[发明专利]一种适用于严寒、缺氧高原环境的柴油清净增效剂

说明书

本发明公开了一种适用于严寒、缺氧高原环境的柴油清净增效剂，其主要包括一种复合多碳醇，本发明适用于多种地域环境，尤其适用于严寒、缺氧的高原环境，其与柴油复配可通过调节柴油的含氧量、流动性等来实现节能减排的作用，且其解决聚甲氧基甲缩醛与柴油难溶分层等问题，使用后可改善柴油氧含量、解决DMMn(聚甲氧基甲缩醛)与柴油难溶分层等问题，具备显著的增效减排作用。

技术领域

本发明涉及柴油添加剂技术领域，具体是指一种适用于严寒、缺氧高原环境的柴油清净增效剂。

背景技术

压燃式柴油发动机比汽油发动机效率高，因而应用非常广泛。但是，一些柴油发动机所用柴油，排放 的尾气污染环境比较严重。特别是在严寒、缺氧的高原地区。高原地区因为海拔高，气温低，昼夜温差大， 冬季夜间，严寒尤甚；海拔每升高100米，气温下降0.5℃～0.6℃，在海拔4000米以上，冬季夜间气温常 在-20℃以下，极低温度使得柴油粘度增加，流动性变差，雾化不良，燃烧过程会恶化，柴油机冷启动时阻 力增大，启动后升温时间长，油耗增大。且因为海拔高，大气压力低，空气稀薄，海拔每升高1000米， 大气压力下降9％，含氧量下降9％。在海拔5000米的高原，大气压力只有54.9kPa，是平原地区大气压 力101.3kPa的54.2％。汽车行驶时，在供油量不变时，混合气缺氧变浓，导致燃烧不完全，油耗增加，发 动机功率下降，尾气污染环境加剧，上坡加油时尾气污染环境更为严重。我国高原面积占国土面积的37％， 是世界上高原面积最大的国家，其中，青藏高原240万km²，平均海拔超过4000米，被称为“世界屋脊”。 针对这些情况，在环保要求严格的新形势下，研究适用于高原的严寒、缺氧地区环境的柴油清净增效剂， 成了当务之急。

国内外关于柴油车、柴油机尾气污染的治理，采取了多种措施。其中，除了严格控制硫含量和进行“排 气后处理”之外，还有一种有效措施是“发动机改进技术”，这种技术的“增压中冷技术”、“多气门技术” 和“高压及预喷射技术”，都是为了多加进空气。还有另一种有效措施是“减少NOx的阿贡(Argonne) 技术”，它的两种技术分别是将富氧空气通入发动机或者通入柴油燃料。总的看来，增加氧含量是一个关 键措施。

柴油掺入含氧的有机化合物燃料，目前研发出的主要有醇类、醚类、酯类三种，虽然掺入柴油都有降 低尾气污染物排放的效果，但是，都有明显的缺欠：醇类中的低碳醇甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等，着火性 指标十六烷值很低，与柴油的互溶性不好，柴油机不能直接燃用，必须依赖高效的助溶剂和十六烷值提高 剂。更大的问题是它们的安全性指标闪点都远远不符合国标柴油的要求。关于酯类，主要是动植物油脂经 过甲醇醇解生成的一些脂肪酸甲酯，由它们掺入柴油形成的生物柴油，十六烷值、闪点都符合国标柴油要 求，但是，有三个缺欠，一是凝点高达0～4℃，若不降凝，只能在4℃以上的气温环境中使用；二是动植物油脂原料缺乏。三是国标GB/T25199---2007《生物柴油调合燃料(B5)》，2010年、2013年、2016年三 次修订，一直维持B5的低水平，即，脂肪酸甲酯的掺入量只有2％～5％，脂肪酸甲酯的氧含量平均为10％， 因而《生物柴油调合燃料(B5)》的氧含量只有0.2％～0.5％，增效减排的效果很有限。另一种受关注的酯 类碳酸二甲酯(DMC)，虽然氧含量高(53.2％)，但是，闪点低(17℃)、十六烷值低(≯10)、热值低(15850kJ/kg 只有柴油的37.3％)、凝点却高达4℃，无法在严寒的高原地区使用。醚类的十六烷值比较高，着火性好， 但是，氧含量偏低。

专利CN110527565.A推出了“一种高海拔车用含氧清洁柴油及其生产方法”，用来解决高原空气稀薄 缺氧问题。它的含氧添加剂有13.8％～16.5％的甲醇。甲醇的十六烷值很低，不与柴油互溶，用作柴油添加 剂时，必须借助于强力的助溶剂和十六烷值提高剂。甲醇的安全性指标闪点只有12.2℃，含有甲醇的复合 产品，甲醇含量超过2％时，复合产品的闪点基本上仍然是甲醇的闪点，与国标柴油要求闪点不低于45℃ 相差甚远。许多类似的专利和文献，凡是采用甲醇、乙醇、丁醇、碳酸二甲酯及其它闪点低、十六烷值低、 与柴油难以互溶的物料，都难以在严寒、缺氧的高原地区直接掺入柴油使用。