[發明專利]一種適用于嚴寒、缺氧高原環境的柴油清凈增效劑

在審

• 申請號: 202110247757.0
• 申請日: 2021-03-06
• 公開（公告）號: CN113150852A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 馮向法
• 申請（專利權）人: 馮向法
• 主分類號: C10L10/18
• 分類號: C10L10/18;C10L10/10;C10L1/182
• 代理公司: 北京盛凡智榮知識產權代理有限公司 11616
• 代理人: 倪建娣

本發明公開了一種適用于嚴寒、缺氧高原環境的柴油清凈增效劑，其主要包括一種復合多碳醇，本發明適用于多種地域環境，尤其適用于嚴寒、缺氧的高原環境，其與柴油復配可通過調節柴油的含氧量、流動性等來實現節能減排的作用，且其解決聚甲氧基甲縮醛與柴油難溶分層等問題，使用后可改善柴油氧含量、解決DMMn(聚甲氧基甲縮醛)與柴油難溶分層等問題，具備顯著的增效減排作用。

技術領域

本發明涉及柴油添加劑技術領域，具體是指一種適用于嚴寒、缺氧高原環境的柴油清凈增效劑。

背景技術

壓燃式柴油發動機比汽油發動機效率高，因而應用非常廣泛。但是，一些柴油發動機所用柴油，排放 的尾氣污染環境比較嚴重。特別是在嚴寒、缺氧的高原地區。高原地區因為海拔高，氣溫低，晝夜溫差大， 冬季夜間，嚴寒尤甚；海拔每升高100米，氣溫下降0.5℃～0.6℃，在海拔4000米以上，冬季夜間氣溫常 在-20℃以下，極低溫度使得柴油粘度增加，流動性變差，霧化不良，燃燒過程會惡化，柴油機冷啟動時阻 力增大，啟動后升溫時間長，油耗增大。且因為海拔高，大氣壓力低，空氣稀薄，海拔每升高1000米， 大氣壓力下降9％，含氧量下降9％。在海拔5000米的高原，大氣壓力只有54.9kPa，是平原地區大氣壓 力101.3kPa的54.2％。汽車行駛時，在供油量不變時，混合氣缺氧變濃，導致燃燒不完全，油耗增加，發 動機功率下降，尾氣污染環境加劇，上坡加油時尾氣污染環境更為嚴重。我國高原面積占國土面積的37％， 是世界上高原面積最大的國家，其中，青藏高原240萬km²，平均海拔超過4000米，被稱為“世界屋脊”。 針對這些情況，在環保要求嚴格的新形勢下，研究適用于高原的嚴寒、缺氧地區環境的柴油清凈增效劑， 成了當務之急。

國內外關于柴油車、柴油機尾氣污染的治理，采取了多種措施。其中，除了嚴格控制硫含量和進行“排 氣后處理”之外，還有一種有效措施是“發動機改進技術”，這種技術的“增壓中冷技術”、“多氣門技術” 和“高壓及預噴射技術”，都是為了多加進空氣。還有另一種有效措施是“減少NOx的阿貢(Argonne) 技術”，它的兩種技術分別是將富氧空氣通入發動機或者通入柴油燃料。總的看來，增加氧含量是一個關 鍵措施。

柴油摻入含氧的有機化合物燃料，目前研發出的主要有醇類、醚類、酯類三種，雖然摻入柴油都有降 低尾氣污染物排放的效果，但是，都有明顯的缺欠：醇類中的低碳醇甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等，著火性 指標十六烷值很低，與柴油的互溶性不好，柴油機不能直接燃用，必須依賴高效的助溶劑和十六烷值提高 劑。更大的問題是它們的安全性指標閃點都遠遠不符合國標柴油的要求。關于酯類，主要是動植物油脂經 過甲醇醇解生成的一些脂肪酸甲酯，由它們摻入柴油形成的生物柴油，十六烷值、閃點都符合國標柴油要 求，但是，有三個缺欠，一是凝點高達0～4℃，若不降凝，只能在4℃以上的氣溫環境中使用；二是動植物油脂原料缺乏。三是國標GB/T25199---2007《生物柴油調合燃料(B5)》，2010年、2013年、2016年三 次修訂，一直維持B5的低水平，即，脂肪酸甲酯的摻入量只有2％～5％，脂肪酸甲酯的氧含量平均為10％， 因而《生物柴油調合燃料(B5)》的氧含量只有0.2％～0.5％，增效減排的效果很有限。另一種受關注的酯 類碳酸二甲酯(DMC)，雖然氧含量高(53.2％)，但是，閃點低(17℃)、十六烷值低(≯10)、熱值低(15850kJ/kg 只有柴油的37.3％)、凝點卻高達4℃，無法在嚴寒的高原地區使用。醚類的十六烷值比較高，著火性好， 但是，氧含量偏低。

專利CN110527565.A推出了“一種高海拔車用含氧清潔柴油及其生產方法”，用來解決高原空氣稀薄 缺氧問題。它的含氧添加劑有13.8％～16.5％的甲醇。甲醇的十六烷值很低，不與柴油互溶，用作柴油添加 劑時，必須借助于強力的助溶劑和十六烷值提高劑。甲醇的安全性指標閃點只有12.2℃，含有甲醇的復合 產品，甲醇含量超過2％時，復合產品的閃點基本上仍然是甲醇的閃點，與國標柴油要求閃點不低于45℃ 相差甚遠。許多類似的專利和文獻，凡是采用甲醇、乙醇、丁醇、碳酸二甲酯及其它閃點低、十六烷值低、 與柴油難以互溶的物料，都難以在嚴寒、缺氧的高原地區直接摻入柴油使用。