[0001] 本发明涉及乙醇汽油技术领域，具体涉及一种变性乙醇汽油的制备工艺。

[0002] 汽油是一种透明液体，具有挥发性、可燃性，是从石油里分馏、裂解出来的烃类混合物，它主要用作燃料，是引擎的一种重要能源，特别是用于汽油发动机，汽油的主要成分为C5～C12脂肪烃和环烷烃，以及一定量芳香烃，这些成分决定了汽油的物理和化学性质，如挥发性、密度、辛烷值等汽油具有较高的辛烷值(抗爆震燃烧性能)，这是评价汽油燃烧性能的重要指标，辛烷值越高，汽油的抗爆性就越好，越能适应高压缩比的汽油发动机。

[0003] 由于汽油是通过石油资源制取而来，而石油属于不可再生能源，其资源储量是有限的，随着开采量的增加，其储量逐渐减少，而乙醇作为一种可再生资源，其原料来源于农作物、林木等可再生资源，具有可持续发展的特点，同时伴随乙醇汽油的推广不仅有助于环境保护，还可以带动农业、化工等相关产业的发展，创造就业机会，促进地区经济发展；另一方面，纯汽油在燃烧过程中会产生较多的有害气体，如一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物和颗粒物等，这些物质会对环境和人体健康造成一定影响，而乙醇汽油由于掺入了可再生资源乙醇，其燃烧产生的污染物相对较少，有助于减少空气污染和温室气体排放，因此乙醇汽油目前得到了广泛的推广。

[0004] 乙醇汽油是一种由粮食及各种植物纤维加工成的燃料乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的替代能源，在中国，乙醇汽油是按照国家标准，用90％的普通汽油与10％的燃料乙醇调和而成，也被标记为E10(表示汽油中乙醇含量为10％)；但是，当乙醇中含有一定水分的乙醇汽油时，往往出现功率下降、动力不足、燃烧效率下降、油耗上升、点火不正常及断火等不良现象，而乙醇又具有很强的亲水性，本身就会从大气中吸收水分，导致对燃料供给系统及其他零部件的加速腐蚀，此外，由于乙醇汽油本身是乙醇与汽油相互混溶而成，二者并不发生化学反应，且由于二者的密度不同，因此在乙醇吸收水分后，会导致乙醇汽油发生分层现象。

[0048] 下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

[0049] 实施例1

[0050] 本发明提供了一种变性乙醇汽油的制备工艺，该变性乙醇汽油包括：汽油、乙醇、增强剂、消泡剂、助溶剂和助燃剂，还包括变性剂，各组分体积百分数为：汽油比例为85％～90％，乙醇比例为10％～15％，消泡剂比例0.1％～0.5％，助溶剂比例0％～0.5％，助燃剂比例0％～0.3％，变性剂比例为乙醇体积的1.5％～3％，包括以下步骤：

[0051] S1：选择合适的变性剂，确定变性剂各组分占比，变性剂包括60％～70％的异丙醇和30％～40％的丙酮；

[0052] 工艺中采用异丙醇和丙酮作为变性剂对乙醇汽油进行变性，由于异丙醇和丙酮均为易挥发的有机化合物，能与乙醇汽油形成更均匀的混合物，有助于提升燃烧效率；且异丙醇和丙酮均含有氧元素，在燃烧过程中能够提高燃料的氧含量，使燃烧更加充分，从而减少一氧化碳和未燃尽碳氢化合物的排放；乙醇具有吸水性，容易吸收空气中的水分，导致乙醇汽油发生分层现象，而异丙醇和丙酮的加入能够改善乙醇与汽油的相容性，降低分层风险，提高燃料的稳定性，基于乙醇汽油分层后吸水性提高的特性，乙醇燃料中的水分容易导致金属部件腐蚀，而异丙醇和丙酮的加入可以在一定程度上缓解乙醇的腐蚀性，延长发动机和油路系统的使用寿命；此外，丙酮作为低沸点化合物，能在低温环境下保持较好的流动性和稳定性，避免燃料在低温下析出或凝固，叔丁醇作为增强剂，主要用于提高乙醇汽油的辛烷值和燃烧性能。

