醇类如何与汽油互溶?

如题所述

由于石油资源的相对贫乏,以及汽车使用矿物燃料所排放的污染物,给大气环境造成的严重影响,人们迫切需要开发燃油替代品。为此世界上已开发研制出甲醇汽油、乙醇汽油,并已实现商业化。但是,乙醇作为动力能源资源短缺,价格较高,而甲醇可由煤炭转换,具有资源丰富,价格低廉等优势,应用前景看好。但是关于甲醇汽油的抗水互溶问题,是推广甲醇/汽油的实际应用中出现的新问题。水分对甲醇汽油的相溶性破坏很大,与少量的水接触时,甚至在某些情况下与从潮湿空气中吸收的水分接触时,也常常会引起已相溶的甲醇—汽油重新分层。因为,烃类汽油加入醇组分后,使整个共溶混合体系的极性增加,吸水能力也相应增加,吸入的水分随之破坏了原本达到的共溶的相平衡。这样醇—水相的体积比原有的水要大得多,其比重却小得多,从而容易悬浮,并与上层燃料相一起进入驾驶的汽车中,当醇—水相到达汽化器时,可能使发动机停止工作,并严重腐蚀汽化器和燃料系统中其他部件所使用的钢和其他金属材料。因此,解决甲醇汽油的分层问题迫在眉睫。
发明内容为了解决上述问题,本发明提供一种醇类燃料互溶添加剂,以解决甲醇汽油分层问题。本发明采用的技术方案是一种醇类燃料互溶添加剂,其特征在于是由以下原料按重量份配比制成的异丁醇5~12份异戊醇5~12份正庚脒0.5~1.5份抗溶胀剂1~5份其中,所述的抗溶胀剂是N,N”-二亚水杨基-1,2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺按重量比1∶1∶1混合的产物。所述脂肪胺优选戊胺或己胺。所述正庚脒其结构式为所述的醇类燃料互溶添加剂,其制备方法是按配比将异丁醇、异戊醇、正庚脒和抗溶胀剂放入容器中,搅拌均匀即可。本发明醇类燃料互溶添加剂的技术指标如表1表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="714">项目闭口闪点℃,不低于熔点℃,不高于运动粘度Mm2/s,40℃密度g/m3,25℃指标60-2535~65880~900</table></tables>正庚脒是一种在碳原子上连有一个氨基(-NH2),和一个亚氨基(=NH)的化合物,结构式为烃基端作为疏水基,易溶于有机相,脒基端作为亲水基,易溶于水相或极性较大的有机相。甲醇汽油加入脒后,相当于在烃类和醇分子之间架设了一座分子连接桥,增加了相平衡的稳定性,使互溶能力增强。对亚氨基和氨基的极性比较可知,亚氨基上的电子云密度更大,更易于和吸收的水分子形成氢键。当甲醇汽油中加入脒后,吸收的二氧化碳首先和亚氨成盐,此时氨基(-NH2)与水和甲醇形成的氢键并没有破坏,我们经过试验发现,在敞口体系中,加入脒互溶剂配制的甲醇汽油48小时仍可保持相平衡。正庚脒的合成步骤如下1、正庚酰氯的制备正庚酸与过量的氯化亚砜在油浴90℃下,加热回流反应8小时,生成正庚酰氯,先常压蒸馏出过量的氯化亚砜,蒸馏收集171~173℃馏分(或减压蒸馏)。2、正庚酰胺的制备将上步骤所得产品,逐滴加入到25%~28%的氨水中,冷却后,抽滤得白色片状晶体,低温烘干。3、正庚腈的制备将正庚酰胺、氯化亚砜、环丁砜、甲苯加入反应装置,油浴加热115℃保持回流5.5h,改为蒸馏装置,蒸出甲苯和过量的氯化亚砜及环丁砜,将母液到入蒸馏水中,分层,收集上层液体,蒸馏收集184~186℃的馏分(或减压蒸馏),得产品。4、正庚脒的制备正庚腈与三氟化硼乙醚在磁力搅拌下反应,于50℃通入氨气,加入适量饱和碳酸氢钠溶液,分出有机层,有机层加入甲醇,盐酸,搅拌反应,冰水浴冷却,析出固体,得正庚脒盐酸盐。滴加10%氢氧化钠,得无色或淡黄色液体,产物经红外光谱和元素分析验证。本发明通过实验室试验进一步验证。1、对甲醇汽油抗水性试验按表2中,加入石脑油、无水甲醇和蒸馏水,再加入本发明的添加剂,观察分层及相平衡时间。表2从表2中可见,加入本发明,用量少,稳定性好,而且不分层,透明,相平衡保留时间长。在敞开体系中,保留时间达72小时以上,在封闭体系中可较长时期保存,满足储存,运输的要求。2、对甲醇汽油沸程的影响分别在磨口瓶中加入100ml汽油(汽油种类见表3)和13ml甲醇,其中一个中加入本发明,进行水浴加热,记录冷凝管出第一滴温度及收集10%,20%,30%,40%,50%,60%,70%,80%,90%,100%的温度,结果见表3。表3从表3中可见,加入本发明,对甲醇汽油的沸程并没有多少改变,因为本发明和甲醇性质相匹配,与汽油中各组分的作用力与甲醇相似。改变了甲醇汽油的蒸汽压,从而解决甲醇汽油的气阻问题。本发明耐低温、耐高湿,烃基端作为疏水基,易溶于有机相,脒基端作为亲水基,易溶于水相或极性较大的有机相,添加水分高达6%仍然稳定,提高了生产、运输和储存中可能引入的水分在油相中的稳定性。本发明用量少,即可解决甲醇汽油遇水分层问题,进而消除了甲醇汽油中杂质对发动机油路系统金属部件腐蚀作用,消除甲醇汽油对橡胶材料的溶胀作用。图1是正庚酰氯的红外光谱图;图2是正庚酰胺的红外光谱图;图3是正庚腈的红外透射光谱图;图4是正庚脒的红外透射光谱图。具体实施例方式实施例1正庚脒的制备1、正庚酰氯的制备在装有回流冷凝器的500ml圆底烧瓶中加入,正庚酸130.2g(1.0mol),氯化亚砜180ml过量,剧烈反应,待反应平稳后,开始加热,水吸收气体成盐酸。