改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物，由4-氟芐基氯化鎂18.0～31.0%，二乙基二硒醚15.0～29.5%，苯基膦酸二乙酯15.0～24.5%，三丙醇氧化釩(V)13.0～24.0%，三氟化硼乙醚10.0～20.5%，2-(三丁基錫烷基)呋喃9.0～19.5%混合制備得到。本發(fā)明的添加劑組合物對(duì)高比例甲醇汽油的氮氧化物排放改善效果顯著，在普通M85甲醇汽油中添加0.02～0.05%，可使氮氧化物排放降低30%以上。
【專利說(shuō)明】改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于甲醇替代車用燃料【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及M85甲醇汽油用添加劑，特別是一種用于改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著世界石油資源日趨短缺和大氣污染日益嚴(yán)重，能源危機(jī)已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸，新的代用燃料引起各方關(guān)注。我國(guó)石油對(duì)外依存度已超過(guò)53%，能源和環(huán)境問(wèn)題制約著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。我國(guó)屬于貧油少氣但相對(duì)富煤的國(guó)家，以煤生產(chǎn)甲醇替代部分石油完全可行，利用甲醇作為內(nèi)燃機(jī)代用燃料是保護(hù)環(huán)境、合理利用能源的有效途徑。
[0003]根據(jù)國(guó)家發(fā)改委頒布的能源可代替戰(zhàn)略政策，以及甲醇汽油標(biāo)準(zhǔn)的陸續(xù)制訂，使甲醇汽油進(jìn)一步合法化，促使人們開始試驗(yàn)醇類汽油的各種添加劑。在汽車尾氣排放方面，燃用甲醇汽油的尾氣CO和HC排放較國(guó)標(biāo)汽油減少很多，但氮氧化物(NOx)的排放卻下降不明顯，且隨甲醇比例的提高而增加，尤其是在高負(fù)荷下。這一方面限制了甲醇的高比例摻入，另一方面需要在甲醇燃料汽車上使用針對(duì)甲醇燃料開發(fā)的專用催化器，增加了使用成本，不利于甲醇汽油這一新型替代能源的推廣。
[0004]汽車尾氣污染控制可分為機(jī)內(nèi)凈化和機(jī)外凈化兩種技術(shù)。機(jī)內(nèi)凈化主要是提高燃油質(zhì)量和改善燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃燒條件，盡可能減少污染物的生成；機(jī)外凈化的主要方式是安裝催化凈化器，對(duì)有害氣體進(jìn)行處理。
[0005]為了解決汽車尾氣的污染問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外主要在機(jī)外凈化即尾氣催化劑方面做了大量研究，取得了豐碩的成果。目前以Pt-Rh-Pd三效催化劑或福特公司的三效鈀催化劑最具代表性，但在實(shí)踐中也暴露出了不少問(wèn)題，尚有待于進(jìn)一步深入研究探索。
[0006]汽車尾氣主要污染物CO、HC、NOx的排放特性是有區(qū)別的。在空燃比合適，燃燒充分的情況下，CO和HC的排放相對(duì)較少，但NOx濃度卻較高。因此，如何減少NOx的排放，一直是困擾國(guó)內(nèi)外眾多專家學(xué)者的一道難題?，F(xiàn)有機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)使用的燃油添加劑存在如下缺陷:1)由于添加了不能真正被燃燒的有機(jī)化合物，使得燃燒室、氧傳感器、三元催化器逐漸堆積大量金屬沉積物，容易導(dǎo)致燃燒室積碳沉積、三元催化器和氧傳感器失效，進(jìn)而導(dǎo)致相關(guān)各種故障。2)無(wú)法同時(shí)降低汽車中三大污染物的排放。往往在減少CO、HC的同時(shí)對(duì)NOx效果不明顯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種能夠有效改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物。
