一种清洁柴油添加剂及其制备方法与流程

本发明涉及柴油添加剂，具体涉及一种清洁柴油添加剂及其制备方法。

背景技术：

1、柴油添加剂能够弥补柴油自身存在的质量问题和机动车机械制造极限存在的不足，避免柴油发动机的冷激效应、缝隙效应，清除进气阀、电喷嘴的积碳，还能够克服喷油嘴难以更加细雾化以及产生残油后滴的问题，保护发动机工况，实现燃油的更完善和更完全的燃烧，从而达到清除积碳、节省燃油、降低排放等功效。

2、柴油添加剂主要由有机纳米分子、清净剂、稳定剂、十六烷值改进剂组成。其中，有机纳米分子能够直接攻击油分子中的长链碳键，在燃油室产生“微爆”，使燃油二次雾化，引发完全燃烧，提升引擎动力，提高热效率，降低油耗，减少排放，常用的有机纳米分子为纳米碳颗粒；清净剂能够抑制喷嘴沉积物的生成，持续使用可清除已有沉积物，恢复或改善燃油雾化效率，常用的清净剂为含胺的高分子化合物；稳定剂能够提高柴油氧化安定性，通常由抗氧剂、金属钝化剂、防腐剂复配而成；十六烷值改进剂用于改善柴油着火性能，常用的十六烷值改进剂有硝酸酯类化合物。此外，为了提高柴油添加剂的综合使用效果，还会向柴油添加剂中加入其他纳米材料，例如铁基纳米材料、纳米氧化铈、纳米铜、纳米镍等。

3、但是按照上述原料制备的柴油添加剂存在以下不足：将多种原料混合后，导致柴油添加剂的成分复杂，粘度大，导致柴油添加剂的流动性差；含胺的高分子化合物会影响柴油的润滑性能，还会造成汽车冷车启动的预热时间延长；硝酸酯类化合物在燃烧时会产生大量的nox，污染环境，且硝酸酯类化合物的稳定性差，导致柴油添加剂的储存稳定性差；加入的纳米材料的稳定性差，易团聚沉积，导致了柴油添加剂的储存稳定性进一步变差，在低温下储存时易析出，还会导致有机纳米分子的作用受限，及导致柴油添加剂与柴油的混合效果差。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种清洁柴油添加剂及其制备方法，能够清除积碳、节省燃油、降低排放的同时，降低清洁柴油添加剂的粘度，提高柴油的润滑性能，缩短汽车冷车启动的预热时间，提高柴油添加剂的储存稳定性，避免低温下原料的析出，还能够提高柴油添加剂与柴油的混合效果。

2、为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种清洁柴油添加剂的制备方法，将200#溶剂油、棕榈油、正己烷加入反应釜中，将反应釜的温度控制至40-50℃，搅拌速度控制至50-100rpm，搅拌30-40min，加入碳酸二甲酯、聚醚胺，将反应釜密闭，使用氮气置换釜内空气，将反应釜的温度提高至60-70℃，搅拌2-3h，加入纳米分子，继续搅拌1-1.5h，将反应釜的温度降低至30-40℃，加入增效剂、硫磷丁辛基锌盐、石油磺酸钡、聚亚烷基二醇，继续搅拌1-1.5h，得到清洁柴油添加剂；

4、其中，200#溶剂油、棕榈油、正己烷、碳酸二甲酯、聚醚胺、纳米分子、增效剂、硫磷丁辛基锌盐、石油磺酸钡、聚亚烷基二醇的质量比为80-90:30-35:15-20:15-20:18-20:2.5-3:4.5-5:1-1.5:0.8-1:5-6；

5、所述纳米分子的制备方法，由以下步骤组成：制备多孔复合物，亲油改性；

6、所述制备多孔复合物，将葡萄糖、尿素、十六烷基三甲基氯化铵、硫酸铈、十二水合硫酸铁铵、硅溶胶、去离子水加入反应釜中，将反应釜的温度控制至15-35℃，搅拌速度控制至50-100rpm，搅拌30-40min后，转入水热釜中，将水热釜的温度控制至160-180℃，反应8-9h，离心，控制离心时的转速为5000-6000rpm，时间为5-6min，离心结束后使用去离子水清洗沉淀物2-3次，置于110-130℃下烘干，研磨至粒径为40-50nm后，置于300-400℃下高温处理60-90min，再置于500-600℃下高温处理60-90min，然后与氢氧化钠水溶液加入反应釜中，将反应釜的温度控制至70-80℃，搅拌速度控制至100-200rpm，搅拌9-10h，离心，控制离心时的转速为5000-6000rpm，时间为8-10min，离心结束后使用去离子水清洗沉淀物2-3次，置于110-130℃下烘干，研磨至粒径为20-30nm，得到多孔复合物；