[0053] S2：按上述配比取用适量乙醇、汽油、助溶剂、助燃剂和增强剂，向混料罐1中加入取用量90％的汽油，再将取用的乙醇、助溶剂、助燃剂和增强剂混合后加入混料罐1中进行预混合，混合温度为15～25℃，混合时间25～30分钟，混合环境保持密闭；

[0054] 由于乙醇易挥发的特性，在乙醇与汽油混合过程中乙醇蒸发会减少乙醇的量，而乙醇蒸发受到温度和压力影响，温度越低乙醇蒸发量越少，上述工艺中采用密闭环境将乙醇与汽油进行预混合，此过程中保持混合环境密闭，混合温度为20℃，旨在减少乙醇蒸发量的情况下将乙醇与汽油充分混合。

[0055] S3：按上述配比取用变性剂和消泡剂，与步骤S2中剩余取用量10％的汽油混合后加入混料罐1中，缓慢搅拌30分钟，混合温度为25～35℃，确保变性剂均匀分布在混料中；

[0056] 由于消泡剂和变性剂体积占比相对较少，故将汽油分成两部分进行投放，第二部分则用于混合消泡剂和变性剂后一起投入混料罐1中，以减少溶剂粘附在管壁或其他部位带来的误差影响，完成后续添加剂的加入后，缓慢搅拌30分钟，确保变性剂均匀分布在混料中，由于乙醇与汽油在此过程已经充分混合，搅拌温度可适当提高至30℃，此温度下乙醇与汽油的流动性提高，从而能够提高进一步提高混合效果。

[0057] S4：在50～100转/分钟的转速下持续低速搅拌60分钟，使乙醇、汽油和变性剂充分混合，达到均匀且稳定状态即得到变性乙醇汽油。

[0058] 实施例2

[0059] 如图1、图3和图4所示，在实施例1的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，混料罐1内壁的顶部转动连接有空心轴7，空心轴7的顶部延伸至混料罐1的上方，空心轴7的底部固定连接有缸体5，缸体5的底部固定连接有搅拌杆16，混料罐1的顶部固定安装有电机4，电机4的输出端延伸至混料罐1的内部且固定连接有主动齿轮6，空心轴7的外侧固定连接有从动齿轮8，从动齿轮8与主动齿轮6啮合连接；搅拌杆16设置为螺带式结构，搅拌杆16的中心轴为空心结构，搅拌杆16中心轴的内部与缸体5相连通，且安装有单向阀，空心轴7外侧靠近顶端的部位固定连接有若干分流管17，分流管17的内部均安装有单向阀，分流管17为倾斜设置；混料罐1的顶部固定连接有固定筒15，固定筒15内壁的顶部固定连接有内杆11，缸体5的内壁之间滑动连接有第一活塞板10，缸体5的顶部滑动连接有套杆12，套杆12的底端延伸至缸体5的内部且与第一活塞板10固定连接，套杆12的内壁固定连接有传动扣14，内杆11的底端延伸至套杆12的内部，内杆11的外侧开设有螺旋状的传动槽13，传动扣14与传动槽13滑动连接；混料罐1由外部高低温一体循环机控制温度。

[0060] 在乙醇与汽油混合过程中，伴随搅拌杆16的搅动，混合液中难免会产生气泡，而当这些气泡出现在乙醇汽油燃料中时不仅会影响燃烧效果，而且在燃烧过程中会产生爆燃灯现象，而单纯依靠消泡剂消除气泡仍存在一定的局限性，虽然消泡剂能有效降低液体表面张力，但消泡剂在使用时，通常需要加入载体、乳化剂等附加成分，这可能会给后期产品纯化和污染物处理带来困扰，且为了达到理想的消泡效果，可能需要大量使用消泡剂，不仅增加了生产成本，而且过多消泡剂的使用会影响乙醇汽油的纯度，从而在燃烧过程中产生残渣；

