一种乙醇汽油分散剂和包含该分散剂的乙醇汽油转让专利

申请号 : CN201910342282.6

文献号 : CN109929622B

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发明人 : 路新龙

申请人 : 山东聚兴新材料科技有限公司

摘要 :

本发明提供一种乙醇汽油分散剂和包含该分散剂的乙醇汽油,该乙醇汽油不易分层,油耗低,动力性能高,发动机噪音低,不易积碳,易推广使用。所述乙醇汽油分散剂的有效成分包括烷基苯基丁醇、丙二酸二乙酯和可选的辛醇,在乙醇汽油中的添加量以有效成分计0.1‑0.5%。

权利要求 :

1.一种乙醇汽油分散剂,以质量份数计,其有效成分包括烷基苯基丁醇65-85份,丙二酸二乙酯15-35份;所述烷基苯基丁醇包括2-(烷基苯基)-2-丁醇和3-(烷基苯基)-2-丁醇;

所述烷基苯基源自于碳七至碳十的芳烃。

2.如权利要求1所述的乙醇汽油分散剂,其特征在于,所述芳烃包括甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、邻甲乙苯、间甲乙苯、邻二乙苯、间二乙苯、1-丙基苯、异丙苯、邻(1-丙基)甲苯、间(1-丙基)甲苯、邻异丙基甲苯、间异丙基甲苯、1-丁基苯、2-丁基苯、异丁苯商品中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的乙醇汽油分散剂,其特征在于,其有效成分还包括辛醇2-5份。

4.如权利要求1所述的乙醇汽油分散剂,其特征在于,还包含制备所述烷基苯基丁醇时所剩余的全部或部分芳烃原料。

5.如权利要求1所述的乙醇汽油分散剂,其特征在于,所述烷基苯基丁醇的制备方法是:将全部的丁酮与所述芳烃或含所述芳烃的原料混匀,在Pt/HZSM-5分子筛催化剂和温度

60-90℃、液相条件下反应;或由所述芳烃或含所述芳烃的原料,在Pt/HZSM-5分子筛催化剂和60-90℃、液相条件下,逐渐加入丁酮反应;反应至丁酮的转化率≥80%后,分离所述催化剂的液体料中生成所述烷基苯基丁醇。

6.如权利要求5所述的乙醇汽油分散剂,其特征在于,所述Pt/HZSM-5分子筛催化剂,通过如下方法制备:(1)将所需Na型分子筛原粉,用NH4NO3溶液交换,水洗,干燥,450-500℃焙烧,转为H型分子筛;

(2)称取步骤(1)制备H型分子筛,加入所需浓度和体积的硝酸四氨合铂(Ⅱ)或醋酸四氨合铂(Ⅱ)溶液,浸渍2-4h,固液分离,加水洗涤2-4次,干燥,得载铂分子筛;

(3)将步骤(2)制备载铂分子筛,气相吸附水合肼,室温放置或升温处理,再干燥、200-

300℃焙烧,得所需负载金属态铂的分子筛催化剂。

7.如权利要求5所述的乙醇汽油分散剂,其特征在于,所述烷基苯基丁醇的制备过程中,所述Pt/HZSM-5分子筛催化剂的HZSM-5分子筛,是晶体而非微晶聚集体,相对结晶度高于95%,以晶粒个数计,外形尺寸0.8-5μm的晶粒个数占晶粒总数的95%以上、0.5μm以下的少于1%;所述Pt通过阳离子交换法负载进入HZSM-5分子筛的晶粒内孔道中。

8.一种乙醇汽油,其特征在于,以所含烷基苯基丁醇、丙二酸二乙酯及可选的辛醇的质量分数或体积分数计,包含如权利要求1-7任一所述的分散剂0.1-0.5%。

9.如权利要求8所述的乙醇汽油,其特征在于,乙醇的体积含量为10%,和/或含所述烷基苯基丁醇、丙二酸二乙酯及可选的辛醇0.2-0.4%。

说明书 :

