技术领域 本发明属于能源与再生替代能源技术领域,具体涉及一种醚基汽油。 背景技术 石油是保障国家经济命脉和社会安定的重要战略物料,也是我国长期依赖 进口的一次性能源,随着社会经济的持续发展,使用数量的不断增加,自然资 源的不断枯竭与匮乏,特别是由于我国经济的快速发展,社会及私家车辆的大 量增加,汽车尾气的大量排放,使癌症及呼吸道疾病的俱增,已危及人类健康 和生命安全。在人类面临资源短缺和环境危机的关键时刻,寻找替代新型清洁 能源,已成为世界科技界研究、攻关之重点课题,2003年中国工程院院士倪维 斗教授提出“二甲醚经济:是解决中国能源与环境的重大关键”。 2006年11月20日,曾培炎副总理在胡锦涛总书记、温家宝总理多次作出 重要批示的情况下,主持召开发展替代能源专题会议,指出:“以优势能源替代 稀缺能源,可再生能源替代石化能源的思路,逐步提高替代能源在能源机构中 的比例,重点发展车用燃料和替代石油产品,搞好煤基甲醇、二甲醚、烯烃和 煤基多联产技术的试验示范和开发应用,尽可能降低对石化燃料的依赖,减少 污染物的排放。” “21世纪绿色能源”、“超洁净替代燃料”二甲醚及复合新型燃料 是被国家科技部列为2000年度国家级火炬计划项目。陕西新型燃料燃具公 司联合国内外高校、科研院所及美国兆运公司以煤为原料采用多元催化一 步法合成二甲醚洁净燃料,开辟了煤变油的新途径,研发成功醚基汽油添 加剂(二甲醚5-37%、C1-C5醇化合物10-60%、C5-C10烃化合物10 -50%、烷基酚聚氧乙烯醚0.1-5%、烷基苯酚0.05-0.5%)以8-30组 分掺合10-25%的汽油,0-20%的C5馏分油生产醚基复合汽油,开辟了 二甲醚制备清净汽油的新途径。成为城市交通车辆的首选环保油料,引起 全国甚至世界性轰动效应,使国内外众多厂家纷纷上马,我国二甲醚产量 由2002年实际2万吨,上升到目前产能百万余吨。 醚基复合汽油由于其生产成本较高,至今尚未形成规模化生产,由于 二甲醚转换利用与经济(成本)性之难题,使近年来盲目上马的众多厂家,形 成产品销路不畅,甚至降低倾销,限产压价和停产待机现象。 发明内容 为解决二甲醚气体转换液体以替代汽油,缓解石油供应紧张,油价攀升及 汽车尾气的污染问题,发明人经数年潜心研究,近万次试验,终于发明了价格 低廉、工艺简单、易于大规模开发生产的洁净燃料醚基汽油。 为了达到上述目的,本发明醚基汽油是由下列重量百分比的物质组成:二 甲醚5-30%、甲醇(低碳醇)69.8-94.8%,燃油节油清净剂0.2%,蒸馏水1 -14%。 二甲醚是一种无色、无味、无毒的有机化合物,分子量46,含氧量为 35%,空燃比为9,空燃混合气热值比柴油高(3067/2911),十六烷值为 60(比柴油高5-12个单位),尾气排放中CO、HC比汽油分别低55%和 86%,是具有超洁净燃烧,高洁净排放的环境友好型燃料,是被国际公认 的“超洁净替代能源”,由于其燃烧性能和机械能好,爆发力大,具有我 国目前广泛使用之甲基叔丁基醚所难于比对之优点,而确定为醚基汽油的 起始原料。 在组合原料的选配上,对众多化工原料进行了认真的筛选、测试、对 比和数次的调和试验后,最后选定甲醇(低碳醇)为组合原料,甲醇辛烷 值112(比汽油高15-22个单位),分子量32,含氧量50%,空燃比6.4 (汽油为14.8),空燃混合气热值比汽油稍低(2656/2786),污染排放物 优于汽油。具有原料易购,成本低廉,便于放大生产之特点。 添加剂的选配上,也对我国目前成品油料添加剂二十二大类,数百个 品种之特性、用途进行了认真分析、筛选,最后选定含有催化剂、增燃剂、 助燃剂、清净分散剂功能的多效复合产品燃油节油清净剂。 