阅读说明：本技术 一种汽油辛烷值促进剂 (Gasoline octane number promoter ) 是由 熊东路 杨轩 易松 龙绪俭 徐涛 肖增钧 鲁晓东 李斌仁 于 2020-05-08 设计创作，主要内容包括：本发明属于汽油添加剂技术领域,具体涉及一种汽油辛烷值促进剂。一种汽油辛烷值促进剂,包括至少一种衍生自醇类的化合物、酚类、添加剂,其中,所述至少一种衍生自醇类的化合物不包括衍生自乙醇的化合物,且所述至少一种衍生自醇类的化合物的干点大于或等于100℃,20℃下粘度小于或等于5.0×10<Sup>-3</Sup>Pa.s。该促进剂在汽油中添加量较少,不会降低汽油的燃烧速度,原料易得,不仅成本很低、而且高效节能环保,对汽油无任何不良影响,且最终使汽油质量显著提高,因此可被广泛应用汽油中以提高燃烧该类型汽油的车辆的燃料经济性。(The invention belongs to the technical field of gasoline additives, and particularly relates to a gasoline octane number accelerator which comprises at least one compound derived from alcohols, phenols and an additive, wherein the at least one compound derived from alcohols does not comprise a compound derived from ethanol, and the dry point of the at least one compound derived from alcohols is greater than or equal to 100 ℃, and the viscosity of the at least one compound derived from alcohols is less than or equal to 5.0 × 10 at 20 DEG C ‑3 Pa.s. The accelerator has the advantages of less addition amount in gasoline, no reduction of the combustion speed of the gasoline, easily obtained raw materials, low cost, high efficiency, energy conservation and environmental protection, no adverse effect on the gasoline, and finally obviously improved gasoline quality, so the accelerator can be widely applied to the gasoline to improve the fuel economy of vehicles burning the gasoline.)

一种汽油辛烷值促进剂

技术领域

本发明属于汽油添加剂技术领域，更具体地，本发明涉及一种汽油辛烷值促进剂。

背景技术

汽车发动机的正常燃烧是从火花塞开始形成火焰中心，火焰以20-50m/s的速度向燃烧室各处推进，使温度均匀上升。不正常的燃烧是一部分可燃气体受到压缩和热辐射，在温度和压力急剧升高的条件下，生成许多不稳定的过氧化物，在正常火焰未传到之前，发生分解和自燃，产生爆燃，即爆震。

辛烷值是用来衡量汽油抗爆性的重要指标，一般的说，汽油的辛烷值越高其抗爆性能越好。对于辛烷值达不到要求的汽油，为降低或消除爆震，可人为给汽油中加入适量的辛烷值促进剂。

辛烷值促进剂包括金属有灰类和有机无灰类两大类。金属有灰类辛烷值促进剂是人类最早使用的辛烷值促进剂产品，其中四乙基铅(TEL)、二茂铁、甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)等是其典型代表。金属有灰类辛烷值促进剂是目前为止抗爆效率最为优异的辛烷值促进剂品种，但金属类辛烷值促进剂长期使用一般都存在残留问题，会造成发动机火花塞堵塞、缸体磨损以及使汽车的三元催化系统中毒等问题，有的金属类辛烷值促进剂还有较大的毒性(如TEL、MMT等)，人体接触后会造成很严重的健康隐患。有机无灰类辛烷值促进剂主要是含氧有机化合物和含氮有机化合物，其主要代表性物质有甲基叔丁基醚(MTBE)、甲醇、碳酸二甲酯(DMC)、氮甲基苯胺等。

MTBE(甲基叔丁基醚)作为汽油的辛烷值改进剂，除可增加汽油含氧量外，还可促进清洁燃烧，减少汽车有害物排放污染。但是，MTBE极易溶解于水。由于地下和地上汽油贮罐的泄漏，美国在地下饮用水体中发现了MTBE。MTBE 即使在很低浓度也会造成水质恶臭(Trends in Analytical Chemistry,2006, 25,1016-1026)。更为严重的是，多个研究发现MTBE有可能致癌，美国环保局已将MTBE列为可能的致癌物质(Toxicology Letters,2001,123,89–113；Toxicology and Industrial Health,1995,11,167-173)。因此，MTBE在欧美等国家已经禁用。因此，迫切需要开发用于汽油的辛烷值促进剂以满足国内实际需求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种汽油辛烷值促进剂，包括至少一种衍生自醇类的化合物、酚类、添加剂，其中，所述至少一种衍生自醇类的化合物不包括衍生自乙醇的化合物，且所述至少一种衍生自醇类的化合物的干点大于或等于100℃，20℃下粘度小于或等于5.0×10^-3Pa.s。

