[发明专利]无烟柴油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃料领域，特别涉及燃料领域中柴油技术。

背景技术

柴油是一种重要的液体燃料，广泛应用于各类机动车辆、船舶及工程、矿山和农林机械中。《中国统计年鉴2011》的数据表明，2009年我国柴油消费已达1.38亿吨，占国内三大类成品油(汽油、煤油和柴油)消费总量2.14亿吨的64.4%，柴油已经成为我国消费量最大的成品油。

柴油发动机具有动力大、效率高、功率范围广、安全性高和燃油经济性好等优点。但是柴油发动机运行时会排出大量有害物质，给环境带来严重污染并危害人类健康。与汽油发动机相比，柴油发动机尾气排放中碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)含量较低，通常仅为汽油发动机的十几分之一；氮氧化物(NO_x)排放量与汽油发动机大致相当。但是柴油发动机尾气排放中的颗粒物(PM)排放水平远高于汽油发动机，约为汽油发动机的几十倍至上百倍（参见柴油机排放颗粒物净化技术研究进展，环境污染治理技术与设备，2005,Vol.6,No.9,7-11）。根据《中国机动车污染防治年报(2010年度）》的数据，2009年全国机动车辆颗粒物(PM)排放总量为59.0万吨，其中占机动车总量17.7％的柴油机动车（1096万辆）的颗粒物排放量为56.1万吨，占全国机动车辆颗粒物(PM)排放总量的95％。

PM是英文“颗粒物质”的缩写。根据国家环境质量标准，环境空气中空气动力学当量直径小于等于10微米的颗粒物称为PM10，也就是人们常说的“可吸入颗粒物”；环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物称作PM2.5，属于可吸入颗粒物中的细颗粒。

可吸入颗粒物(PM10)已经成为城市空气的主要污染物。根据2006年中国环境状况公报，2006年监测的559个城市中(地级及以上城市322个，县级城市237个)，空气质量未达到二级标准的城市210个（占37.6%），主要污染物为可吸入颗粒物。而根据2010年中国环境状况公报，仍有15％的地级及以上城市可吸入颗粒物(PM10)浓度超过国家空气质量二级标准。PM10严重影响人体健康。国外研究发现，PM10短期浓度变化与人群逐日死亡数密切相关（参见Fine particulate air pollution and mortality in 20 U.S.cities,1987-1994,New Eng.J.Med.,2000,343:1742-1749;Short term effects ofambient sulphur dioxide and particulate matter on mortality in 12 European cities:results from the APHEA project,Br.Med.J.,1997,314:1658-1663)。在我国太原、抚顺、北京等地的研究均证实了以上结论（参见中国人为源颗粒物排放现状与趋势分析，环境科学，2009，Vol.30,No.7,1881-1887）。由于PM2.5颗粒更小，可到达细支气管及肺泡，所以PM2.5也被称为可入肺颗粒物。PM2.5在人体内沉积，会使器官产生病变，是对人体危害更严重的可吸入颗粒物（参见空气细颗粒物(PM2.5)及其致病性的研究现状，临床与实验病理学杂志，2009，437-440）。同时，PM2.5也显著地影响空气质量及大气能见度，是雾霾天气的“元凶”，并且直接或间接地给区域和全球气候带来不良影响（参见我国大气细颗粒物水平、成分、来源及污染特征，环境与健康杂志，2011，Vol.28,No.8,735-738）。

目前，改善柴油发动机颗粒物排放的主要途径包括：柴油发动机改进、颗粒物排放后处理和燃料改善（参见柴油车颗粒物排放控制技术研究，北京汽车，2008，No.2,23-25）。其中，柴油发动机改进包括燃油系统改进（如：高压共轨技术）、进气涡轮增压与中冷技术、多气门技术和废气再循环技术（EGR）等。为有效控制柴油在燃烧过程中产生的颗粒物，常采用几种先进技术的结合使用。但是，这些技术的应用对燃油甚至润滑油品质都有严格要求，而我国现有油品品质往往不能满足要求，在一定程度上限制了这些先进技术的使用。