为使醚基汽油达到燃烧更完全,排放更洁净之目标,结合我国汽油辛 烷值标准之要求,掺配1-14%蒸馏水,作为助燃剂和辛烷值的改进剂。 四者结合,使醚基汽油具有辛烷值高,蒸发潜热大,燃油性能与机械 能好,爆发力大,排放污染小,原料易购,成本低廉之特点,能够满足并 提高发动机的热效率和功率,进而改善人类赖以生存的环境。 本发明醚基汽油是利用二甲醚的高洁净燃烧,高洁净排放和甲醇(低碳混 合醇)的高辛烷值混溶调和,添加含有催化剂、助燃剂、清净分散剂的燃油节 油清净剂,添加蒸馏水作为助燃剂和辛烷值的改进剂,制备汽油发动机燃料, 解决二甲醚批量转换与大量使用的经济性,解决硫、苯排放污染的问题。既为 国家每年节约大量外汇,同时保障国家能源安全。制备调合90#、93#、95#、97#、 100#标准醚基汽油,低碳混合醇替代甲醇、不能与汽油混溶使用。 经松花江、东风小康、奇瑞、吉利、富康、桑塔纳、本田、红旗、奥迪A6、 丰田10个车型,13辆化油器、电喷汽车近四个月超四万公里道路运行试验,动 力性、耗油量,与市售汽油相当,百公里耗油量与市售汽油相近,经济性及尾 气排放的洁净性优于我国汽油,甚至欧IV标准。与市售汽油混溶掺烧,可节约 油耗10%以上。经南阳市质量技术监督检验测试中心NoWT200760247检验结 果显示,辛烷值、馏程、残留量、诱导期、硫、苯含量等主要指标均优于欧IV 标准。尾气排放经南阳市环境检站测检测,明显优于我国汽油标准。 本发明醚基汽油的高辛烷值、无铅、无苯、无硫、无残留等主要技术指 标明显优于美国加州和欧III、欧IV汽油标准。 本发明醚基汽油的无铅、无苯、无硫、无残留和高辛烷值标准填补了世 界空白,是中国仅有的一种替代石油的超洁净新型汽车燃料,减少了汽车 尾气对大气的污染,既保护了人类赖以生存的环境,又解决了石油供应紧 张的危机。 本发明醚基汽油在不改变发动机的结构和参数的情况下,实现超洁净 燃烧,高洁净排放,同时可清除供油燃烧系统积碳,延长发动机寿命,本 发明醚基汽油设计工艺路线先进,生产成本低廉,极易放大生产,经济效 益极为可观。既解决了二甲醚的经济转换,又为国家经济建设和社会安定 提供质优价廉之超洁净新型替代能源。本发明醚基汽油的通用性好。既可 单独使用,又可与汽油任意掺烧,与汽油掺烧还可以降低油耗10%以上。 本发明醚基汽油的生产工艺,采用管道式封闭生产,既无能源消耗,又无 三废排放,避免了生产过程中对大气的污染。 本发明醚基汽油具有以下突出的特点: 1、辛烷值高:醚基汽油辛烷值比同牌号国标无铅汽油辛烷值高3-5 个单位,适用于高压缩比发动机,可增加动力性。 2、动力性强:醚基汽油在配制过程中,复配有清净分散剂等可增加动 力的组分物质,可使发动机动力性增强。 3、能耗率低:醚基汽油由于辛烷值高,并在配制中加入提高热值组分, 对车辆适应性调整(减少进气,调整点火提前角),能耗率降低5%,与汽 油混溶掺烧,能耗率降低10%以上。 4、高清净性:醚基汽油为高含氧燃料,由于燃烧完全,可使汽车污染 排放物CO、CO2+HC降低50%-80%,致癌物苯及硫排放系数为0。同时可有 效清除车辆供油、燃烧系统积碳,延长发动机的使用寿命。 5、通用性好:醚基汽油在不改变发动机结构及参数情况下,可直接使 用,调小风门,调整点火提前角,能提高发动机的动力,并稳定运行。与 汽油进行任何比例掺烧。 6、保质期长:醚基汽油诱导期是国标汽油的一倍以上。可长期稳定保 存,能够使储存、运输、销售和使用环节所需时间延长。 7、醚基汽油所使用之原料二甲醚、甲醇全部来自煤基多联产即化肥厂 废气循环利用所再生之化工原料。合成醚基汽油成本仅为我国汽油、甲醇 汽油及合成汽油的50%,既节约国家大量外汇支出,又为我国能源安全、 经济发展,提供保障。 