一种乙醇汽油分散剂和包含该分散剂的乙醇汽油

技术领域

[0001] 本发明属清洁汽油技术领域,具体涉及一种乙醇汽油分散剂和包含该分散剂的乙醇汽油。

背景技术

[0002] 通常认为,乙醇汽油是一种清洁燃料。乙醇的辛烷值(RON)为106,可用超期玉米、农林废弃物如秸秆通过生物发酵法大量生产。汽油中添加乙醇,能避免添加MTBE等成分时对环境和人体带来的危害。使用乙醇汽油后,发动机的CH、CO、细颗粒物及其它有害物质的排放量有所下降,有助于减少汽车尾气的污染,改善空气质量。
[0003] 乙醇汽油的汽油组分由石油加工而来,基本上非极性的烃类,和具有一定极性的乙醇相容性较差,因而需要加入分散剂实现乙醇在汽油中的分散,保证乙醇汽油在一定时间内的稳定性。GB18351-2017规定了车用乙醇汽油(E10)的技术要求;GB 22030-2017规定了车用乙醇汽油的调合组分油的技术要求。
[0004] 现有技术的乙醇汽油中,所加分散剂中,有些是通过形成油包醇的准稳定结构起作用,虽然清澈透明,但微观实质还是具有油醇两相,从垂直入射光方向可观察到一条光亮的"通路",即存在丁达尔现象,这种乙醇汽油在储存和使用时间过长、温度过低或吸潮时仍容易分层,有些是解决乙醇所带入水分或乙醇汽油吸潮所造成乙醇在汽油中分散性降低的问题,这两类分散剂的添加量通常在0.5%以上甚至2%以上;有些胺类分散剂在添加量0.5%以下时可有较好的分散效果,但属于GB18351-2017车用乙醇汽油(E10)中所规定的有害、禁用品。而且,乙醇的热值是汽油的60%,汽化潜热比汽油高1.5倍以上,乙醇汽油具有易燃,燃烧过程短的特性,因而在不修改行车电脑点火时间即点火提前角的条件下,添加现有分散剂的乙醇汽油常表现出油耗高、动力差、发动机噪音大等问题。这些问题,使得现有技术的乙醇汽油不易被市场接受。所述的点火提前角,是车辆出厂时行车电脑中固化的重要参数,是综合发动机性能特点、车辆驾驶特性和油耗经济性的要求,根据各地汽油质量、性能的差异情况,而调校到一个适应性较广的值,该点火提前角可与不含乙醇的汽油相适应,但通常与乙醇汽油不相匹配。
[0005] 虽然乙醇汽油作为车用燃料,已在很多国家使用多年,过去十几年中国内很多地区半强制性地推广使用,2017年9月国家发展改革委、国家能源局等十五部门也联合印发《关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案》,要求2020年在全国范围内推广使用车用乙醇汽油并基本实现全覆盖,把推广使用乙醇汽油作为一种国家战略性举措,以利于优化能源结构、改善生态环境、调控粮食市场和保障国家粮食安全、提高农林废弃物资源综合利用技术水平;但现有技术的乙醇汽油所表现出来的易分层、油耗高、动力差等问题,使其推广应用的难度较大、成本较高。

