本发明专利技术涉及一种柴油十六烷值改进剂，其组分由2,2‑二硝基烷基酸酯、硝酸异辛酯及其他助剂组成。各组分重量份为：2,2‑二硝基烷基酸酯50~90；硝酸异辛酯10~40；助剂2~30；所述2,2‑二硝基烷基酸酯为短链烷基酸酯的二硝基化合物。所述助剂为溶剂、表面活性剂、清净分散剂中的一种或几种的混合物。本发明专利技术生产工艺简单，价格低廉，在柴油中添加0.5～4‰（重量百分比）后，可提高柴油十六烷值2～20个单位，可实现节油5～20％，可在降低柴油机油耗的同时有效降低尾气中有害物质的排放，使用效果良好。
【技术实现步骤摘要】
一种柴油十六烷值改进剂
本专利技术属于燃料添加剂领域，涉及一种柴油十六烷值改进剂配方，特别涉及一种2,2-二硝基烷基酸酯的新型柴油十六烷值改进剂组分的使用。
技术介绍
近年来，随着柴油机的广泛使用，柴油的消耗量正逐年增长，而有限的柴油资源却日趋减少。同时由于柴油组分的烷烃分子量较大，在内燃机工作时柴油的燃烧率不够高，燃烧性能不够好，这不仅增大了耗油量，而且加深了排气对空气的污染程度。因此柴油的使用与环境保护等问题，受到人们的关注。国内外燃油科技产业界纷纷加大对柴油添加剂的研究开发力度，以改善发动机燃料的燃烧特性，达到节能和环保的目的。我国第五阶段车用柴油国家标准要求，轻柴油的十六烷值不低于51。世界各国柴油十六烷值的主要因素是柴油调合的组分构成。直馏柴油的十六烷值比较高，因原油不同而异。馏程相同时，大庆直馏柴油十六烷值高达63，而辽河直馏柴油只有43。我国柴油的二次加工处理量占原油加工量的60-70wt%，二次加工柴油特别是重油催化裂化柴油的十六烷值很低，一般只有30-40。随着加工重质原油比例的增加，十六烷值整体水平将呈现下降的趋势。过去，我国轻柴油标准中规定柴油的十六烷值不低于45以及47，大部分炼油企业可以满足这个标准。但到2016年以后，我国实行了新的柴油规格标准，规定柴油的十六烷值应达到51以上，这样，许多炼油企业的柴油将达不到这个标准。因此，如何提高柴油十六烷值成了部分炼油企业所面临的比较迫切的问题。柴油的十六烷值与柴油的化学组成有关：碳原子数相同或分子量相近的烃类中，正构烷烃的十六烷值最高，无侧链的芳香烃十六烷值最低，环烷烃和烯烃、异构烷烃居中。含有侧链的芳香烃和环烷烃，其链越长，分支越少，十六烷值就越高。提高柴油十六烷值的方法有三种：（1）将高十六烷值的直馏柴油与低十六烷值的二次加工柴油调配。但直馏柴油的产量有限，同时高十六烷值的直馏柴油被用作乙烯裂解原料，也会影响以直馏柴油为原料的乙烯的生产；（2）采用溶剂抽提和加氢处理、重整等工艺加以改善以提高其十六烷值，但是通过这些工艺的处理，加工成本是比较高的，对部分企业来说在经济上是不合算的；（3）添加十六烷值改进剂。这种方法具有工艺简单，成本低廉，灵活多样的特点。国内外都对柴油十六烷值改进剂进行了广泛的研究，涉及到节油、降污、减少尾气烟度排放等方面，常见的十六烷值改进剂主要有烷基硝酸酯、过氧化物、醚、酯、胺等。存在的不足是添加量较少时，油品的十六烷值提高不够明显，添加较多量时，合格产品油的生产成本明显提高，经济型降低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生产工艺简单，价格低廉，性能较好、可降低柴油机油耗的柴油十六烷值改进剂。本专利技术的技术方案包括2,2-二硝基烷基酸酯、硝酸异辛酯及其他助剂，各组分重量份为：2,2-二硝基烷基酸酯50~90；硝酸异辛酯10~40；助剂2~30。本专利技术各组分优选重量份为：2,2-二硝基烷基酸酯60~80；硝酸异辛酯15~30；助剂5~20。本专利技术所述2,2-二硝基烷基酸酯为C3~C8的烷基酸酯的二硝基化合物。本专利技术所述2,2-二硝基烷基酸酯为2,2-二硝基烷基酸与碳原子个数为C1~C4脂肪醇的酯化合物。本专利技术所述2,2-二硝基烷基酸酯为2,2-二硝基丙酸酯、2,2-二硝基丁酸酯、2,2-二硝基戊酸酯、2,2-二硝基异戊酸酯、2,2-二硝基烷基酸甲酯、2,2-二硝基烷基酸乙酯、2,2-二硝基烷基酸丙酯、2,2-二硝基烷基酸异丙酯。本专利技术所述助剂为溶剂、表面活性剂、清净分散剂中的一种或几种的混合物。本专利技术所述溶剂为航空煤油或柴油。本专利技术所述表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚或脂肪醇聚氧乙烯醚。本专利技术所述清净剂分散剂为聚异丁烯丁二酰亚胺或丁二酰亚胺。本专利技术中2,2-二硝基烷基酸酯为主要和最重要的组分。