一种高热值车用甲醇燃料添加剂及其加工工艺的制作方法

本发明涉及车用甲醇燃料技术，特别是一种高热值车用甲醇燃料添加剂的加工制备工艺。

背景技术：

1、随着中国甲醇经济的迅猛发展，甲醇车用燃料尤其是高热值车用甲醇燃料技术已成为当前业内研发、推广的重点。全方位的代替汽、柴油，解决石油能源危机和空气污染已经迫在眉睫。鉴于车用甲醇燃料用于现有汽车发动机内会产生众多技术性问题（如热值低、油耗高、发动机锈蚀、橡胶塑料件熔胀、冷启动困难、高温气阻等）正在被本行业专家重点关注。最佳车用甲醇燃料添加剂配方的技术瓶颈已集中于车用甲醇燃料的动力性能的提高、燃料成本和污染进一步降低，以及配套适用高热值车用甲醇燃料的动力系统研究的改进，以及环境保护的需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供“一种高热值车用甲醇燃料添加剂及其加工工艺”。是借助添加剂配方与加工工艺的完美结合来实现高热值车用甲醇燃料的技术方案的创新和改进。是实现甲醇燃料与醇、脂、醚复合改性剂的复配完成车用甲醇燃料高热值指标的提升，在达到高标号车用汽油指标的基础上，实现百公里能耗、尾气排放上能达到或超过“国六”标准。关键在于本发明创新的目标是添加剂对甲醇车用燃料的改性贡献、并不需要对现有汽车在使用本燃料前对动力系统做出任何改进。

2、本发明的具体内容包括以下创新技术手段：

3、（1）添加剂的质量百分比组份中包括有以下化工原料：

4、苯并噻唑硫醇            4-10%、

5、丁酮                    5-15%、

6、op-10                   4-12%、

7、硝酸异辛酯              8-25%，

8、溶剂油                  10-20%，

9、碳酸二甲酯              10-24%，

10、乙醚                    5-18%，

11、氧化乙烯                1-2.5%，

12、t551                    0.5-2%，

13、t501                    0.5-2%，

14、t1201                   0.5-1%，

15、甲基叔丁基醚            4-7%，

16、异丙醇                  4-7%，

17、叔丁醇                  4-12%；

18、（2）按照以上质量百分比组份混配而成的车用甲醇燃料添加剂的加工工艺中包括以下步骤：

19、 ①基料混配前调温：化工试剂混配调控温度40-45℃，其中氧化乙烯、乙醚在地下储罐维持10-15℃保存待用；

20、②分组初滤预混：按照提升热值、降低引擎损耗、适应地域环境温度三原则，选择4-5种辛烷值高、分散性能优秀的化工试剂排序，借助流量计和过滤器依次注入预混罐a得到预混组合1待用；再选择4-5种有防蚀、抗氧化性能的改性剂排序、借助同样工艺设备依次注入预混罐b得到预混组合2待用；剩余化工试剂借助同样工艺设备和调整温度排序、依次注入预混罐c得到预混组合3备用；

21、③顺序注入混配，同步搅拌分散：将初级预混得到的预混组合1、预混组合2和预混组合3按组别依次序注入初级反应釜中，同步实施1200-1400转/分钟搅拌，时间不少于15分钟实现均质、分散、互溶，形成粗滤溶融混合物；

22、④加压精滤、双向搅拌：将以上粗滤熔融混合物加压转送至专用反应釜，借助精细过滤器压滤和双向双层搅翅机构搅拌、实现添加剂组分细化重组、分散溶融，时间不少于30分钟；

23、⑤正压环境、静置均化：将精细过滤，双向搅拌后的重组溶融混合物进行1.1-1.2个大气压下经过2-3小时均质后，获得设计标号的高热值车用甲醇燃料添加剂。

24、本发明中添加剂配方组份实施例列表如下：

25、

26、下面结合实施例3进一步说明本发明的加工工艺是如何实现的：

27、所述的高热值车用甲醇燃料添加剂及其加工工艺，其关键在于该加工工艺步骤②中所述的预混组合1选用试剂的是：苯并噻唑硫醇、硝酸异辛酯、碳酸二甲酯、氧化乙烯、甲基叔丁基醚，按照液态化工原料在添加剂中所设计的功能作用确定的质量百分比设计原则：按照7%:24 %:18%:2.0%:5.0%计量预混注入储罐a备用。

28、所述的高热值车用甲醇燃料添加剂及其加工工艺，其关键在于该加工工艺步骤中②所述的预混组合2选用试剂的是：op-10、溶剂油、t551 、t501 、t1201，按照液态化工原料在添加剂中所设计的功能中质量百分比设计原则：选择5%:10%:1.0%:1.2%:0.8%计量混配注入储罐b备用。

29、所述的高热值车用甲醇燃料添加剂及其加工工艺，其关键在于该加工工艺步骤中②所述的预混组合3选用试剂的是：异丙醇、叔丁醇、丁酮 、乙醚 ，依照试剂温度从高到低顺序、并参照添加剂中的质量百分比设计原则，选择5%:5%:6%:10%混配注入储罐c备用。

30、以上所述，涉及到本专利申请的完整工艺处理步骤的进一步细化，借助了步骤②所述的三步预混步骤，可以有力促进添加剂中各种同类型、特别是同性高热值化工试剂在中速率搅翅的冲击搅拌中对基础试剂分子团的结构冲击搅拌、分散、断链和细化重组。预混组合1中的高热值组份，如苯并噻唑硫醇、硝酸异辛酯、碳酸二甲酯在预混依次序注入过程中得到了包括外力冲击的进一步分散、裂解、断链、并获得激活重组；预混中所注入的添加剂参与了分散、互溶、断链、重组的全过程；其中氧化乙烯和甲基叔丁基醚起到分散剂和促进剂的作用，并在进入添加剂复配成为车用燃料时进一步将对车用甲醇燃料主体组份部分分子团起到分散、重组的促进剂的效果，最终使车用甲醇燃料获得在同样燃爆环境下更高效的燃爆速率，有助于实现本发明的主要目的—提高功率输出减小百公里醇耗。

