燃料添加剂及其制备方法、组合物、应用和醇烃复合燃料技术

技术编号:24792429 阅读:45 留言:0更新日期:2020-07-07 20:08
本发明专利技术涉及一种燃料添加剂及其制备方法、组合物、应用和醇烃复合燃料。一种燃料添加剂的制备方法,所述燃料添加剂由烷基酚、环氧化合物、不饱和有机酸酐和酰胺基磺酸共聚而成。该方法制得的添加剂与分散剂组成组合物。以上添加剂和组合物均可用于醇烃复合燃料的改性。按重量份计,醇烃复合燃料包括甲醇15‑85份,高锰酸钾1‑3份,芳烃类化合物8‑10份,轻烃类化合物或石脑油4‑15份,以及添加剂或组合物。本发明专利技术能提高醇烃复合燃料的耐水性,还避免对复合燃料热性能的不利影响,添加剂与燃料的配伍性好。

【技术实现步骤摘要】
燃料添加剂及其制备方法、组合物、应用和醇烃复合燃料
本专利技术涉及燃料领域,特别涉及一种燃料添加剂及其制备方法、组合物、应用和醇烃复合燃料。
技术介绍
长期以来,利用碳氢化合物燃料的内燃机成为重要的运输系统,目前世界上30%的温室气体排放来自交通运输部门。内燃机排放的悬浮颗粒物中存在多种有害物质,如元素碳,无机离子,有机碳和微量元素。这些化合物可威胁人类健康和生态系统。随着人们环保意识的增强,世界各国都将保护环境、维护生态环境、防止和治理污染、充分有效地开发利用自然资源作为本国发展经济的重要战略。目前,汽车行业的需求持续增长,对能源提出了更高的要求,这对替代燃料和石油使用的日益增长的需求是最大的挑战。醇烃燃料作为一种新型清洁燃料,是当前世界上可再生能源的发展重点,符合我国能源替代战略和可再生能源发展方向。醇类已被广泛研究(特别是甲醇和乙醇),因为它是一种可以很容易地混入汽油中的替代燃料。利用醇类与石脑油等组分复合制备的醇烃复合燃料有明显的经济优势,和其他燃料相比,醇烃燃料燃烧最完全,而且污染物排放少、热效率高。醇烃复合燃料在某些领域已经被广泛使用,诸如用作CI发动机中的添加剂。与传统柴油相比,该燃料柴油发动机中具有经济效益,并且可以直接用作柴油发动机中的单一燃料或添加剂而无需任何发动机改造。然而,醇烃复合燃料在使用方面还存在着问题。如:当醇烃复合燃料中存在少量水分时,燃料会出现分层、浑浊等现象;当前用于醇烃复合燃料的耐水性添加剂对燃料的配伍性较差,会对醇烃复合燃料的热值等动力性能产生负面影响。
技术实现思路
本专利技术的第一目的在于提供一种燃料添加剂的制备方法,该方法合成的共聚物具有良好的亲水亲油性,用于燃料既能提高耐水性,又利于维持燃料的热值、引燃温度等性能。本专利技术的第二目的在于提供一种燃料添加组合物,该组合物应用于燃料时,不仅能提高耐水性,维持燃料的热值、引燃温度等性能,还具有良好的分散性。本专利技术的第三目的在于提供一种醇烃复合燃料,该复合燃料对含水量要求更宽容,含水量在3%以下时可以保持良好的稳定性,并且具有热值高、引燃温度低等特点,可作为单一燃料使用,也可以作为添加剂使用。为实现以上目的,本专利技术提供了以下技术方案:一种燃料添加剂的制备方法,所述燃料添加剂由烷基酚、环氧化合物、不饱和有机酸酐和酰胺基磺酸共聚而成。由烷基酚、环氧化合物、不饱和有机酸酐和酰胺基磺酸共聚而成的聚合物(即燃料添加剂)具有良好的亲水亲油性,并且与各种燃料尤其是醇烃复合燃料的配伍性好,能提高燃料的耐水性,同时不会对燃料的固有性能造成明显负面影响,例如至少可以维持燃料的热值、引燃温度等性能,甚至会改善。经测试,当燃料中含水量在3%以下时,加入该燃料添加剂后不会出现分层、浑浊等问题。本专利技术的燃料添加剂具有以下的结构式:本专利技术中,所述烷基酚主要贡献其两亲性,优选长链的烷基酚,例如C6~C30的烷基酚,包括己烷基酚、庚烷基酚、辛烷基酚、壬烷基酚、癸烷基酚、十二烷基酚、十六烷基酚、十八烷基酚等,或者以上烷基酚的取代物(例如N、O、S等杂原子取代物)或异构体,优选C12~C20的烷基酚。本专利技术中,所述环氧化合物优选为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧环己烷中的至少一种;本专利技术中,所述不饱和有机酸酐优选为邻苯二甲酸酐和马来酸酐中的至少一种;本专利技术中,所述酰胺基磺酸优选为烷基酰胺基磺酸、烯烃基酰胺基磺酸和芳烃基酰胺基磺酸中的至少一种,更优选烯烃基酰胺,例如丙烯酰胺基磺酸或其取代物。本专利技术中,所述烷基酚、环氧化合物、不饱和有机酸酐和酰胺基磺酸的质量比优选为40:40:1:60~55:55:1:75。以上制备方法优选包括下列步骤:步骤a:使所述烷基酚和所述环氧化合物在碱性环境中发生聚合反应,得到聚合物I;步骤b:使所述不饱和有机酸酐与所述聚合物I发生聚合反应,得到聚合物II;步骤c:使所述酰胺基磺酸与所述聚合物II在链转移剂的作用下发生聚合反应,得到所述燃料添加剂。步骤a可以形成含醚键的非离子表面活性剂,进而与酸酐交联,再与酰胺基磺酸聚合,获得具有良好亲水亲油性、与燃料配伍性好的添加剂。所述步骤a中,反应溶剂优选为水,反应温度为15~35℃,主要是在室温下反应。所述步骤b中,反应温度优选为90~100℃,例如90℃、92℃、95℃、97℃、100℃等。。所述步骤c中,反应温度优选为20~40℃;其中,所述链转移剂优选为叔十二硫醇。在以上三步聚合反应中,每步反应后可进行常规的产物分离、提纯等,或者不经过分离直接一锅法反应,但优选经过分离后继续下步反应。分离提纯的手段有过滤、洗涤、萃取、蒸发溶剂、回流等手段。本专利技术还提供了一种燃料添加组合物,该组合物除含有上文所述的添加剂外,还含有分散剂,该分散剂优选聚异丁烯双丁二酰亚胺和聚异丁烯多二酰亚胺中的至少一种,以提高添加剂在燃料中的分散均匀性。优选地,所述分散剂和所述燃料添加剂的质量比为1:10~1:20。本专利技术上文所述的燃料添加剂和组合物适用于各类燃料,包括天然气、石油等天然燃料,也包括醇烃等人工复合燃料,并且与醇烃复合燃料具有良好的配伍性。本专利技术还提供了一种优选的醇烃复合燃料,其按重量份计,包括甲醇15-85份,高锰酸钾1-3份,芳烃类化合物8-10份,轻烃类化合物或石脑油4-15份,以及上文所述的燃料添加剂或燃料添加组合物。燃料添加剂或燃料添加组合物的添加量可以是任意选择,但效果可能有显著差异,本专利技术提供了一种优选的添加量,即所述燃料添加剂或所述燃料添加组合物在所述醇烃复合燃料中的添加量优选为1wt.%~3wt.%,例如1wt.%、1.5wt.%、2.0wt.%、2.5wt.%、3.0wt.%等。以上醇烃复合燃料可作为单一燃料广泛应用于各类工业及民用燃油锅炉等,亦可混掺入各种标号汽油、柴油、乙醇汽油、生物柴油、重油等能源燃料中。综上,与现有技术相比,本专利技术达到了以下技术效果:(1)提供了一种燃料添加剂,解决了现有添加剂无法兼顾耐水性和热性能的问题,本专利技术的添加剂与醇烃燃料的配伍性好,表现出优异的综合性能;(2)本专利技术还优化了添加剂的制备方法和工艺条件,以获得良好的工艺效果(收率、效率、成本等)和产品物化性能;(3)本专利技术还筛选了一种与燃料添加剂配伍性好的分散剂,有助于添加剂在燃料中充分发挥其亲水亲油性和配伍性;(4)本专利技术还优化了醇烃复合燃料的配方,以获得更好的动力学性能和稳定性。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的实施方案进行详细描述,但是本领域技术人员将会理解,下列实施例仅用于说明本专利技术,而不应视为限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。实施例1第一步、称取十二烷基酚1.2g加入三口烧瓶中,加入17.4g水,搅拌将其溶本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种燃料添加剂的制备方法,其特征在于,所述燃料添加剂由烷基酚、环氧化合物、不饱和有机酸酐和酰胺基磺酸共聚而成。/n