发明内容

[0006] 为解决上述技术问题,本发明提供一种效果较好的乙醇汽油分散剂和包含该分散剂的乙醇汽油,该乙醇汽油不易分层,在不修改行车电脑点火时间的条件下,油耗较低,动力性能较高,发动机噪音低,不易积碳,易推广使用。
[0007] 本发明的乙醇汽油分散剂,以质量份数计,其有效成分包括烷基苯基丁醇65-85份,丙二酸二乙酯15-35份;所述烷基苯基丁醇包括2-(烷基苯基)-2-丁醇、3-(烷基苯基)-2-丁醇;所述烷基苯基源自于碳七至碳十的芳烃。
[0008] 优选地,所述芳烃包括甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、邻甲乙苯、间甲乙苯、邻二乙苯、间二乙苯、1-丙基苯、异丙苯、邻(1-丙基)甲苯、间(1-丙基)甲苯、邻异丙基甲苯、间异丙基甲苯、1-丁基苯、2-丁基苯、异丁苯商品中的一种或多种,或者是包含甲苯、乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、邻甲乙苯、间甲乙苯、邻二乙苯、间二乙苯、1-丙基苯、异丙苯、邻(1-丙基)甲苯、间(1-丙基)甲苯、邻异丙基甲苯、间异丙基甲苯、1-丁基苯、2-丁基苯、异丁苯中的一种或多种的混合芳烃。
[0009] 优选地,所述芳烃包括甲苯、间二甲苯、间二乙苯、异丙苯、异丁苯商品中的一种或多种,或者是包含甲苯、间二甲苯、异丙苯、异丁苯中的一种或多种的混合芳烃。
[0010] 优选地,本发明的乙醇汽油分散剂,其有效成分还包括辛醇2-5份。
[0011] 本发明的乙醇汽油分散剂,不属于GB18351-2017车用乙醇汽油(E10)中所规定的有害、禁用品;以所含烷基苯基丁醇、丙二酸二乙酯及可选的辛醇等有效成分的质量分数或体积分数计,在乙醇汽油E10中的添加量为0.1-0.5%,具体的添加量根据调和组分汽油的组分、性能情况和对所调配乙醇汽油的稳定性要求而定,所述的稳定性包括乙醇汽油的分层温度/浊点、在不同温度条件下的储用时间,和对乙醇含水量或乙醇汽油吸水量的宽容度。
[0012] 所述乙醇汽油分散剂,除了包含烷基苯基丁醇、丙二酸二乙酯及可选的辛醇等有效成分,还可以包含制备烷基苯基丁醇时所剩余的全部或部分芳烃原料,即烷基苯基丁醇制备过程中,只分离沸点较低和不允许加入乙醇汽油中的未反应丁酮,不分离剩余芳烃,因为所含碳七至碳十的芳烃可作为汽油组分,且在乙醇汽油中的添加量很小,通常不影响乙醇汽油中的芳烃含量。但烷基苯基丁醇反应完成和分离催化剂后,也可通过蒸馏将轻组分,包括全部的丁酮,全部或部分的芳烃或混合芳烃中的低沸芳烃分离除去再用于配制乙醇汽油分散剂。
[0013] 添加所述分散剂的乙醇汽油,如E10,以质量分数或体积分数计,在含烷基苯基丁醇、丙二酸二乙酯及可选的辛醇0.2-0.4%时,可形成油醇真溶液,清澈透明,不存在丁达尔效应,从垂直入射光方向观察不到光路,这种乙醇汽油具有较高的稳定性,在储存、使用时间较长和较低温度的条件下不容易发生透明度降低、浑浊或分层;在吸收或包含如0.4%水时仍可维持真溶液状态,在储存、使用时间较长和较低温度的条件下也不容易发生透明度降低、浑浊或分层。