[0008]本發(fā)明提供的改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物由以下質(zhì)量百分比的組分組成:
4-氟芐基氯化鎂18.0~31.0%
二乙基二硒醚15.0~29.5%
苯基膦酸二乙酯15.0~24.5%三丙醇氧化釩(V)13.0~24.0%
三氟化硼乙醚10.0~20.5%
2-(三丁基錫烷基)呋喃 9.0~19.5%。
[0009]所述改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物的制備方法是在常溫下將所述質(zhì)量百分比的4-氟芐基氯化鎂、2-(三丁基錫烷基)呋喃和苯基膦酸二乙酯混合攪拌均勻，順序加入所述質(zhì)量百分比的二乙基二硒醚、三氟化硼乙醚和三丙醇氧化釩(V)，混合均勻后得到改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物。
[0010]本發(fā)明制備的改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物用于在M85甲醇汽油中添加，以降低M85甲醇汽油的NOx排放。其在M85甲醇汽油中的體積百分?jǐn)?shù)添加量為0.02~
0.05%。同時(shí)，本發(fā)明的添加劑組合物也可以添加在其他比例的甲醇汽油中。
[0011]經(jīng)測(cè)試，添加有本發(fā)明添加劑組合物的M85甲醇汽油符合GB/T 23799-2009《車用甲醇汽油(M85)》要求。
[0012]經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)和6種車型5萬(wàn)公里實(shí)際道路行車試驗(yàn)，在普通M85甲醇汽油中添加0.02~0.05%本發(fā)明添加劑組合物后，動(dòng)力性、油耗與不加添加劑組合物的同牌號(hào)M85甲醇汽油相當(dāng)，尾氣排放明顯優(yōu)于同牌號(hào)M85甲醇汽油，特別是NOx排放下降30%以上，大大優(yōu)于國(guó)IV標(biāo)準(zhǔn)。
[0013]本發(fā)明的改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物與現(xiàn)有技術(shù)比較，無(wú)毒、無(wú)污染，直接添加到燃料中，在燃燒的瞬間，能在發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)產(chǎn)生還原性火焰，極大地抑制了 NOx的生成。本發(fā)明添加劑組合物添加量小，燃燒效率提高明顯，尾氣污染物排放下降效果顯著，不含錳、鐵、鉛等金屬及有害物質(zhì)成分，避免了對(duì)環(huán)境產(chǎn)生次生污染，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不產(chǎn)生任何傷害，能降低三大污染物的排放，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)添加劑產(chǎn)品在技術(shù)上的缺陷。
[0014]本發(fā)明添加劑組合物制備方法簡(jiǎn)單，實(shí)施方便，為M85甲醇汽油降低NOx排放開辟了一條新途經(jīng)，具有廣泛的推廣價(jià)值。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為實(shí)施例1中使用不同油品的外特性輸出功率對(duì)比圖。
[0016]圖2為實(shí)施例1中使用不同油品的尾氣CO排放對(duì)比圖。
[0017]圖3為實(shí)施例1中使用不同油品的尾氣HC排放對(duì)比圖。
[0018]圖4為實(shí)施例1中使用不同油品的尾氣NOx排放對(duì)比圖。
[0019]圖5為實(shí)施例2中使用不同油品的尾氣CO排放對(duì)比圖。
[0020]圖6為實(shí)施例2中使用不同油品的尾氣HC排放對(duì)比圖。
[0021 ]圖7為實(shí)施例2中使用不同油品的尾氣NOx排放對(duì)比圖。
[0022]圖8為實(shí)施例3中使用不同油品的尾氣CO排放對(duì)比圖。
[0023]圖9為實(shí)施例3中使用不同油品的尾氣HC排放對(duì)比圖。
[0024]圖10為實(shí)施例3中使用不同油品的尾氣NOx排放對(duì)比圖。