油浴90℃下,回流反应8h,蒸馏出过量的氯化亚砜,然后蒸馏收集171~173℃馏分(或减压蒸馏),得产品正庚酰氯106.3g,收率71.6%,折光率nD18=1.4280。正庚酰氯的红外光谱如图1IR(液膜法),2958,2931,2860cm-1(CH3,CH2);1797,953cm-1(C=O脂肪族酰氯);1235cm-1(C-Cl)。2、正庚酰胺的制备准备好25~28%氨水约270ml,置大烧杯中,在搅拌下,将正庚酰氯89.1g(0.6mol)逐滴加入氨水中,反应剧烈,且放出大量的热,待放置冷却后,析出大量晶体,经抽滤,得白色片状晶体,此时,母液的PH=8。烘干,得产品65.2g,收率84.9%,熔点116-118℃。经红外光谱验证。正庚酰胺的红外光谱如图2IR(压片法),3364,3195cm-1(NH2);2955,2936,2869cm-1(CH3,CH2);1662,1629cm-1(C=O)。3、正庚腈的制备在装有回流冷凝器的250ml圆底烧瓶中加入,正庚酰胺64g(0.5mol)、氯化亚砜80ml、环丁砜60ml、甲苯50ml,油浴115℃下,开始回流约5.5h,然后改为蒸馏装置,蒸出甲苯和过量的氯化亚砜及环丁砜。在1000ml大烧杯中放置200ml蒸馏水,将母液倾入水中,边加边搅拌,上层为黑褐色液体,下层为水层,放置过夜,用分液漏斗分离,除去下层水层,收集上层液体,下层水层用20ml苯萃取溶解在水层中的正庚腈,苯层变为褐色,合并到有机层,安装蒸馏装置,蒸馏收集182~184℃馏分(或减压蒸馏收集80~83℃/0.008Mpa),得产品42.0g,收率75.7%。折光率nD18=1.4241。产品经红外光谱验证。正庚腈的红外透射光谱如图3IR(液膜法),2957,2932,2860cm-1(CH3,CH2);2246cm-1(C≡N).4、正庚脒的制备在干燥的250ml三口瓶中,加入正庚腈31.0g(0.28mol),三氟化硼乙醚70ml,室温磁力搅拌12小时,减压回收过量三氟化硼乙醚,于50℃通氨气3h,于搅拌下,加入约76g饱和的碳酸氢钠溶液,分出有机层,有机层加入甲醇50ml,滴加6mol/L盐酸,于室温搅拌半小时,冰水浴冷却,析出固体得正庚脒盐酸盐。滴加10%氢氧化钠,有机层用乙醚萃取,干燥,水浴加热蒸除乙醚,得淡黄色液体19.8g,所得为正庚脒,收率55.3%,折光率nD17.5=1.4287,沸点189~191℃。产物经红外光谱验证。正庚脒的红外透射光谱如图4IR(液膜法),3454,3364cm-1(NH2);3200cm-1(C=N-H);1675cm-1(C=N);2958,2933,2872cm-1(CH3,CH2)。元素分析理论值,%C65.63;H12.50;N21.88实测值,%C65.24;H12.86;N21.53实施例2一种醇类燃料互溶添加剂的制备抗溶胀剂的制备取1gN,N’-二亚水杨基-1,2-丙二胺、1g甲基叔丁基醚和1g戊胺,混合均匀制得抗溶胀剂。称取异丁醇8g、异戊醇8g、正庚脒1g、抗溶胀剂3g;放入反应釜中,搅拌均匀即可制得产物。实施例3一种醇类燃料互溶添加剂的制备抗溶胀剂的制备取1gN,N’-二亚水杨基-1,2-丙二胺、1g甲基叔丁基醚和1g戊胺,混合均匀制得抗溶胀剂。称取异丁醇5g、异戊醇5g、正庚脒0.5g、抗溶胀剂1g;放入反应釜中,搅拌均匀即可制得产物。实施例4一种醇类燃料互溶添加剂的制备抗溶胀剂的制备取2gN,N’-二亚水杨基-1,2-丙二胺、2g甲基叔丁基醚和2g己胺,混合均匀制得抗溶胀剂。称取异丁醇12g、异戊醇12g、正庚脒1.5g、抗溶胀剂5g;放入反应釜中,搅拌均匀即可制得产物。本发明并不仅限于实施例,在实际生产过程中,可以按实施例等比例扩大原料配方数值。权利要求1.一种醇类燃料互溶添加剂,其特征在于是由以下原料按重量份配比制成的异丁醇5~12份异戊醇5~12份正庚脒0.5~1.5份抗溶胀剂1~5份2.根据权利要求1所述的醇类燃料互溶添加剂,其特征在于所述的抗溶胀剂是N,N’-二亚水杨基-1,2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺按重量比1∶1∶1混合的产物。3.根据权利要求2所述的醇类燃料互溶添加剂,其特征在于所述脂肪胺为戊胺或己胺。4.根据权利要求1所述的醇类燃料互溶添加剂,其特征在于所述的正庚脒,其结构式为全文摘要本发明涉及醇类燃料互溶添加剂。以解决醇类汽油分层问题。采用的技术方案是醇类燃料互溶添加剂是由以下原料按重量份配比制成的异丁醇5~12份;异戊醇5~12份;正庚脒0.5~1.5份;抗溶胀剂1~5份;其中,抗溶胀剂是N,N,-二亚水杨基-1,2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺等比例混合的产物。本发明烃基端作为疏水基,易溶于有机相,脒基端作为亲水基,易溶于水相或极性较大的有机相,添加水分高达6%仍然稳定,提高了生产、运输和储存中的稳定性。本发明用量少,即可解决醇类汽油遇水分层问题,消除了醇类汽油中杂质对发动机油路系统金属部件腐蚀作用,消除甲醇汽油对橡胶材料的溶胀作用。
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第1个回答  2020-10-07
乙醇是水吗?加到油里有危害吗?