[0014] 本发明中,所述烷基苯基丁醇,可由丁酮,与所述碳七至碳十的芳烃,或含所述碳七至碳十芳烃的原料反应制成;其制备方法可以是:将全部的丁酮与所述芳烃或含所述芳烃的原料混匀,在Pt/HZSM-5分子筛催化剂和温度60-90℃、液相条件下反应;或所述芳烃或含所述芳烃的原料,在Pt/HZSM-5分子筛催化剂和60-90℃、液相条件下,逐渐加入丁酮反应;反应至丁酮的转化率≥80%后,分离所述催化剂的液体料中生成所述烷基苯基丁醇。含所述烷基苯基丁醇的液体料可直接用于配制本发明的乙醇汽油分散剂,或通过精馏分离出除去未反应的丁酮、芳烃等原料及副产物后再用于配制本发明的乙醇汽油分散剂。
[0015] 所述烷基苯基丁醇制备过程中的主要反应,是丁酮的羰基碳,与芳烃苯环上受HZSM-5分子筛晶粒内孔道尺寸限制条件下的较活泼的氢所连的碳反应,使苯环直接与羰基碳键合,羰基氧与苯环上所述较活泼的氢形成羟基,生成所述2-(烷基苯基)-2-丁醇,及发生苯基或羟基转移生成的少部分3-(烷基苯基)-2-丁醇。如用丁酮和甲苯反应,主要生成2-(对甲基苯基)-2-丁醇,及少部分3-(对甲基苯基)-2-丁醇;用丁酮和间二甲苯反应,间二甲苯的5位碳最容易反应,主要生成2-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇,和少部分3-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇;用丁酮和邻二甲苯反应,主要生成2-[4-(1,2-二甲基)-苯基]-2-丁醇,和少部分3-[4-(1,2-二甲基)-苯基]-2-丁醇;用丁酮和乙苯反应,主要生成2-(对乙基苯基)-2-丁醇,和少部分3-(对乙基苯基)-2-丁醇;用丁酮和异丙苯反应,主要生成2-(对异丙苯基)-2-丁醇,和少部分3-(对异丙苯基)-2-丁醇;用丁酮和异丁苯反应,主要生成2-(对异丁苯基)-2-丁醇,和少部分3-(对异丁苯基)-2-丁醇。受HZSM-5分子筛晶粒内孔道尺寸的限制,该反应中基本上只有相同物质的量的丁酮与芳烃反应。将除去催化剂的液体料或精馏分离出的轻组分通过气相色谱进行检测,可知反应的大体情况,如反应原料中的丁酮转化率可达到80%以上乃至90%以上;将分离反应原料后的重组分通过色谱、色谱-质谱联用等方法的进行检测,并与化学试剂或通过有机合成方法制备的烷基苯基丁醇如2-(对甲基苯基)-2-丁醇、2-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇、2-(对乙基苯基)-2-丁醇、2-(对异丙苯基)-2-丁醇进行对比,可判断得出主要是丁酮与所述芳烃生成烷基苯基丁醇。
[0016] 所述烷基苯基丁醇的制备过程中,所述Pt/HZSM-5分子筛催化剂的HZSM-5分子筛,是晶体而非微晶聚集体,相对结晶度高于95%,以晶粒个数计,外形尺寸0.8-5μm的晶粒个数占晶粒总数的95%以上、0.5μm以下的少于1%;所述Pt通过阳离子交换法负载进入HZSM-5分子筛的晶粒内孔道中。优选地,所述HZSM-5分子筛,其中0.8-5μm的晶粒个数占晶粒总数的98%以上、0.5μm以下的少于0.1%时,催化剂的反应效果更好。