柴油添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种不含油金属的柴油添加剂及制备方法，其特征在于：由不含金属的可溶性硅酸、聚胺、聚醚、溶剂油混合反应得到，其采用二次低温反应制备。其中可溶性硅酸采用以下方法制备；将四氯化硅与冰混合反应得到硅酸，硅酸经处理得到石英粉，最后在石英粉中加入去离子水和四甲基硅烷常温混合反应制得。该柴油添加剂内不含油金属，因此在加入柴油中燃烧时不会产生重金属污染，同时可节约燃油，且制备方法简便易行。

【技术实现步骤摘要】
柴油添加剂及其制备方法
本专利技术涉及一种用柴油添加剂及其制备方法，特别涉及一种非金属基柴油添加剂及其制备方法。
技术介绍
柴油(Diesel)又称油渣，柴油燃烧不完全会产生积碳，使汽车功率下降，尾气的碳粒子增加(冒黑烟)从而达不到尾气排放标准。为解决该问题，市场上出现了柴油添加剂，来清除积碳，提升动力。市场上的柴油添加剂组分各有不同，为弥补柴油分子排列无序的不足，提高爆燃效率，柴油添加剂中通常采用分散性强的乙基铅、二茂铁，使柴油中链烷、环烷、和芳烃分子在极性分子影响下实现了重排，使杂乱无章的不同分子变得有序排列，从而达到清除积碳、节能降烟目的。但乙基铅、二茂铁在燃烧后会产生氧化铅和氧化铁，造成汽车尾气含重金属，增加PM颗粒，不符合排放要求。随着我国对空气治理的不断提高，PM2.5成为主要治理目标，如何生产出无重金属排放，减少PM的柴油添加剂成为各厂家的目标。
技术实现思路
本专利技术的一个目的提供一种柴油添加剂，该柴油添加剂燃烧后不会产生重金属，解决了现有阶段汽车尾气含有重金属从而污染环境的问题，还可以在规定范围内提高柴油的十六烷值，节油效果明显。本专利产品适用于各种柴油内燃机和各类柴油汽车。技术方案是：柴油添加剂，由不含金属的可溶性硅酸、聚胺、聚醚、溶剂油混合反应得到。反应得到的反应物为混合物。其中溶剂油可以是现有技术中任何适于柴油添加剂使用的溶剂油，本专利中优选煤油。各反应组分的重量百分比为；不含金属的可溶性硅酸2-15％、聚胺1-10％、聚醚1-10％、溶剂油70-90％。进一步的，各反应组分的重量百分比为：不含金属的可溶性硅酸4-12％、聚胺3-8％、聚醚3-8％、溶剂油75-85％。本专利中不含金属的可溶性硅酸采用以下方法制备：将四氯化硅与冰混合反应得到硅酸，硅酸经处理得到石英粉，并在石英粉中加入去离子水和四甲基硅烷常温混合反应制得。所述四氯化硅与冰的体积比为1：0.1-0.9。四氯化硅与冰混合反应方程式如下所示：SiCl4+4H2O＝H4SiO4+4HCl其中硅酸H4SiO4不溶于水，HCl为气体。4H4SiO4+SiCl4＝4H4SIO3+H4SiO4+4HCl上述硅酸的具体反应及制备过程在在专利号200910054480.9，专利名称为“四氯化硅的处理方法”的中国专利中已有详细说明，具体过程为：将四氯化硅与冰按比例投入反应釜中，在-10℃～55℃范围内进行搅拌反应，反应过程中分离氯化氢气体。前步反应完成后，降低温度至0℃～10℃，将反应生成的块状物打碎搅拌，分离块状物内包裹的氯化氢气体和再次分离前阶段反应不完全的原料，氯化氢气体被分离，反应不完全的原料继续反应。降温反应后反应釜内的最终产物在100℃～200℃内加热，蒸发反应釜中分离物中遗留的四氯化硅、水和氯化氢气体，得到硅酸。硅酸经反复洗涤脱水后得到含有结晶水的石英粉，将石英粉、去离子水、四甲基硅烷常温下混合反应至石英粉完全溶解，得到澄清溶液，即具有多个官能团基团的可溶性硅酸。其中对硅酸的处理方法也可以是其他现有处理方法，但其处理过程中要求不引入金属及其杂质。经处理后的石英粉的纯度很高，可达到99.9％，因此与四甲基硅烷进行反应得到的具有多官能基团的可溶性硅酸中的杂质含量也较少，这样可保证可溶性硅酸与聚胺、聚醚、溶剂油进行反应。同时由于整个反应过程密闭进行，不会引入重金属及其他杂质，因此，得到的石英粉中也不含有金属，使得后续制备的柴油添加剂中也不含有金属。且四氯化硅材料为多晶生产副产物，来源广，价格低，废物利用，经济效益高。而现有技术中的可溶性硅酸如水玻璃即硅酸钠(Na2O·nSiO2)由于里面杂质较多，且含有很多金属，因此即不能与聚胺、聚醚、溶剂油进行反应，也不能得到不含有重金属的柴油添加剂。即使采用精制石英粉或高纯石英粉进行生产，但在生产过程中很容易引入金属及杂质，且精制石英粉或高纯石英粉的价格较高。所述石英粉与去离子水的重量体积比为1：1—3，石英粉与四甲基硅烷的重量体积比为1：2-10。本专利技术的另一个目的是提供一种上述柴油添加剂的制备方法。