所述干点dry point(DP)是石油化工的一个术语，指的是油品在规定条件下进行馏程测定中，最后一滴液体从蒸馏烧瓶中的最低点蒸发瞬时的温度，以℃表示。

所述粘度是指流体对流动所表现的阻力。当流体(气体或液体)流动时，一部分在另一部分上面流动时，就受到阻力，这是流体的内摩擦力。要使流体流动就需在流体流动方向上加一切线力以对抗阻力作用。

作为一种优选的技术方案，所述至少一种衍生自醇类的化合物为至少一种经过选自醚化、酯化、胺化处理的醇类化合物。

作为一种优选的技术方案，所述至少一种衍生自醇类的化合物优选为至少一种经过醚化处理的链状脂肪二醇。

作为一种优选的技术方案，所述链状脂肪二醇选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、 1,2-丁二醇，一缩二丙二醇、1,3-丙二醇、1,10-癸二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述酚类为受阻酚。

作为一种优选的技术方案，所述受阻酚选自2,6-二叔丁基苯酚、2,4-二-叔丁基苯酚、2,6-二-叔丁基苯酚、6-叔丁基邻甲酚、2,6-二异丙基苯酚、2,4-二仲丁基苯酚，由2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、6-叔丁基邻甲酚、2,6-二异丙基苯酚或2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种。

作为一种优选的技术方案，所述添加剂选自有机过氧化酯、缓蚀剂、防锈剂、清洁剂和分散剂、润滑剂、破乳剂、染料、冷流改进剂、惰性稀释剂、杀生物剂、抗静电添加剂、减阻剂、去雾剂、防冻添加剂、抗爆添加剂、抗阀座收缩添加剂、润滑添加剂、摩擦改进添加剂、倾点下降剂、冷流改进剂、燃料经济性添加剂、辛烷改进剂、十六烷改进剂、燃烧改进剂、锰源和其它含金属点火改进剂中的一种或多种。

本发明第二个方面提供了一种包含汽油辛烷值促进剂的汽油，所述汽油辛烷值促进剂在汽油中的浓度为1-40wt％。

作为一种优选的技术方案，所述酚类在汽油中的浓度为100-800ppm；所述添加剂在汽油中的浓度为300-1000ppm。

作为一种优选的技术方案，所述汽油选自85#汽油、87#汽油、90#汽油、92# 汽油中的任一种。

有益效果：本发明提供了一种汽油辛烷值促进剂，该促进剂在汽油中添加量较少，不会降低汽油的燃烧速度，原料易得，不仅成本很低、而且高效节能环保，对汽油无任何不良影响，且最终使汽油质量显著提高，因此可被广泛应用汽油中以提高燃烧该类型汽油的车辆的燃料经济性。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明提供技术方案中的技术特征作进一步清楚、完整的描述，并非对其保护范围的限制。

本发明中的词语“优选的”、“更优选的”等是指，在某些情况下可提供某些有益效果的本发明实施方案。然而，在相同的情况下或其他情况下，其他实施方案也可能是优选的。此外，对一个或多个优选实施方案的表述并不暗示其他实施方案不可用，也并非旨在将其他实施方案排除在本发明的范围之外。

当本文中公开一个数值范围时，上述范围视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。例如，从“1至 10”的指定范围应视为包括最小值1与最大值10之间的任何及所有的子范围。范围1至10的示例性子范围包括但不限于1至6.1、3.5至7.8、5.5至10等。

除非有另外清楚的说明，在本说明书中以下缩写的含义如下：min＝分钟； ms＝毫秒；μm＝微米；ppm＝百万分之一；ppb＝十亿分之一，微克每升；ppm＝百万分之一，毫克每升；℃＝摄氏度；g/L＝克/升；dm＝分米；wt％＝重量百分数；所有的数值范围都包括端值且可以任意顺序互相组合，只要从逻辑上来说该数值范围之和限定为100％。