8、醚基汽油生产工艺采用封闭式管道调合,是既无能源消耗,又无三 废排放,避免了对环境的污染。 9、醚基汽油的高辛烷值,高含氧量,符合世界汽油的发展方向。属于 汽油发展的前沿技术,其质量标准高于世界任何标准之汽油。 具体实施方式 本发明醚基汽油是由下列重量百分比的物质组成:二甲醚5-30%、甲醇 (低碳醇)69.8-94.8%,燃油节油清净剂0.2%,蒸馏水1-14%。 实施例1:90#醚基汽油是由下列重量百分比的物质组成:二甲醚5-30%、 甲醇(低碳醇)69.8-94.8%,燃油节油清净剂0.2%,蒸馏水14%。 实施例2:95#醚基汽油是由下列重量百分比的物质组成:二甲醚5-30%、 甲醇(低碳醇)69.8-94.8%,燃油节油清净剂0.2%,蒸馏水10%。 实施例3:100#醚基汽油是由下列重量百分比的物质组成:二甲醚5-30%、 甲醇(低碳醇)69.8-94.8%,燃油节油清净剂0.2%,蒸馏水1%。 本发明小试 醚基汽油 1、原材料及主要仪器 原料: 二甲醚 工业级 甲醇 分析纯 燃油节油清净剂(含催化、增燃、助燃、清净分散剂) 蒸馏水 仪器:天平、磅秤、量杯、气液混溶器、磁力搅拌器 2、制备方法: 经计算辛烷值按比例将二甲醚与甲醇混溶,添加含有催化剂、增燃剂、 助燃剂、清净分散剂的燃油节油清净剂,及10%蒸馏水作为助燃剂和辛烷 值的改进剂,经测试PH值为中性。 3、车辆试验: 将松花江汽车油箱汽油放净抽干,将试验用2升醚基汽油加入油箱, 点火启动,试烧10分钟后,进行2公里试验性运行,状况与汽油基本相当。 本发明扩大试验 按小试最佳原料配比对醚基汽油放大50倍,即使用120升塑料桶加入 二甲醚、甲醇和燃油节油清净剂共计100升调合放大试验。对醚基汽油选 择不同型号的化油器、电喷汽车进行跟踪性运行试验,对松花江汽车进行 一次性600公里,奥迪A6 800公里长距离试验性运行,状况良好,油耗 与汽油基本相当。并还使用小康、五菱、吉利、奇锐、富康、桑塔纳、红 旗、本田、奥迪A6等十余辆车近四个月运行,状况良好。与汽油掺烧可 明显降低油耗,节油率在10%以上。由此证明,醚基汽油是既可单独使用, 又可以任何比例与汽油混溶掺烧。 留置样品,作长时间观察对比,特别是防腐试验观察,醚基汽油明显 优于汽油。 本发明醚基汽油应用技术成果 (一)产品经南阳市质量技术监督检验测试中心检测,结果如下: 醚基汽油 序号 检验项目 计量单位 检验结果 1 辛烷值 RON >100 2 馏程: 10%蒸发温度 ℃ 63 50%蒸发温度 ℃ 64 90%蒸发温度 ℃ 65 终馏点 ℃ 145 残留量 %(V/V) 0 3 铜片腐蚀 级 1a (50℃,3h) 4 诱导期 min >1000 5 铅 g/L 0.005 检测结果醚基汽油为无铅、无苯、无硫、无残留的高洁净性燃料。辛烷 值高,馏程短,诱导期长,为我国乃世界之首创。 本发明应用实验 自2007年3月6始,先后经松花江、东风小康、哈飞赛马、五菱、奇 锐、吉利、桑塔纳、富康、红旗、本田、奥迪A6十余种车型,十余辆化油 器、电喷汽车长达四个月,数万公里的试验性运行,动力充足,运营状况 良好,油耗与汽油接近,与汽油掺烧可明显降低油耗10%以上,尾气排放 明显优于汽油标准。经南阳市环境检测站机动车尾气(汽油车)检测,检 测结果尾气排放污染物明显低于我国汽油,甚至欧IV标准,见附表: 南阳市环境检测站机动车尾气(汽油车)检测结果 三、研制试验结论 通过查阅大量资料,经数千次探索试验,从而确定了较为科学合理的 原料配比和最佳的生产工艺条件,中试成功,并以具备大生产之条件,产 品醚基汽油能够满足各种车辆运行的要求。