采用的技术方案：上述柴油添加剂的制备方法，采用二次低温反应，包括以下步骤；(1)、一次反应将聚胺、聚醚分别加入到溶剂油内搅拌加温反应2-4小时，得到澄清透明液体，其中反应温度控制在80-120℃。(2)二次反应将步骤(1)中得到的溶液中加入不含金属的可溶性硅酸，搅拌反应1-2小时至溶液变澄清，其中温度控制在100-105℃。(3)过滤将步骤(2)中得到的溶液冷却后经过滤去除溶液内的杂质，成品进行包装入库，杂质进行回收处理。其过滤过程经滤油机4000目进行过滤。其中，步骤(2)中的不含金属的可溶性硅酸采用以下方法制备，将四氯化硅与冰混合反应得到硅酸，硅酸经处理得到石英粉，并在石英粉中加入去离子水和四甲基硅烷常温混合反应制得。进一步的，所述四氯化硅与冰的体积比为1：0.1-0.9，优选1：0.2-0.8。上述硅酸的具体反应及制备过程在在专利号200910054480.9，专利名称为“四氯化硅的处理方法”的中国专利中已有详细说明，具体过程如上所述。所述石英粉与去离子水的重量体积比为1：1—3，石英粉与四甲基硅烷的重量体积比为1：2—10。整个制备过程中温度对反应的结构有直接影响，现有技术中通常采用蒸汽和水进行控温，其精度低，产品质量不好保障，因此，本专利中采用导热油控制反应温度，并结合计算机系统对反应进行温控，其温度变化可以控制在0.1-0.5℃。现有技术中评判柴油品质的指标之一是降低粘度控制其分子量，以利于油品的充分燃烧，传统方法是在柴油中加入氢裂解剂，将大分子量的柴油裂解为中小分子量，得到高品质的柴油。本专利柴油添加剂也是采用将柴油大分子量降解为小分子量来提高柴油品质的，该柴油添加剂在80℃-120℃时可以实现柴油分子量的解聚，将大分子量的柴油降解为600以下的下分子油。本专利技术的有益效果：(1)通过新方法进行不含金属的可溶性酸的制备，即四氯化硅与冰混合反应得到纯度较高的石英粉，并与去离子水和四甲基硅烷常温搅拌反应得到官能基团丰富的不含金属的可溶硅酸，致使本专利柴油添加剂中不含有金属，减少了对空气的二次污染，且产品改变了柴油分子结构，提高了柴油的爆燃力，节油效果明显。(2)整个制备过程简单易行，不需要高温高压的条件，处理过程节能效果好，生产工艺短。(3)制备可溶性硅酸的四氯化硅材料为多晶生产副产物，来源广，价格低，废物利用，经济效益高。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术做进一步详细说明。实施例1不含金属的可溶性硅酸的制备：将10升四氯化硅与1升冰混合在一起投入反应釜中，在-10℃～55℃范围内进行搅拌反应，反应过程中分离氯化氢气体。前步反应完成后，降低温度至2℃，将反应生成的块状物打碎搅拌，分离块状物内包裹的氯化氢气体和再次分离前阶段反应不完全的原料，氯化氢气体被分离，反应不完全的原料继续反应。降温反应后反应釜内的最终产物在100℃～200℃内加热，蒸发反应釜中分离物中遗留的四氯化硅、水和氯化氢气体，得到硅酸。硅酸经反复洗涤脱水后得到1.5公斤含有结晶水的石英粉。再将石英粉中加入1.5升去离子水和3升四甲基硅烷，常温搅拌反应至石英粉完全溶解，得到含有官能基团丰富的可溶硅酸4.5升。(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
柴油添加剂，其特征在于：由不含金属的可溶性硅酸、聚胺、聚醚、溶剂油混合反应得到。

【技术特征摘要】
1.柴油添加剂，其特征在于：由不含金属的可溶性硅酸、聚胺、聚醚、溶剂油混合反应得到；所述不含金属的可溶性硅酸采用以下方法制备；将四氯化硅与冰混合反应得到硅酸，硅酸经处理得到石英粉，最后在石英粉中加入去离子水和四甲基硅烷常温混合反应制得。2.如权利要求1中所述的柴油添加剂，其特征在于：各反应组分的重量百分比为；不含金属的可溶性硅酸2-15％、聚胺1-10％、聚醚1-10％、溶剂油70-90％。3.如权利要求2中所述的柴油添加剂，其特征在于：各反应组分的重量百分比为；不含金属的可溶性硅酸4-12％、聚胺3-8％、聚醚3-8％、溶剂油75-85％。4.如权利要求1中所述的柴油添加剂，其特征在于：所述四氯化硅与冰的体积比为1：0.1-0.9。5.如权利要求1中所述的柴油添加剂，其特征在于：所述石英粉与去离子水的比例为，1g石英粉中加入1-3ml去离子水；石英粉与四甲基硅烷的比例为，1g石英粉中加入2-10ml四甲基硅烷。6.如权利要求1至5中所述的柴油添加剂的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贤苍，王茂洁，王黎，
申请(专利权)人：四川能之星燃料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51