所述2,2-二硝基烷基酸酯类化合物是硝基烷烃酯的衍生物。是一种同时含硝基和酯基的含能化合物，其分子内含有2个硝基基团和1个酯基团，其结构如下式所示。由于其分子结构中存在含能基团，在较低的能量（热能）刺激下就会迅速分解，产生大量的自由基，放出大量的热能，有助于引发柴油中烃类化合物的燃烧分解。本专利技术的柴油十六烷值改进剂的制备方法为：将上述组分按照所述比例直接搅拌混合均匀即可。为了表明本专利技术的效果，以市售国IV柴油作为对照，当本专利技术添加量为0.8‰时，柴油十六烷值由49提高60，使用依维柯柴油动力车进行道路实验，结果表明，使用本专利技术的柴油十六烷值改进剂后，节油12%，并且在柴油燃烧过程中没有黑烟；在船用柴油机上进行测试，节油率最大可达8%，氮氧化物NOx排放降低10～20％，一氧化碳CO排放降低10～25%，碳氢化合物CH排放降低20～30%。2,2-二硝基烷基酸酯类化合物是硝基烷烃酯的衍生物，硝基醇的应用最为广泛。硝基醇适宜用作各种纤维酯、聚丙烯腈及它们的共聚物、改性氨基塑料的溶剂，还可用作乳化剂和高分子化合物的增塑剂。偕二硝基能量高，安定性适宜，而且单个分子中具有两个硝基，属于多硝基化合物，在分解时可以产生更多的RO·和NO2·自由基来引发燃烧过程中所需要的链氧化反应。因此多硝酸酯的十六烷值改进效果要好于单硝酸酯，多硝基酯提高十六烷值的效率通常是单硝酸酯的2-5倍，而用量约为单硝酸酯用量的1/5-1/2。目前2,2-二硝基烷基酸主要作为含能粘合剂的单体使用，有成熟和低成本的合成方法和路线，在与脂肪醇反应后，就可低成本的合成2,2-二硝基烷基酸酯类化合物，因此是一种更吸引人的高效十六烷值改进剂。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：生产工艺简单，价格低廉，在柴油中添加0.5‰～4‰（重量百分比）后，可提高柴油十六烷值2～20个单位，可实现节油5～20％，并可在降低柴油机油耗的同时有效降低尾气中有害物质的排放，使用效果良好。下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明（以下各组分均为重量份）。具体实施方式实施例12,2-二硝基丙酸丁酯80份，硝酸异辛酯15份，航空煤油5份。将2,2-二硝基丙酸甲酯和硝酸异辛酯直接混合，再加入航空煤油，常温、常压下进行搅拌，混合均匀即可。实施例22,2-二硝基丁酸丙酯70份，硝酸异辛酯20份，聚异丁烯丁二酰亚胺5份，脂肪醇聚氧乙烯醚3份，柴油2份。将2,2-二硝基丁酸乙酯、硝酸异辛酯，聚异丁烯丁二酰亚胺和脂肪醇聚氧乙烯醚直接加入到柴油中，常温常压下进行搅拌，混合均匀即可。实施例32,2-二硝基戊酸甲酯65份，硝酸异辛酯15份，丁二酰亚胺5份，烷基酚聚氧乙烯醚2份，航空煤油13份。将2,2-二硝基戊酸甲酯、硝酸异辛酯、丁二酰亚胺和烷基酚聚氧乙烯醚直接加入到航空煤油中，常温、常压直接混合搅拌均匀即可。实施例42,2-二硝基异戊酸乙酯60份，硝酸异辛酯30份，丁二酰亚胺5份，烷基酚聚氧乙烯醚5份。将2,2-二硝基异戊酸乙酯、烷基酚聚氧乙烯醚和丁二酰亚胺直接加入到硝酸异辛酯中，常温、常压下进行搅拌，混合均匀即可。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种柴油十六烷值改进剂，其特征在于：各组分重量份为：2,2‑二硝基烷基酸酯 50~90；硝酸异辛酯 10~40；助剂 2~30。
【技术特征摘要】
1.一种柴油十六烷值改进剂，其特征在于：各组分重量份为：2,2-二硝基烷基酸酯50~90；硝酸异辛酯10~40；助剂2~30。2.根据权利要求1所述的柴油十六烷值改进剂，其特征在于：各组分优选重量份为：2,2-二硝基烷基酸酯60~80；硝酸异辛酯15~30；助剂5~20。3.根据权利要求1所述的柴油十六烷值改进剂，其特征在于：所述2,2-二硝基烷基酸酯为C3~C8的烷基酸酯的二硝基化合物。4.根据权利要求1或2所述的柴油十六烷值改进剂，其特征在于：所述2,2-二硝基烷基酸酯为2,2-二硝基烷基酸与碳原子个数为C1~C4脂肪醇的酯化合物。5.根据权利要求1所述的柴油十六烷值改进剂，其特征在于：所述2,2-二硝基烷...
【专利技术属性】
技术研发人员：叶丹阳，曹思益，雷晴，任晓婷，何金选，
申请(专利权)人：湖北航天化学技术研究所，
类型：发明
国别省市：湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。