸仲丁酯3-30重量％，戊酸丁酯5_30重量％，異戊烯 10-40重量％，醋酸乙酯5-20重量％，雙氰胺5-40重量％ ；D組聯(lián)環(huán)己胺2-20重量％，次氯酸鈣3-30重量％，四硼酸鈉十水5_35重量％， 2-苯乙醇5-50重量％，環(huán)己酮5-30重量％，多烯基丁二酰亞胺5-35重量％。由以上四組配方通過反應(yīng)配制成綜合添加劑E組，然后根據(jù)需要將E組添加到主料中進(jìn)行反應(yīng)配制成多功能燃料。該多功能燃料雖然用到了乙酸仲丁酯，但乙酸仲丁酯僅僅作為一種助劑而被添加到該多功能燃料中，而且乙酸仲丁酯的添加量很低，其中，乙酸仲丁酯在該多功能燃料中的添加量小于0.5重量％。并且，盡管CN1513954A還具體公開了生產(chǎn)汽油發(fā)動機(jī)燃料時，可以將50重量份的70號汽油、30重量份的木精、20重量份的120號溶劑油與0. 45份的E組綜合添加劑混合，但并未公開制備的該汽油發(fā)動機(jī)燃料的具體性能指標(biāo)。CN1513954A公開的燃油添加劑的主要問題在于燃料添加劑的成分多，因此，配制工藝復(fù)雜，成本過高；以及A、B、C、D四組配方均含有烯烴類物質(zhì)，并且烯烴類物質(zhì)的含量均較高，不利于降低汽油的烯烴含量，因而不環(huán)保。EP0905217A公開了一種無鉛汽油，該無鉛汽油含有碳原子數(shù)為2_15的含氧化合物，所述含氧化合物在汽油中的含量使得以汽油的總量為基準(zhǔn)，氧原子的含量為0. 1-15重量％。所述含氧化合物的引入可以降低發(fā)動機(jī)的排煙量，抑制火花塞悶燒并減少汽油在燃燒室中形成的積炭。盡管EP0905217A具體公開了所述含氧化合物可以為酯系化合物，但是，其實施例僅公開了分別含有甲基叔丁基醚、叔戊基乙基醚和甲氧基丙基乙酸酯的汽油， 并且公開的分別含有甲基叔丁基醚、叔戊基乙基醚和甲氧基丙基乙酸酯的汽油的辛烷值也沒有顯著的提高。GB2114596A公開了一種燃料組合物，該燃料組合物含有3_50體積％的乙酸叔丁酯；并具體公開了含有90體積％的汽油和10體積％的乙酸叔丁酯的燃料組合物，該燃料組合物的研究法辛烷值和馬達(dá)法辛烷值較原料汽油均有所提高，但是，乙酸叔丁酯作為一種高檔的化工中間品，價格比較昂貴，做為汽油的添加組分并不經(jīng)濟(jì)。綜上所述，開發(fā)具有高的辛烷值、長的誘導(dǎo)期、低的膠質(zhì)含量、無毒害且價格低廉的汽油添加劑，從而環(huán)保、高效地提高汽油的抗爆性正成為日益重要的研究課題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種抗爆性好、誘導(dǎo)期長、膠質(zhì)含量低、綠色環(huán)保且成本低的汽油組合物及其制備方法，該制備方法的操作簡便且生產(chǎn)成本低。根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物含有原料汽油和乙酸仲丁酯，且以所述汽油組合物的總量計，所述乙酸仲丁酯的含量為1-30重量％，所述原料汽油的含量為70-99重量％。根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物的制備方法包括向原料汽油中添加乙酸仲丁酯的步驟， 以所述汽油組合物的總量計，所述乙酸仲丁酯的添加量使得所述汽油組合物中的乙酸仲丁酯的含量為1-30重量％，所述原料汽油的含量為70-99重量％。本發(fā)明的汽油組合物采用乙酸仲丁酯作為添加劑(即，調(diào)和組分)。與現(xiàn)有的汽油添加劑相比，特別是與用于改善汽油的抗爆性的添加劑相比，乙酸仲丁酯的辛烷值高、毒性小、在水中的溶解性小且成本低，因此，乙酸仲丁酯是一種更為高效、環(huán)保且經(jīng)濟(jì)的汽油添加劑。根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物，所述汽油組合物中的乙酸仲丁酯能夠提高現(xiàn)有汽油的辛烷值和抗爆指數(shù)，從而改善汽油的抗爆性。同時，所述汽油組合物中的乙酸仲丁酯還可以起到稀釋汽油組分中的芳烴含量的作用，從而減輕芳烴對環(huán)境的污染。并且，含有乙酸仲丁酯的汽油組合物不僅誘導(dǎo)期長且膠質(zhì)含量低。此外，乙酸仲丁酯的價格低廉，不會附加提高汽油的成本。具體地，通過在催化汽油中添加9. 8重量％的乙酸仲丁酯而得到的汽油組合物與作為原料汽油的催化汽油相比，研究法辛烷值由90. 4提高到93.0，馬達(dá)法辛烷值由81. 4提高到83. 6，抗爆指數(shù)由85. 9提高到88. 3 ；且含有9. 8重量％的乙酸仲丁酯的催化汽油的誘導(dǎo)期大于600分鐘，實際膠質(zhì)含量僅為2. 77mg/100ml。