各位车友,使用乙醇汽油有什么注意的?

据业内人士介绍,现在已经上路行驶的汽车,不需要担心能不能使用乙醇汽油的问题。不过里程3万公里以上的车辆,在更换乙醇汽油前,需要把油路、发动机清洗一下,减少积碳,即可顺利使用,也就是给车做一次“大保健”。新车不需要这个步骤,可以直接使用乙醇汽油。在乙醇汽油的使用过程中,要尽量避免频繁的混合使用,偶尔与传统汽油混用对车辆没有影响。

乙醇在完全燃烧后,会生成二氧化碳和水。但与氧发生化学反应会产生乙酸,乙酸有一定轻微的腐蚀作用。需要注意的是,由于发动机缸壁有氧化陶瓷类的镀膜保护,所以影响不大。乙醇对于没有保护涂层的活塞、活塞环会有轻微腐蚀。据试验表明,在汽油中乙醇含量10%以下时,腐蚀程度会很小,如果超过15%,则必须添加有效的腐蚀抑制剂。

小编提醒广大车主,腐蚀程度主要由乙醇浓度决定,在给爱车加油时,一定要认准正规、可靠的加油站加注E10标准的汽油,以确保乙醇浓度不会超标。

在更换乙醇汽油后,若车子行驶里程数很少,车主应尽可能减少油箱内的储油量,保证一个月加油一次为宜。这是因为,汽车的油箱并非绝对的密闭环境,油箱中的平衡阀会在适当情形下打开以平衡内外气压。当空气中的水蒸汽和乙醇汽油互溶后,会导致汽油中含水量增加,进而影响发动机性能和使用寿命。对于长期停放的车辆,比较爱惜车辆的朋友可以定期添加除水剂,起到减少汽油含水量的作用。
第2个回答  2020-10-07
酒精与汽油可以互溶。乙醇和汽油都是烃类,汽油主要组分是四碳至十二碳烃类,而乙醇是二碳烃。根据相似相溶原理,它们可以互溶。按照我国汽车用乙醇汽油标准,乙醇汽油含有10%的乙醇。汽油是用量最大的轻质石油产品之一,是引擎的一种重要燃料。根据制造过程,汽油组分可分为直馏汽油、热裂化汽油(焦化汽油)、催化裂化汽油、催化重整汽油、叠合汽油、加氢裂化汽油、烷基化汽油和合成汽油等。《相似相溶》是高中化学的一种原理。就是有机物一般能和有机物溶。物质容易溶解在与其结构相似的溶剂中的规则。如碘、油脂等非极性物质,易溶于四氯化碳、苯等非极性溶剂中,而难溶于强极性的水中。氯化钠、氨等强极性物质易溶于强极性的水中,而难溶于非极性溶剂中。为经验规则,但可运用于推测物质在不同溶剂中的溶解能力。
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