所述HZSM-5分子筛,在所述反应中,同时起到催化反应作用和择形作用,其中催化反应主要通过分子筛晶粒内孔道内壁和外表面的酸性位起作用,择形主要通过分子筛晶粒的内孔起作用。采用较大尺寸晶粒和限定分子筛晶粒尺寸的目的,是获得尽可能大的晶粒内孔道内壁和孔道中所沉积活性成分的比表面积和晶粒外表面的比值,使反应尽可能多的发生在晶粒内孔道内壁和孔道中所沉积活性成分的活性位,而减少分子筛晶粒外表面及所沉积活性成分的活性位,从而起到择形作用。所述HZSM-5分子筛的晶粒尺寸,是指通过如其扫描电镜照片中的形貌和尺寸得出,主要是0.8μm以上尺寸的晶体,而非由更细微的纳米、亚纳米微晶结合形成的0.8μm以上的微晶聚集体。通过压汞法测定分子筛的如直径10nm以上孔的分布,所计算出的比表面积,可作为分子筛晶粒外表面的比表面积参考数据,应在0.3-5m2/g,其中0.5-2m2/g时更好。晶粒尺寸大于5μm如10μm以上时,或通过压汞法测定的分子筛晶粒外表面积小于0.3m2/g表明晶粒尺寸过大时,晶粒内孔道中的传质变慢,副反应容易增多。HZSM-5分子筛的晶粒内孔道内壁的比表面积通常在300m2/g以上;分子筛的晶粒内孔道中所沉积活性成分,只要是一般含量如低于5m%,通常只造成比表面积的略微下降。所述HZSM-5分子筛,其晶粒具有0.53*0.56和0.51*0.55nm尺寸的孔道。
[0017] 所述Pt/HZSM-5分子筛催化剂,是未经成型或微球化制备的粉状催化剂,可通过如下方法制备:
[0018] (1)将所需Na型分子筛原粉,用如1mol/L的NH4NO3溶液,在如80-90℃交换4-5次,水洗,干燥,450-500℃焙烧,转为H型分子筛;
[0019] (2)称取步骤(1)制备H型分子筛,加入所需浓度和体积的硝酸四氨合铂(Ⅱ)或醋酸四氨合铂(Ⅱ)溶液,浸渍2-4h,固液分离,加水洗涤2-4次,干燥,得载铂分子筛;
[0020] (3)将步骤(2)制备载铂分子筛,气相吸附水合肼,室温放置或升温处理,再干燥、200-300℃焙烧,得所需负载金属态铂的分子筛催化剂。
[0021] 所述Pt/HZSM-5分子筛催化剂制备过程中,所述硝酸四氨合铂(Ⅱ)水溶液或醋酸四氨合铂(Ⅱ)水溶液,通过四氨合铂(Ⅱ)阳离子Pt(NH3)42+与分子筛的H+交换,95%以上进入分子筛晶粒的内孔道并键合于晶粒内孔道的内壁;载铂分子筛晶粒内孔道吸附水合肼后,在室温放置或升温处理过程中将铂(Ⅱ)还原为金属态铂,200-300℃焙烧是为分解剩余水合肼、硝酸铵、醋酸铵及除掉吸附水。所制备的Pt/HZSM-5分子筛催化剂,Pt含量0.05-0.1m%,其中的Pt基本分散分子筛晶粒的内孔道中且分散度很高,分散在分子筛晶粒外表面的铂很少,可实现分子筛晶粒内孔道中铂活化芳烃苯环和择形的目的。由于所用HZSM-5分子筛对四氨合铂(Ⅱ)阳离子Pt(NH3)42+的交换能力都较大,只需采用较低浓度的硝酸四氨合铂(Ⅱ)水溶液或醋酸四氨合铂(Ⅱ)水溶液,水溶液体积能浸没分子筛粉料,铂可绝大部分交换进入分子筛,水溶液中的铂残余比例可低于10%。水溶液中铂的浓度可通过在
0.2mol/L氯化亚锡-1.0 mol/L盐酸显色和在分光光度计400nm比色进行测定。