根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物的制備方法，對乙酸仲丁酯的純度沒有特別限制，具有很好的原料適應(yīng)性。并且，根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物的制備方法，乙酸仲丁酯的使用方法靈活，不僅可以替代現(xiàn)有的汽油添加劑，而且還可以與現(xiàn)有的汽油添加劑組合使用。也就是說，本發(fā)明提供的汽油組合物的制備方法靈活，可以通過在煉油廠或化工廠獲得的未經(jīng)調(diào)和汽油的組分(如催化汽油餾分、直餾汽油餾分等)中添加乙酸仲丁酯而獲得，也可以通過在現(xiàn)有成品汽油中添加乙酸仲丁酯而獲得，廣譜性好，能夠全面改善在售成品汽油和未經(jīng)調(diào)和汽油的原料汽油的性能。此外，根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物的制備方法操作簡單，無需加熱和反應(yīng)等復(fù)雜工藝過程，將乙酸仲丁酯添加到原料油中攪拌均勻即可。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物含有原料汽油和乙酸仲丁酯，且以所述汽油組合物的總量計，所述乙酸仲丁酯的含量為1-30重量％，所述原料汽油的含量為70-99重量％。乙酸仲丁酯是一種無色透明的液體，不溶于水，但可以溶于多數(shù)有機(jī)溶劑。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)乙酸仲丁酯具有優(yōu)異的綜合性能，是一種良好的汽油添加劑。以下結(jié)合相關(guān)性能指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)描述。1、密度車用汽油的密度一般為0. 70-0. 78kg/m3，乙酸仲丁酯的密度為0. 86^ig/m3，在添加量不大于30重量％的條件下，添加乙酸仲丁酯不會對車用汽油的密度造成不良影響。
2、辛烷值和抗爆指數(shù)辛烷值是衡量車用汽油抗爆性的一個重要的指標(biāo)，也是衡量汽油添加劑的一個重要指標(biāo)。馬達(dá)法辛烷值與研究法辛烷值(辛烷值在100或100以下時)都是在標(biāo)準(zhǔn)條件下，把試樣與已知辛烷值的參比燃料的爆震傾向進(jìn)行比較。參比燃料是由異辛烷(辛烷值為100)和正庚烷(辛烷值為零)混合而成的，與試樣的爆震強(qiáng)度相當(dāng)?shù)膮⒈热剂现兴漠愋镣榈捏w積百分?jǐn)?shù)，就是該試樣的辛烷值。其中，馬達(dá)法辛烷值按GB/T503的規(guī)定進(jìn)行測定，研究法辛烷值按GB/TM87的規(guī)定進(jìn)行測定。研究法辛烷值與馬達(dá)法辛烷值的測定方法與和設(shè)備基本相同，不同的只是測定時的標(biāo)準(zhǔn)條件不同。馬達(dá)法辛烷值以較高的混合氣溫度(一般加熱至149°C )和較高的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(900r/min士 lOr/min)的苛刻條件為特征，一般用以測定在發(fā)動機(jī)節(jié)氣門全開和發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時汽油的抗爆性。而研究法辛烷值則以較低的混合氣溫度(一般不加熱)和較低的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速(600r/min士6r/min)的中等苛刻條件為特征，一般用以評定發(fā)動機(jī)由低速過渡到中速運(yùn)行時汽油的抗爆性。同一種汽油的研究法辛烷值一般要比馬達(dá)法辛烷值高，可用下列關(guān)系式來近似換算兩者的數(shù)值，即馬達(dá)法辛烷值=研究法辛烷值X0. 8+10。研究法辛烷值與馬達(dá)法辛烷值之差稱為汽油的敏感性。乙酸仲丁酯具有很高的辛烷值，其中，研究法辛烷值(RON)達(dá)到119，馬達(dá)法辛烷值(MON)達(dá)到107，明顯高于常用的提高汽油的辛烷值的組分或添加劑(表1)。表 權(quán)利要求
