[发明专利]一种柴油燃烧促进剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种柴油燃烧促进剂，还涉及柴油燃烧促进剂的制备方法。

背景技术

随着国民经济水平的提高，人们对有一个良好的生活环境的要求日益强烈，而因相应的环保的法规也日益严厉。柴油机问起所排放的有害物质比汽油机要少得多，但是由于柴油的碳数多，燃烧不够充分而导致的碳烟缺比汽油机多得多，因此导致人们对柴油机的误解。因此对柴油机柴油燃烧不够充分为问题的解决也是迫在眉睫。

柴油机产生碳烟主要在缓燃区烃类燃料在高温缺氧条件下裂解生成，当燃油喷射到高温的空气中，轻质烃很快蒸发气化，而重质烃会以液态暂时存在。液态的重质烃在高温缺氧条件下，直接脱氢碳化，成为焦炭状的液相析出型碳粒，粒度一般比较大。而蒸发气化了的轻质烃，产生气相析出型碳粒，粒度相对较小。首先，气相的燃油分子在高温缺氧条件下发生部分氧化和热裂解，生成各种不饱和烃类，如乙烯、乙炔及其较高的同系物和多环芳香烃：它们不断脱氢形成原子级的碳粒子，逐渐聚合成直径2nm左右的碳烟核心：气相的烃和其他物质在碳的表面的凝聚，以及碳核相互碰撞发生的聚集，使碳核继续增大，成为直径20～30nm的碳烟单元；而碳烟基元经过互相聚集形成直径1μm以下的球状或链状的多孔性聚合物。重馏分的未燃烃、硫酸盐以及水分等在碳粒上吸附凝聚，形成微粒排放。

目前解决此问题主要通过以下几个途径：1，使用清洁柴油；2，使用掺水柴油；3，使用添加柴油燃烧促进剂的柴油。前两种解决办法都需要较高的柴油炼制技术或昂贵且大量的表面活性剂，添加燃烧促进剂是目前较为经济和实用的方法。

目前使用的燃烧促进剂主要包括两类：1，油溶性金属盐或金属配合物，如高碱性磺酸钡、甲基环戊二烯基锰、铜钴等金属的油溶性环烷酸盐、磺酸盐及脂肪酸盐等。其消烟机理为在燃料燃烧时阻止碳粒形成或在发动机排气过程中催化碳粒的氧化；例如日本的宫本在《助燃剂》，日本公开特许公报(A)，昭61-127752，1986，6等指出：强碱土类金属中的钙和钡的磺烷酸盐、磺酸盐、硬脂酸盐对降低烟度效果比较明显。2，乳酸类化合物：宫本在《可溶性燃油添加剂的柴油机黑烟降低特性》，日本机械学会文集，1987，54(498)中指出，将乳酸化合物添加到柴油中，可以提高柴油的燃烧速度，并使之接近完全燃烧。

但是碱土类金属的配体多为硫系或者氮系化合物，本身燃烧效率就不是很高，而且添加的话会引起尾气中氮氧化合物和硫氧化合物含量的增加，产生二次污染；而乳酸类化合物通过添加了更多的含氧化合物提高辛烷值，只是起到了辅助燃烧的功能，而不像碱土类金属等可以起到催化碳粒氧化分解的效果。因此如何发明一种燃烧促进剂将二者优势综合在一起，成为迫在眉睫的问题。

本发明很好地解决了上述问题，本发明的柴油燃烧促进剂同时具备金属盐和乳酸类化合物的共同优点，具有非常良好的促进柴油燃烧性能，大大降低了柴油机中的碳烟排放，而且没有增加氮氧化合物或者硫氧化合物得排放量。

本发明的技术方案如下：

本发明的柴油燃烧促进剂为具有下述结构式(I)的二茂铁基聚乳酸或结构式(II)的二茂锰基聚乳酸：

发明内容

本发明的柴油燃烧促进剂的制备方法，采用下述步骤可得到二茂铁基聚乳酸：

以四氢呋喃为溶剂，常温下将乙酰基二茂铁在高压釜中用钯碳加氢反应2小时后，加入丙交酯，加热至回流反应5小时后于30-40℃，真空度30-50Kpa下减压蒸除溶剂，即得到二茂铁基聚乳酸；其中加氢反应的催化剂钯碳用量为乙酰基二茂铁质量的2％～8％，四氢呋喃：乙酰基二茂铁＝2ml/mmol，加氢反应压力为1～3Mpa，丙交酯与乙酰基二茂铁的摩尔比为5∶1。

本发明的柴油燃烧促进剂的制备方法，采用下述步骤可得到二茂锰基聚乳酸：

以四氢呋喃为溶剂，常温下将乙酰基二茂锰在高压釜中用钯碳加氢反应2小时后，加入丙交酯，加热至回流反应5小时后于30-40℃，真空度30-50Kpa下减压蒸除溶剂，即得到二茂锰基聚乳酸；其中加氢反应的催化剂钯碳用量为乙酰基二茂锰质量的2％～8％，四氢呋喃：乙酰基二茂锰＝2ml/mmol，加氢反应压力为1～3Mpa，丙交酯与乙酰基二茂锰的摩尔比为5∶1。

本发明的柴油燃烧促进剂按0.02-0.2％添加到直馏柴油中，具有良好的促进柴油燃烧的性能，使柴油燃烧更加充分，大大降低了柴油机中的碳烟排放，而且没有增加氮氧化合物或者硫氧化合物得排放量，这对柴油机更进一步的推广应用起到了极大的促进作用。

附图说明

图1为柴油机的燃烧过程图；