【技术特征摘要】
1.一种燃料添加剂的制备方法,其特征在于,所述燃料添加剂由烷基酚、环氧化合物、不饱和有机酸酐和酰胺基磺酸共聚而成。


2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述烷基酚为C6~C30的烷基酚,优选C12~C20的烷基酚;
优选地,所述环氧化合物为环氧乙烷、环氧丙烷、环氧丁烷、环氧环己烷中的至少一种;
优选地,所述不饱和有机酸酐为邻苯二甲酸酐和马来酸酐中的至少一种;
优选地,所述酰胺基磺酸为烷基酰胺基磺酸、烯烃基酰胺基磺酸和芳烃基酰胺基磺酸中的至少一种,更优选丙烯酰胺基磺酸。


3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述烷基酚、环氧化合物、不饱和有机酸酐和酰胺基磺酸的质量比为40:40:1:60~55:55:1:75。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法,其特征在于,包括下列步骤:
步骤a:使所述烷基酚和所述环氧化合物在碱性环境中发生聚合反应,得到聚合物I;
步骤b:使所述不饱和有机酸酐与所述聚合物I发生聚合反应,得到聚合物II;
步骤c:使所述酰胺基磺酸与所述聚合物II在链转移剂的作用下发生聚合反应,得到所述燃料添加剂。


5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:侯影飞王目敏郭宁林福同林朋飞
申请(专利权)人:中国石油大学华东
类型:发明
国别省市:山东;37

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