[0025]圖11為實(shí)施例4中使用不同油品的尾氣CO排放對(duì)比圖。
[0026]圖12為實(shí)施例4中使用不同油品的尾氣HC排放對(duì)比圖。
[0027]圖13為實(shí)施例4中使用不同油品的尾氣NOx排放對(duì)比圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但所述實(shí)施例并不局限于對(duì)本發(fā)明的限定。
[0029]實(shí)施例1
取4-氟芐基氯化鎂18kg、2-(三丁基錫烷基)呋喃13.5kg和苯基膦酸二乙酯19kg加入到攪拌釜中，常溫下攪拌均勻，順序加入二乙基二硒醚19kg、三氟化硼乙醚14.5kg、三丙醇氧化銀(V) 16kg,混合均勻，得到改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物成品。
[0030]以國(guó)標(biāo)汽油為空白對(duì)照，以同牌號(hào)國(guó)標(biāo)汽油配制普通M85甲醇汽油，并在普通M85甲醇汽油中添加0.02%本發(fā)明實(shí)施例1添加劑組合物。以上述3種油品進(jìn)行動(dòng)力性及尾氣排放檢測(cè)。試驗(yàn)方法按照《輕型汽車污染物排放限值及測(cè)量方法》(GB 18352.3-2005)規(guī)定方法進(jìn)行，對(duì)使用3種油品的汽車的瞬態(tài)常規(guī)污染物排放特性進(jìn)行研究。
[0031]試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)主要包括德國(guó)MAHA公司ECDM-48L四驅(qū)底盤測(cè)功機(jī)，日本HORIBA公司MEXA-7400L排氣分析系統(tǒng)，以及日本HORIBA公司MEXA-6000FT多組分尾氣排放儀。
[0032]高怠速排放:發(fā)動(dòng)機(jī)從1000rpm (空載)加速至3700rpm (空載)轉(zhuǎn),運(yùn)轉(zhuǎn)30s后降至2000rpm。將取樣探頭插入排氣管中，深度不少于400mm,并固定在排氣管上。維持15s后，讀取30s內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為高怠速排放測(cè)量結(jié)果。
[0033]低怠速排放:發(fā)動(dòng)機(jī)從2000rpm降至1000rpm,在15s后，讀取30s內(nèi)的最高值和最低值，其平均值即為低怠速排放測(cè)量結(jié)果。
[0034]結(jié)果表明，甲醇燃料汽車CO、CH污染物排放明顯降低；甲醇燃料汽車的CO排放多數(shù)出現(xiàn)在第I個(gè)195工況，HC的瞬態(tài)排放`規(guī)律與CO相近，NOx在急加速階段和城郊運(yùn)行工況(EUDC)循環(huán)中出現(xiàn)峰值。
[0035]圖1為3種油品的外特性下輸出功率對(duì)比圖。圖中1#為普通M85甲醇汽油；2#為添加有實(shí)施例1添加劑組合物的M85甲醇汽油；3#為國(guó)標(biāo)汽油。
[0036]圖1表明，與普通M85甲醇汽油對(duì)比，多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，使用實(shí)施例1添加劑組合物的M85甲醇汽油輸出功率平均提高10%以上，并與國(guó)標(biāo)汽油相當(dāng)。
[0037]圖2、3、4分別為尾氣污染物CO、HC和NOx的排放對(duì)比圖。從圖中可以看出，對(duì)于汽車尾氣常規(guī)污染物CO和CH，普通甲醇汽油的排放都比國(guó)標(biāo)汽油有大幅降低，但NOx排放卻與汽油接近，沒(méi)有體現(xiàn)出環(huán)保燃料的明顯優(yōu)勢(shì)。在普通M85甲醇汽油中加入0.02%本發(fā)明實(shí)施例1添加劑組合物后，NOx排放得到明顯改善，平均降低31%，且三種主要污染物排放都大大低于國(guó)標(biāo)汽油。
[0038]實(shí)施例2
取4-氟芐基氯化鎂18kg、2-(三丁基錫烷基)呋喃14.5kg和苯基膦酸二乙酯20kg加入到攪拌釜中，常溫下攪拌均勻，順序加入二乙基二硒醚15kg、三氟化硼乙醚15kg、三丙醇氧化釩(V) 17.5kg，混合均勻，得到改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物成品。