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种汽油辛烷值促进剂，包括至少一种衍生自醇类的化合物、酚类、添加剂，其中，所述至少一种衍生自醇类的化合物不包括衍生自乙醇的化合物，且所述至少一种衍生自醇类的化合物的干点大于或等于100℃，20℃下粘度小于或等于5.0×10^-3Pa.s。

在一种优选的实施方式中，所述至少一种衍生自醇类的化合物为至少一种经过选自醚化、酯化、胺化处理的醇类化合物。

在一种优选的实施方式中，所述至少一种衍生自醇类的化合物优选为至少一种经过醚化处理的链状脂肪二醇。

在一种优选的实施方式中，所述链状脂肪二醇选自乙二醇、二甘醇、丙二醇、 1,2-丁二醇、一缩二丙二醇、1,3-丙二醇、1,10-癸二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇中的一种或多种。

在一种更优选的实施方式中，所述链状脂肪二醇选自乙二醇、1,3-丙二醇、 1,2-丁二醇、1,4-丁二醇中的一种或多种。

在一种更优选的实施方式中，上述优选的至少一种衍生自醇类的化合物包括但不限于：乙二醇叔丁基醚、乙二醇二叔丁基醚、1,2-丁二醇叔丁基醚、1,4-丁二醇叔丁基醚。

在一种更优选的实施方式中，所述至少一种衍生自醇类的化合物的干点大于或等于130℃，20℃下粘度为4.0×10^-3-5.0×10^-3Pa.s；作为该类包括但不限于：乙二醇叔丁基醚、乙二醇二叔丁基醚、1,2-丁二醇叔丁基醚、1,4-丁二醇叔丁基醚。其中，所述乙二醇叔丁基醚、乙二醇二叔丁基醚、1,2-丁二醇叔丁基醚可通过市购或通过本领域人员常用的方法制备得到。

乙二醇叔丁基醚ETB是由乙二醇与异丁烯(或MTBE)为原料，在酸催化作用下生成的。乙二醇，异丁烯和MTBE主要来源于煤或石油。目前，全世界的MTBE都大大过量。而ETB作为辛烷值促进剂一方面属于“煤制油”产业，另一方面有利于消耗过剩的MTBE。而且本发明通过对ETB相关油品质量分析显示，它完全能作为汽油添加剂加入到汽油里。

在一种更优选的实施方式中，所述至少一种衍生自醇类的化合物包括(a)乙二醇叔丁基醚和(b)乙二醇二叔丁基醚和/或1,2-丁二醇叔丁基醚；且(a)和(b)的质量比为(1.5-3)：1；优选(2-3)：1；最优选(2.5-3)：1。

发明人发现当单独添加上述优选的任一种至少一种衍生自醇类的化合物时容易降低汽油的燃烧速度，而当和甲苯、二甲苯类化合物混合后加入能显著改善汽油的燃烧速度，而令发明人意外的是通过采用上述的(a)和(b)组分时，其相比甲苯类化合物的加入，不仅不会降低汽油燃烧速度而且辛烷值显著提高。

而在实际使用时，由于相比甲醇汽油，其本身不含醇类添加剂，因此含氧量比甲醇汽油的含氧量更低，在生产时为提高本发明的该类汽油的辛烷值，该类汽油可以是通常使用的85#汽油、87#汽油、90#汽油、92#汽油等，发明人发现在(a) 和(b)的特定的比例下可促进不饱和烃在速燃期变成环氧化合物，降低多个火焰中心的生成概率导致最后在含氧量较低的汽油中辛烷值优异。

且非金属类抗爆剂通过将不饱和烃在速燃期变成环氧化合物，降低多个火焰中心的生成概率。

在一种优选的实施方式中，所述酚类为受阻酚。

在一种优选的实施方式中，所述受阻酚选自2,6-二叔丁基苯酚、2,4-二-叔丁基苯酚、2,6-二-叔丁基苯酚、6-叔丁基邻甲酚、2,6-二异丙基苯酚、2,4-二仲丁基苯酚，由2,4-二叔丁基苯酚、2,6-二叔丁基苯酚、6-叔丁基邻甲酚、2,6-二异丙基苯酚或2,6-二叔丁基对甲酚中的一种或多种。

作为上述优选的受阻酚，效果最佳的实施方式包括诸如2,6-二-叔丁基酚、 4-甲基-2,6-二-叔丁基酚、2,4-二甲基-6-叔丁基酚、4,4’-亚甲基双(2,6-二-叔丁基酚)，及混合亚甲基桥连的多烷基酚类，特别优选用于本发明实施的是叔丁基酚的组合，诸如2，6-二叔丁基对甲基苯酚。