1.一種汽油組合物，其特征在于，所述汽油組合物含有原料汽油和乙酸仲丁酯，且以所述汽油組合物的總量計，所述乙酸仲丁酯的含量為1-30重量％，所述原料汽油的含量為 70-99 重量 ％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油組合物，其中，以所述汽油組合物的總量計，所述乙酸仲丁酯的含量為2-10重量％，所述原料汽油的含量為90-98重量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽油組合物，其中，所述原料汽油含有醚系化合物、醇系化合物和芳烴系化合物中的一種或多種，以所述汽油組合物的總量計，所述汽油組合物中的所述醚系化合物、醇系化合物和芳烴系化合物的總量為0. 02-33重量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽油組合物，其中，至少部分所述芳烴系化合物為苯、甲苯、 乙苯、二甲苯、三甲苯和ClO芳烴中的一種或多種，以所述汽油組合物的總量計，所述芳烴系化合物的含量為0. 02-33重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽油組合物，其中，至少部分所述醚系化合物為甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、叔戊基甲醚和丁醚中的一種或多種，以所述汽油組合物的總量計，所述醚系化合物的含量為0. 1-15重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的汽油組合物，其中，至少部分所述醇系化合物為甲醇、乙醇、 正丁醇、仲丁醇和叔丁醇中的一種或多種，以所述汽油組合物的總量計，所述醇系化合物的含量為0. 02-10重量％。
7.—種權(quán)利要求1所述的汽油組合物的制備方法，其特征在于，該方法包括向原料汽油中添加乙酸仲丁酯的步驟，以所述汽油組合物的總量計，所述乙酸仲丁酯的添加量使得所述汽油組合物中的乙酸仲丁酯的含量為1-30重量％，所述原料汽油的含量為70-99重量％。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，以所述汽油組合物的總量計，所述乙酸仲丁酯的添加量使得所述汽油組合物中的乙酸仲丁酯的含量為2-10重量％，所述原料汽油的含量為90-98重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的制備方法，其中，所述乙酸仲丁酯的純度不小于80重量％。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其中，該方法還包括向原料汽油中添加醚系化合物、醇系化合物和芳烴系化合物中的一種或多種的步驟，以所述汽油組合物的總量計，所述汽油組合物中的所述醚系化合物、醇系化合物和芳烴系化合物的總量為0. 02-33重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述醚系化合物的添加量使得所述汽油組合物中醚系化合物的總含量為0. 1-15重量％，所述醇系化合物的添加量使得所述汽油組合物中醇系化合物的總含量為0. 02-10重量％，所述芳烴系化合物的添加量使得所述汽油組合物中芳烴系化合物的總含量為0. 02-33重量％。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的制備方法，其中，添加的所述醚系化合物為甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚、叔戊基甲醚和丁醚中的一種或多種，添加的所述醇系化合物為甲醇、 乙醇、正丁醇、仲丁醇和叔丁醇中的一種或多種，添加的所述芳烴系化合物為苯、甲苯、乙苯、二甲苯、三甲苯和ClO芳烴中的一種或多種。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種汽油組合物及其制備方法，根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物含有原料汽油和乙酸仲丁酯，且以所述汽油組合物的總量計，所述乙酸仲丁酯的含量為1-30重量％，所述原料汽油的含量為70-99重量％。根據(jù)本發(fā)明的汽油組合物抗爆性好、綠色環(huán)保且成本低；根據(jù)本發(fā)明的制備方法原料適應(yīng)性強(qiáng)和廣譜性好，且簡單易行。通過在催化汽油中添加9.8重量％的乙酸仲丁酯而得到的汽油組合物與作為原料汽油的催化汽油相比，研究法辛烷值由90.4提高到93.0，馬達(dá)法辛烷值由81.4提高到83.6，抗爆指數(shù)由85.9提高到88.3，誘導(dǎo)期大于600分鐘，實際膠質(zhì)含量僅為2.77mg/100ml，其他指標(biāo)均符合國III標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。
文檔編號C10L1/182GK102234549SQ20101015381
公開日2011年11月9日 申請日期2010年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月22日
發(fā)明者劉糧帥, 李華, 胡先念 申請人:胡先念