31、本发明高热值车用甲醇燃料添加剂制备方法中由于加入了苯并噻唑硫醇、硝酸异辛酯、碳酸二甲酯、同时又在预混中加配了甲基叔丁基醚和氧化乙烯。使预配组份中不仅仅本身增加了高热值的成份。更重要的是该醇、脂、醚类试剂成比例的混合搅拌下产生了催化、裂解长链分子团效果（可以进一步活化、裂解醇、脂类分子团的裂解和细化），因而这就不是简单仅仅增加了混配燃值的静态效果。预混步骤激活了添加剂在以后的复配中进一步细化的车用甲醇燃料主体组份的能力，在以后借助本发明添加剂复配车用甲醇燃料过程中，由于大量的甲醇混配加入、会进一步细化车用燃料的结构、改善汽车发动机缸内点火瞬间的燃爆环境，此时在本发明添加剂的作用下车用甲醇燃料燃爆环境已经起了巨大的变化，甲醇燃料的主体成份已经通过预混重组和进一步细化、并获得了添加剂中适配的氧分子的支持、经分散重组车用甲醇燃料、多重细化与重组甲醇燃料的热值释放就不再是一个静态概念。燃料的输出功率决定于燃料总能量释放的动态全过程。重要的是，全面提高燃料在内燃机中的燃爆质量、可以明显提升气缸内的燃料输出功率。在较短时间内完成释放燃料内能会产生强大的输出功率，这才是提升发动机输出功率或降低了百公里能耗的根本。所以，本发明的技术改进是因为采用具有高热值燃料和良好分散性醇、醚、脂、烷试剂原料，通过预混和分散重组、以及外加预混机械力冲击、切割、搅拌的结果。进一步完成细化、混合，重组的结果；从而形成具有直接增加燃值的效果。更重要的是：作为添加剂与主体母料最终混配形成高热值车用燃料时亦能进一步对车用甲醇主体的部分细化、混合、重组实现部分细化程度，从而大大缩短了每次燃爆时间，增加了输出功率的缘由。

32、本专利申请实施例3添加剂复配出的高热值车用甲醇燃料用在不同品牌的车辆中的试用报告中，均记录有“启动快捷，动力强劲”的评价，皆缘于以上的理由。

33、高热值车用甲醇燃料添加剂基础组份及预混和复配中作用参考下表（反复预选、分组、删选、预混与复配的实验数据进行的统计学处理所得结论特性）：

34、

35、进一步的改进措施，还包括：

36、按照本发明制作添加剂方法至步骤③中所述的初级反应釜与所连通的注入管路借助加压泵和流量计保持着恒定正压环境，初级反应釜内压力与注入管路内压差值保持0.1个大气压。

37、进一步的制作方法之步骤④中的对预混组合物用输送管路与专用反应釜内亦应维持正压环境、且前后压差不小于0.2大气压、以维持正压均质环境的维持时间不少于1个小时。

38、以上的工艺制作方法中进一步工艺条件限制是为了保证添加剂的混配中的低沸点试剂混配溶融入添加剂分散后的均匀性和正压燃爆环境保持下的相对稳定性与质量。在本发明专利产品的实际应用时，一定量的醚类试剂、均匀分散能对车用甲醇燃料分子团的细化和改性剂之间重组起作用；需要正压环境、分散程度、以及维持重组复合效果的能力起着输出功率关键性提升作用。所以，预混步骤以及复配后的细化重组所涉及的细节就成为本发明的关键，可以导致输出功率的直接提升。

39、所述的专用反应釜上配套设置有安全放气阀管控装置，并配套设置有多级预警信号与自动泄压开关机构：在1.2个大气压力下完成添加剂全程注入、以及在之后的分散、搅拌、溶融、均质工艺流程中均应维持这一环境指标、并维持一小时后，进入专用反应罐内压自动调控阶段，维持罐内正压在1.1-1.2个大气压之间自动转换，直至注入添加剂专用储罐内形成甲醇车用燃料注入车辆油箱为止。

40、本发明的最终目标是借助本添加剂的改进，实现车用甲醇燃料全面替代高标号车用汽油、以其动力性能、环保指标、经济成本、资源充足的优势克服现代社会、经济所面对的能源危机。从目前车用甲醇燃料的理论研究成果来看，环保指标、经济成本、资源充足已经为业内人士所公认。至于动力性能指标，借助本发明的实际应用—即与国标一级工业甲醇复配得到的高热值车用的甲醇燃料即可直接验证结论。

41、一种高热值车用甲醇燃料，借助于本发明所述的高热值车用甲醇燃料添加剂与国标一级工业甲醇复配工艺，其关键在于：

42、（1）复配组份质量百分比为：

43、本发明添加剂                       10%-0.5%

44、一级工业甲醇                       90%-99%；

45、（2）复配工艺条件：

46、复配专用反应罐内压保持不低于1.1大气压、且不高于1.2大气压的正压环境，并维持从复配开始、搅拌、分散、重组、至完成均质30分钟。下面结合本专利申请的实施例列表和借助本发明的车用高热值甲醇添加剂及其制作方法复配出的产品及用于汽车的实验报告，进一步说明本发明目的是如何实现的。