7、所述制备多孔复合物中，葡萄糖、尿素、十六烷基三甲基氯化铵、硫酸铈、十二水合硫酸铁铵、硅溶胶、去离子水、氢氧化钠水溶液的质量比为5-6:2.5-2.8:1.3-1.5:0.7-0.8:0.5-0.6:10-12:100-120:400-450；

8、所述硅溶胶中二氧化硅含量为50%；

9、所述氢氧化钠水溶液的质量浓度为9-10%；

10、所述亲油改性，将多孔复合物、去离子水、无水乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷加入反应釜中，将反应釜的温度控制至70-80℃，搅拌速度控制至100-200rpm，搅拌3-4h，离心，控制离心时的转速为7000-8000rpm，时间为8-10min，离心结束后使用去离子水清洗沉淀物2-3次，置于110-130℃下烘干后，与三氯甲烷、聚乙烯吡咯烷酮、过氧化二苯甲酰加入反应釜中，将反应釜密闭，使用氮气置换釜内空气，将反应釜的温度控制至70-80℃，搅拌速度控制至100-200rpm，搅拌18-20h，离心，控制离心时的转速为7000-8000rpm，时间为8-10min，离心结束后使用去离子水清洗沉淀物2-3次，置于110-130℃下烘干，得到纳米分子；

11、所述亲油改性中，多孔复合物、去离子水、无水乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷、三氯甲烷、聚乙烯吡咯烷酮、过氧化二苯甲酰的质量比为10-11:40-50:160-180:50-60:1000-1100:30-40:0.9-1；

12、所述增效剂的制备方法为，将纳米镍粉、乙烯基三甲氧基硅烷、去离子水、无水乙醇加入反应釜中，将反应釜的温度控制至70-80℃，搅拌速度控制至100-200rpm，搅拌3-4h，离心，控制离心时的转速为7000-8000rpm，时间为8-10min，离心结束后使用去离子水清洗沉淀物2-3次，置于110-130℃下烘干后，与甲基丙烯酸十四酯、偶氮二异丁腈、n,n-二甲基甲酰胺加入反应釜中，将反应釜密闭，使用氮气置换釜内空气，将反应釜的温度控制至75-85℃，搅拌速度控制至100-200rpm，搅拌38-40h，加入甲醇，搅拌20-30min，离心，控制离心时的转速为7000-8000rpm，时间为8-10min，离心结束后使用甲醇清洗沉淀物3-4次，置于80-100℃下烘干，得到增效剂；

13、所述增效剂的制备中，纳米镍粉、乙烯基三甲氧基硅烷、去离子水、无水乙醇、甲基丙烯酸十四酯、偶氮二异丁腈、n,n-二甲基甲酰胺、甲醇的质量比为10-15:20-30:40-50:160-180:450-500:1.8-2:1400-1600:9000-9500；

14、所述纳米镍粉的粒径为20nm。

15、一种清洁柴油添加剂，由前述的制备方法制得。

16、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

17、（1）本发明制备的清洁柴油添加剂，能够清除积碳，将本发明制备的清洁柴油添加剂与-10号柴油按照体积比为1:1000混合后，沉积物下降率能够降低至48-51%；

18、（2）本发明制备的清洁柴油添加剂，能够节省燃油，将本发明制备的清洁柴油添加剂与-10号柴油按照体积比为1:1000混合后，节油率能够达到10.4-10.9%；

19、（3）本发明制备的清洁柴油添加剂，能够降低排放，将本发明制备的清洁柴油添加剂与-10号柴油按照体积比为1:1000混合后，在高怠速下nox的排放下降率能够达到11.4-12.1%，hc的排放下降率能够达到18.3-18.9%，co的排放下降率能够达到31.1-31.8%；在低怠速下nox的排放下降率能够达到9.1-10.0%，hc的排放下降率能够达到15.4-15.7%，co的排放下降率能够达到28.9-29.7%；

20、（4）本发明制备的清洁柴油添加剂，粘度低，本发明制备的清洁柴油添加剂在25℃下的粘度为6.1-6.5mm2/s；

21、（5）本发明制备的清洁柴油添加剂，能够提高柴油的润滑性能，将本发明制备的清洁柴油添加剂与-10号柴油按照体积比为1:1000混合后，用于柴油汽车中，柴油汽车在0℃下启动的预热时间为48-50s；

22、（6）本发明制备的清洁柴油添加剂，能够提高柴油的储存稳定性，避免低温下原料的析出，将本发明制备的清洁柴油添加剂置于温度为40℃的环境中放置1个月，无沉淀；将本发明制备的清洁柴油添加剂置于温度为0℃的环境中放置1个月，无沉淀；

23、（7）本发明制备的清洁柴油添加剂，能够提高柴油添加剂与柴油的混合效果，将本发明制备的清洁柴油添加剂加入-10号柴油中，控制柴油添加剂与-10号柴油的体积比为1:1000，在加入完成后，能够在30s内实现充分混合。