[0039]圖5、6、7分別為尾氣污染物CO、HC和NOx的排放對(duì)比圖。從圖中可以看出，對(duì)于汽車尾氣常規(guī)污染物CO和CH，普通甲醇汽油的排放都比國(guó)標(biāo)汽油有大幅降低，但NOx排放卻與汽油接近，部分負(fù)荷工況條件下還有升高。在普通M85甲醇汽油中加入0.02%本發(fā)明實(shí)施例2添加劑組合物后，NOx排放得到明顯改善，主要工況區(qū)間平均降低35%，且三種主要污染物排放都大大低于國(guó)標(biāo)汽油。[0040]實(shí)施例3
取4-氟芐基氯化鎂25kg、2-(三丁基錫烷基)呋喃16kg和苯基膦酸二乙酯15kg加入到攪拌釜中，常溫下攪拌均勻，順序加入二乙基二硒醚16kg、三氟化硼乙醚12kg、三丙醇氧化釩(V) 16kg，混合均勻，得到改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物成品。
[0041]圖8、9、10分別為尾氣污染物CO、HC和NOx的排放對(duì)比圖。其中在普通M85甲醇汽油中加入0.04%本發(fā)明實(shí)施例3添加劑組合物后，NOx排放得到明顯改善。
[0042]實(shí)施例4
取4-氟芐基氯化鎂31kg、2-(三丁基錫烷基)呋喃9kg和苯基膦酸二乙酯17kg加入到攪拌釜中，常溫下攪拌均勻，順序加入二乙基二硒醚19kg、三氟化硼乙醚11kg、三丙醇氧化釩(V) 13kg，混合均勻，得到改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物成品。
[0043]圖11、12、13分別為尾氣污染物CO、HC和NOx的排放對(duì)比圖。其中在普通M85甲醇汽油中加入0.05%本發(fā)明實(shí)施例4添加劑組合物后，NOx排放得到明顯改善。
[0044]實(shí)施例5
取4-氟芐基氯化鎂22kg、2-(三丁基錫烷基)呋喃I(xiàn)Okg和苯基膦酸二乙酯16kg加入到攪拌釜中，常溫下攪拌均勻，順序加入二乙基二硒醚20kg、三氟化硼乙醚19kg、三丙醇氧化釩(V) 13kg，混合均勻，得到改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物成品。
[0045]通過(guò)上述實(shí)施例的驗(yàn)證測(cè)試表明，與未加本發(fā)明改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物的普通M85甲醇汽油對(duì)比，多數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下，使用本發(fā)明添加劑組合物的M85甲醇汽油在同樣油耗下輸出功率平均提高10%以上，也可以說(shuō)在同樣動(dòng)力輸出下，油耗降低了 ；同時(shí)還明顯顯示本`發(fā)明添加劑組合物調(diào)制的M85甲醇汽油主要污染物(CO、HC、NOx)排放比未加本發(fā)明添加劑組合物的M85甲醇汽油都有降低，尤其是NOx大幅下降，平均降幅超過(guò)30%，同時(shí)也大大低于國(guó)標(biāo)汽油。
【權(quán)利要求】
1.改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物，由以下質(zhì)量百分比的組分組成: 4-氟芐基氯化鎂18.0~31.0% 二乙基二硒醚15.0~29.5% 苯基膦酸二乙酯15.0~24.5% 三丙醇氧化釩(V)13.0~24.0% 三氟化硼乙醚10.0~20.5% 2-(三丁基錫烷基)呋喃 9.0~19.5%。
2.權(quán)利要求1改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物的制備方法，是在常溫下將所述質(zhì)量百分比的4-氟芐基氯化鎂、2-(三丁基錫烷基)呋喃和苯基膦酸二乙酯混合攪拌均勻，順序加入所述質(zhì)量百分比的二乙基二硒醚、三氟化硼乙醚和三丙醇氧化釩(V)，混合均勻后得到改善M85甲醇汽油NOx排放的添加劑組合物。
【文檔編號(hào)】C10L1/26GK103756752SQ201410025968
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月21日
【發(fā)明者】趙清林, 郭四虎, 康文舉, 趙磊 申請(qǐng)人:甘肅桑田清潔能源開發(fā)有限公司