在一种优选的实施方式中，所述添加剂选自有机过氧化酯、缓蚀剂、防锈剂、清洁剂和分散剂、润滑剂、破乳剂、染料、冷流改进剂、惰性稀释剂、杀生物剂、抗静电添加剂、减阻剂、去雾剂、防冻添加剂、抗爆添加剂、抗阀座收缩添加剂、润滑添加剂、摩擦改进添加剂、冷流改进剂、燃料经济性添加剂、辛烷改进剂、燃烧改进剂、锰源和其它含金属点火改进剂中的一种或多种。

例如在一些实施方式中，可添加适量破乳剂、抗爆剂、缓蚀剂、金属钝化剂来提高汽油性能。

作为破乳剂的实例包括但不限于：有机磺酸盐、聚氧化烯乙二醇类、烷氧化酚树脂等材料。特别优选地是，烷芳基磺酸盐、聚氧化烯乙二醇类及烷氧化烷基酚树脂的混合物。

作为抗爆剂的实例包括但不限于含碱金属的有机物、醇类、含氮化合物。

其中，含碱金属的有机物用作汽油抗爆剂有其突出的优点。虽然含碱金属的有机抗爆剂有一系列优点，但是其也有不足之处：大部分属离子键型化合物，不易挥发，因此比较适用于有喷射系统的内燃机，而对于带吸气管的化油器型内燃机，长期使用这类添加剂有可能在吸气管处产生沉积物，造成油路堵塞；某些羧酸盐加入汽油中后，会使汽油诱导特性变差，即诱导期缩短；有些羧酸金属盐用作汽油抗爆剂时必须加甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇单甲醚等助剂，但这样会使总加剂量增大。

而对于醇类抗爆剂，甲醇、乙醇、丙醇和叔丁醇等低碳醇或其混合物都已用作汽油添加剂。混合物用作汽油添加剂具有与MTBE相似的功能，还有价格优势。

此外，现有的可做抗爆剂的含氮化合物主要是胺类，其中最重要的是芳香胺，包括苯胺、一甲基苯胺、二甲基苯胺、乙基苯胺，聚芳胺、二苯胺、邻叠氮苯胺、联苯胺、三壬基联苯胺等。但是使用N-甲基苯胺抗爆剂会降低汽油的燃烧速度。而事实上本发明中通过采用特殊抗爆剂为FT20-11型汽油抗爆剂，该型号是由不同的有机酰胺及有机酚经化学反应而成，可以购买自陕西飞天科技有限公司。当与本发明的(a)和(b)两种物质共同作用时，当控制(a)和(b)的干点、粘度以及溶解度参数，使其在汽油中添加时不会存在油品分层，保证较高的气化潜热维持稳定的燃烧速度，少量的该类型抗爆剂由于含有移动性键作用的活性基团能促进(a) 和(b)中活性基团与汽油氧化产生的过氧化物、OH-等基团反应，使燃料在点火线的分支反应发生异化，使焰前氧化物的浓度大幅降低，链的分支减少，长度缩小，最终使汽油品质提高。

作为缓蚀剂的实例包括但不限于：二聚和三聚酸，如由妥尔油脂肪酸、油酸、亚油酸等生产的二聚和三聚酸。另外对于本发明实施适宜类型的缓蚀剂是链烯基琥珀酸及链烯基琥珀酐缓蚀剂，诸如像四聚丙烯基琥珀酸、四聚丙烯基琥珀酐、十四烯基琥珀酸、十四烯基琥珀酐、十六烯基琥珀酸、十六烯基琥珀酐等。此外，在链烯基中具有8～24个碳原子的链烯基琥珀酸与醇如聚乙二醇类的半酯也可使用。

作为金属钝化剂的实例包括但不限于：N,N’-二亚水杨基-1,2-烷二胺，或 N,N’-二亚水杨基-1,2-环烷二胺，或其混合物。实施例包括N,N’-二亚水杨基-1,2- 乙二胺、N,N’-二亚水杨基-1,2-丙二胺、N,N’-二亚水杨基-1,2-环己烷二胺及N,N’- 二亚水杨基-N’-甲基二丙烯三胺。