[0061] 在本实施例中，在混料过程中采用机械的方式辅助去除气泡，从而能够在添加消泡剂前即可减少混合液中的气泡，而且能够减少消泡剂的使用，具体的，在搅拌杆16转动过程中，一方面能够对混料罐1内部进行搅拌，另一方面套杆12伴随缸体5转动，同时相对内杆11在周向上滑动，在传动扣14与传动槽13的配合下，使得套杆12作上下往复运动，从而带动第一活塞板10在缸体5内部做活塞运动；当第一活塞板10向上活动，搅拌杆16内部单向阀导通，而分流管17内部单向阀均阻断，故缸体5会向搅拌杆16下端抽取液体；而当第一活塞板
10向下活动，搅拌杆16内部单向阀阻断，而分流管17内部单向阀均导通，故缸体5会将液体向分流管17挤出，分流管17与混料罐1内壁存在少量间隙，挤出的液体能够沿着混料罐1的内部向下流出，过程中液体呈现较薄的状态，气泡更容易析出，此外，由于乙醇和汽油二者密度不同，二者在纵向上趋于分层分布，故搅拌杆16选择螺带式结构，使两种原料能够上下翻腾，从而能够提高混合效果。

[0062] 如图4、图7和图10所示，优选的，分流管17远离空心轴7的一端固定连接有安装架18，安装架18的内侧之间转动连接有压辊19，压辊19与混料罐1的内壁相接触，搅拌杆16中心轴的外侧固定连接有若干刮板20，刮板20与混料罐1的内壁接触。

[0063] 在本实施例中，在上述混合液沿着混料罐1内壁向下流动的过程中，压辊19会对混料进行碾压，从而将混料中的气泡压破并挤出，从而进一步消除了混料中的气泡，此外，伴随搅拌杆16转动过程中还会带动刮板20对混料罐1的内壁进行刮扫，从而将混料罐1内壁上被碾压后的混料向下刮。

[0064] 实施例3

[0065] 如图3、图4和图6所示，在实施例2的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，混料罐1的内壁之间固定连接有固定架21，固定架21的顶端固定连接有阀体22，阀体22的内壁之间转动连接有阀芯24，阀体22的顶部设置有输出管，输出管的顶端与搅拌杆16中心轴的底部之间设置有旋转接头，搅拌杆16中心轴与输出管之间通过旋转接头相通；阀体22的外侧对称设置有两个输入管23，输入管23与输出管相互垂直，阀芯24上开设有两个阀孔26，混料罐1的一侧固定连接有加料斗3，其中一个输入管23与加料斗3的底部之间通过管道连通，另一个输入管23远离阀体22的一端固定连接有吸嘴；混料罐1的一侧固定连接有电动执行器25，阀芯24中心轴的一端延伸至混料罐1的外部且与电动执行器25的输出端固定连接。

[0066] 乙醇本身具有蒸发的特性，故在加料时需要保证环境封闭，否则会造成乙醇因蒸发而减少，而且乙醇在加入过程中，若动静过大，也会产生气泡，从而增加后续消泡的工作量；

[0067] 在本实施例中，在加入乙醇时，向加料斗3中加入乙醇，并通过控制电动执行器25工作，使阀芯24转动，从而使输出管与加料斗3通过阀孔26和其中一个输入管23连通，此时伴随搅拌杆16的转动过程会同时抽取加料斗3内部的乙醇，乙醇被沿着混料罐1的内侧壁向下流，投放动静较小且较为平缓，因此在投放乙醇过程中不会产生较多气泡，且加入过程中混料罐1内始终保持密闭环境，减少了乙醇的损失。

[0068] 实施例4

[0069] 如图3、图6和图11所示，在实施例3的基础上，本发明提供一种技术方案：优选的，旋转接头包括转动部27和固定部28，固定部28与输出管固定连接，转动部27与搅拌杆16固定连接，固定部28的一侧固定连接有多个安装销29，安装销29的外侧通过扭簧转动连接有拨杆30，拨杆30的一侧固定连接有抖动板32，固定部28靠近安装销29的一侧固定连接有若干与拨杆30配合使用的限位销31，转动部27的外侧固定连接有拨动块33。

[0070] 在本实施例中，在搅拌杆16转动过程中，转动部27相对固定部28转动，使得拨动块33周期性地拨动各个拨杆30，在拨动过程中，拨杆30相对安装销29转动，同时扭簧积攒势能，待拨动块33与拨杆30脱开时拨杆30在扭簧的回弹作用下复位，带动抖动板32复位，抖动板32为具有韧性的薄板材质，在上述动作过程中会高频抖动，从而辅助气泡析出，同时上述抖动还能够提高混料的效果。

[0071] 如图2和图8所示，优选的，加料斗3的内壁之间滑动连接有盖板34，盖板34的顶部固定连接有提把35，盖板34上设置有阀门36，加料斗3的内壁开设有多个条形槽37，加料斗3的口部设置为圆角，加料斗3内侧壁的底端开设有导通孔38，加料斗3内壁的底部固定连接有垫块39。

[0072] 乙醇加入加料斗3中后，由于是缓慢吸入混料罐1中的，此过程中在加料斗3中的乙醇会存在部分蒸发，因此会导致乙醇损失，从而影响乙醇的占比；

[0073] 在本实施例中，将盖板34向上滑动直至取出，并向加料斗3依次倒入助溶剂、助燃剂、增强剂和乙醇，加入后将盖板34放入加料斗3中，盖板34向下活动直至滑动至条形槽37以下，此时盖板34受到加料斗3内部气压阻碍无法继续向下活动，但此时乙醇无法向外蒸发，伴随乙醇被吸入混料罐1中，盖板34向下活动，直至接触垫块39，此时加料斗3内盖板34上下两个部分通过导通孔38连通，故不会影响残余乙醇的吸入，同时不会因气压阻碍混料；

[0074] 进一步地，在盖板34取出时需要将阀门36打开，并在盖上时将阀门36关闭。

[0075] 如图4和图7所示，优选的，混料罐1内壁的顶部固定连接有稳压筒40，稳压筒40的内壁之间滑动连接有第二活塞板42，稳压筒40的顶部延伸至混料罐1的上方；混料罐1的顶部设置有泄压管2，泄压管2上安装有电动阀门36，在混料罐1的内部安装有压力传感器，当混料罐1内压力异常时，压力传感器将信号传递至外部控制器，从而控制电动阀门36打开进行泄压。

[0076] 在乙醇吸入混料罐1的过程中，为减少乙醇损失，混料罐1内为封闭状态，因此乙醇注入过程中会受到混料罐1内部气压阻碍；

[0077] 在本实施例中，通过设置稳压筒40，在乙醇注入过程中，在混料罐1内部气压作用下推动第二活塞板42向上活动，从而使混料罐1内部压力不变，且不会阻碍乙醇的注入，同时减少了乙醇的蒸发逃逸。

[0078] 如图4和图7所示，优选的，稳压筒40的底部固定连接有电磁铁41，第二活塞板42的底部固定连接有铁圈43。

[0079] 在本实施例中，在乙醇注入后，伴随第二活塞板42向上活动，混料罐1内部空间相对增大，此过程中通过控制电磁铁41工作，对铁圈43吸附，从而使第二活塞板42向下活动，使混料罐1内部压力增大，可使得混料罐1中气态乙醇减少，从而提高混料效果。

[0080] 下面具体阐述该变性乙醇汽油的制备工艺的工作原理。

[0081] 如图1－图11所示，在泄压管2上的电动阀门36打开的状态下，通过混料罐1顶部的加注管注入一定量的汽油(取用量的90％)，注入过程中罐内气压由泄压管2释放，并在汽油注入完成后关闭加注管和泄压管2上的阀门36；将盖板34向上滑动直至取出，并向加料斗3依次倒入助溶剂、助燃剂、增强剂和乙醇(记为混合液a)，加入后将盖板34放入加料斗3中，盖板34向下活动直至滑动至条形槽37以下，此时盖板34受到加料斗3内部气压阻碍无法继续向下活动，但此时乙醇无法向外蒸发。