本发明第二个方面提供了一种包含汽油辛烷值促进剂的汽油，所述汽油辛烷值促进剂在汽油中的浓度为1-40wt％；更优选5-15wt％；最优选10-15wt％。

在一种优选的实施方式中，所述酚类在汽油中的浓度为100-800ppm；更优选100-300ppm；最优选200ppm；所述添加剂在汽油中的浓度为300-1000ppm；更优选400-600ppm；最优选500ppm。

在一种优选的实施方式中，所述汽油选自85#汽油、87#汽油、90#汽油、92# 汽油中的任一种。

应当理解的是，除了上述包含汽油辛烷值促进剂之外，本发明的汽油中还可添加其余不影响本发明汽油品质的任一种常规添加剂，对于包括在本发明的汽油中的这些添加剂，均使用其常规量。因此，对于本发明的实施，对这些任选添加剂的添加量是不苛求的。在各种具体的情况下的用量均要足以使该燃料组合物具备所需官能团的特性，而这些添加量也是本领域技术人员所熟知的。

下面通过实施例对本发明进行具体描述，另外，如果没有其它说明，所用原料都是市售的。

实施例

实施例1

实施例1提供了经过醚化处理的链状脂肪二醇组合物，按重量份数计算：乙二醇叔丁基醚10份，乙二醇二叔丁基醚4份。

实施例2

实施例2提供了一种含本发明的促进剂的燃料，按重量份数计算：乙二醇叔丁基醚10份，85#汽油90份，抗氧防胶剂2,6-二叔丁基对甲基苯酚200ppm(m/m)，汽油抗爆剂FT20-11型汽油抗爆剂500ppm(m/m)。

实施例3

实施例3提供了一种含本发明的促进剂的燃料，按重量份数计算：乙二醇叔丁基醚8份，乙二醇二叔丁基醚4份，87#汽油88份，2,6-二叔丁基对甲基苯酚 200ppm(m/m)，汽油抗爆剂FT20-11型汽油抗爆剂500ppm(m/m)。

实施例4

实施例4提供了一种含本发明的促进剂的燃料，按重量份数计算：乙二醇叔丁基醚8份，1,2-丁二醇叔丁基醚4份，90#汽油(88)，抗氧防胶剂2,6-二叔丁基对甲基苯酚200ppm(m/m)，汽油抗爆剂FT20-11型汽油抗爆剂500ppm(m/m)。

实施例5

实施例5提供了一种含本发明的促进剂的燃料，按重量份数计算：乙二醇叔丁基醚10份，乙二醇二叔丁基醚4份，87#汽油(88)，抗氧防胶剂2,6-二叔丁基对甲基苯酚200ppm(m/m)，汽油抗爆剂FT20-11型汽油抗爆剂500ppm(m/m)。

实施例6

实施例6提供了一种含本发明的促进剂的燃料，按重量份数计算：乙二醇叔丁基醚8份，1,2-丁二醇叔丁基醚4份，92#汽油(88)，抗氧防胶剂2,6-二叔丁基对甲基苯酚200ppm(m/m)，汽油抗爆剂FT20-11型汽油抗爆剂500ppm(m/m)。

实施例7

实施例7提供了一种含本发明的促进剂的燃料，按重量份数计算：乙二醇叔丁基醚8份，二甲苯4份，90#汽油(88)，抗氧防胶剂2,6-二叔丁基对甲基苯酚200ppm(m/m)，汽油抗爆剂FT20-11型汽油抗爆剂400ppm(m/m)。

实施例8

实施例8提供了一种含本发明的促进剂的燃料，按重量份数计算：乙二醇叔丁基醚8份，二甲苯4份，1,2-丁二醇叔丁基醚(4)，90#汽油(84)，抗氧防胶剂2,6-二叔丁基对甲基苯酚200ppm(m/m)，汽油抗爆剂FT20-11型汽油抗爆剂 400ppm(m/m)。

性能评价

1、质量分析：对实施例1的醚化处理的链状脂肪二醇组合物的质量分析结果如下表1所示；

表1

2、对含有本发明的促进剂的各实施例的汽油按照GB/T5487-2015研究法辛烷值的测试标准进行质量分析，测试结果如下表2所示：

表2

实施例	2	3	4	5	6	7	8
								底油	85	87	90	87	92	90	90
调和后RON	91.7	92.4	94.5	92.1	97.2	93.0	94.3