[0082] 控制电机4工作，使主动齿轮6转动，并通过啮合带动从动齿轮8转动，使空心轴7、缸体5和搅拌杆16随之转动，从而对混料罐1内部进行搅拌；在上述操作的同时，套杆12伴随缸体5转动，同时相对内杆11在周向上滑动，过程中传动扣14对传动槽13进行挤压，由于内杆11与固定筒15固定连接，故在传动扣14相对传动槽13滑动过程中会使得套杆12相对内杆11在轴向上活动，传动槽13为两个对称半螺旋槽组成的闭环槽，经过上述传动会使得在搅拌杆16转动过程中套杆12同时上下往复运动，从而带动第一活塞板10在缸体5内部做活塞运动；当第一活塞板10向上活动，搅拌杆16内部单向阀导通，而分流管17内部单向阀均阻断，故缸体5会向搅拌杆16下端抽取液体；而当第一活塞板10向下活动，搅拌杆16内部单向阀阻断，而分流管17内部单向阀均导通，故缸体5会将液体向分流管17挤出，分流管17与混料罐1内壁存在少量间隙，挤出的液体能够沿着混料罐1的内部向下流出。

[0083] 控制电动执行器25工作，使阀芯24转动，从而使输出管与加料斗3通过阀孔26和其中一个输入管23连通，此时伴随搅拌杆16的转动过程会同时抽取加料斗3内部的乙醇，乙醇被沿着混料罐1的内侧壁向下流，投放动静较小且较为平缓，因此在投放乙醇过程中不会产生较多气泡，加料完成后控制电动执行器25复位，使阀孔26正对位于混料罐1内的输入管23。

[0084] 待混合物a完全被吸入至混料罐1后，盖板34会在气压作用下继续向下运动直至底部与垫块39接触，此时加料斗3通过导通孔38与外部相通，因此后续过程中缸体5会通过加料斗3向外吸气；此时再控制电动执行器25工作，使阀芯24转动至带有吸嘴的输入管23与输出管通过阀孔26相通，此时伴随搅拌杆16转动过程而不断将混料罐1内的混料向上抽取并沿内壁向下流出，在内壁上流动的混料相对聚集在罐内更薄，因此气泡更容易析出。

[0085] 在搅拌杆16的外侧还设置有多个与分流管17对应的压辊19，混合液沿着混料罐1内壁向下流动的过程中，压辊19会对混料进行碾压，从而将混料中的气泡压破并挤出，从而进一步消除了混料中的气泡，此外，伴随搅拌杆16转动过程中还会带动刮板20对混料罐1的内壁进行刮扫，从而将混料罐1内壁上被碾压后的混料向下刮。

[0086] 汽油与上述混合物a充分混合后得到混合物b，并以上述投放混合物a相同的方法继续向加料斗3投放剩余取用10％的汽油、变性剂和消泡剂(混合物c)并吸入混料罐1中，其中，由于消泡剂和变性剂体积占比相对较少，故将汽油分成两部分进行投放，第二部分则用于混合消泡剂和变性剂后一起投入混料罐1中，以减少溶剂粘附在管壁或其他部位带来的误差影响，完成后续添加剂的加入后，缓慢搅拌30分钟，确保变性剂均匀分布在混料中；并继续在50～100转/分钟的转速下持续低速搅拌60分钟，使乙醇、汽油和变性剂充分混合，达到均匀且稳定状态即得到变性乙醇汽油。

[0087] 上文一般性的对本发明做了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之做一些修改或改进，这对于技术领域的一般技术人员是显而易见的。因此，在不脱离本发明思想精神的修改或改进，均在本发明的保护范围之内。