具体实施方式

[0022] 以下通过实施例对本发明进行具体说明,但不构成对本发明的限制。
[0023] 实施例1
[0024] 用硅铝(SiO2:Al2O3,mol)比60的NaZSM-5原粉X制备粉状HZSM-5分子筛,并通过如下方法制备粉状的Pt/HZSM-5分子筛催化剂:
[0025] (1)将所述Na型分子筛原粉X,用1mol/L的NH4NO3溶液,在80℃交换5次,水洗,干燥,450℃焙烧,转为H型分子筛;
[0026] (2)称取步骤(1)制备H型分子筛50g,加入含铂163mg/L的硝酸四氨合铂(Ⅱ)-2m%氨水溶液200ml,浸渍8h,浸渍前2h每10min搅拌一次,之后每1h搅拌一次,抽滤,在漏斗中每次加水80ml并浸泡5min再抽滤,共洗涤4次;所收集滤液、洗涤液合并共计310ml;将滤饼在玻璃表面皿摊薄,置于120℃烘箱干燥5h,得载铂分子筛;
[0027] (3)将步骤(2)制备的载铂分子筛连同表面皿置于可抽真空、密封良好的玻璃干燥器(内容积约2L),抽空到10Pa(绝对压力)并维持该真空度1h,再向表面皿下方的烧杯中注入30ml 85m%水合肼,室温放置15h后取出,置于120℃烘箱干燥5h,干燥料装入不锈钢料盒置于管式炉,在200℃和流动的干燥氮气流中处理3h后取出,置于装有蓝色硅胶的玻璃干燥器中冷却和保存,为所需负载金属态铂的分子筛催化剂。
[0028] 步骤(1)所制备粉状HZSM-5分子筛,测硅铝(SiO2:Al2O3,mol)比60未变;SEM照片显示其晶粒为条形,结晶完整,外形尺寸1-3μm,无微晶聚集体,SEM统计软件测得其中0.8-5μm的晶粒个数占晶粒总数的98.4%、0.5μm以下的少于0.6%;XRD测结晶度96%;低温氮气吸附法2 2
比表面积380m/g;通过压汞法测定的直径10nm以上孔的比表面积0.85m/g,作为分子筛晶粒外表面的比表面积。
[0029] 步骤(1)硝酸四氨合铂(Ⅱ)-2m%氨水溶液和步骤(2)滤液、洗涤液合并液的铂浓度,通过与0.2mol/L氯化亚锡-1.0 mol/L盐酸显色和在分光光度计400nm比色,测定时通过取用含铂溶液的体积,将显色溶液的吸光度控制在线性范围内。结果表明,步骤(2)催化剂制备过程中的铂交换率95%,计算所制备粉状的Pt/HZSM-5分子筛催化剂的铂含量0.062m%。
[0030] 实施例2
[0031] 基本重复实施例1的步骤(2)-(3),制备负载金属态铂的Pt/HZSM-5分子筛催化剂,区别在于步骤(2)所加硝酸四氨合铂(Ⅱ)-2m%氨水溶液含铂260mg/L,浸渍时间12h,步骤(3)在300℃和流动的干燥氮气流中进行处理。
[0032] 步骤(2)催化剂制备过程中的铂交换率93%,计算所制备粉状的Pt/HZSM-5分子筛催化剂的铂含量0.096m%。
[0033] 对比例1
[0034] 基本重复实施例2的步骤(2)-(3),制备负载金属态铂的Pt/Hβ分子筛催化剂,区别在于直接采用粉状Hβ分子筛M作原料,硅铝(SiO2:Al2O3,mol)比40;SEM照片显示其晶粒结晶完整,外形尺寸1-3μm,无微晶聚集体,SEM统计软件测得其中0.8-5μm的晶粒个数占晶粒总数的97.4%、0.5μm以下的少于0.6%;XRD测结晶度95%;低温氮气吸附法比表面积563m2/g;通过压汞法测定的直径10nm以上孔的比表面积0.95m2/g,作为分子筛晶粒外表面的比表面积。
[0035] 步骤(2)所加硝酸四氨合铂(Ⅱ)-2m%氨水溶液含铂260mg/L,浸渍时间12h。
[0036] 步骤(2)催化剂制备过程中的铂交换率94%,计算所制备粉状的Pt/Hβ分子筛催化剂的铂含量0.099m%。
[0037] 通过本领域的技术常识可知,以上实施例1-2、对比例1制备催化剂所负载金属态铂主要分布于分子筛晶粒的内孔道中。将实施例2催化剂取样进行电镜分析,从其透射电镜图像及照片仅能发现极个别的nm级尺寸铂颗粒。对比例1催化剂中Hβ分子筛的晶粒具有0.56-0.75nm尺寸的孔道,不适于本发明中制备烷基苯基丁醇的反应,烷基苯基丁醇还能进一步与芳烃反应,生成对乙醇在汽油中的分散作用较小的二(烷基苯基)丁烷。
[0038] 实施例3
[0039] 在1000ml三口烧瓶中,加入丁酮144.2g(2mol),甲苯368.4g(4mol),加实施例1制备铂含量0.062m%的粉状Pt/HZSM-5分子筛催化剂20g,放搅拌子、装好温控和回流,控制浆液温度60℃反应80h;反应过程中每隔5h取样检测一次,取样前停搅拌沉降催化剂,每次取样不多于30μl,用气相色谱检测;结果是反应65h时丁酮转化率80%;反应80h时丁酮转化率83%,甲苯转化率39%,丁酮生成2-(对甲基苯基)-2-丁醇的选择性76%;反应后浆液降温、沉降,抽取上清液为本实施例的液体产物L301。
[0040] 检测所得液体产物L301的成分,以100g计,含2-(对甲基苯基)-2-丁醇40.6g,3-(对甲基苯基)-2-丁醇1.1g,丁酮4.8g,甲苯44.1g。
[0041] 取250g液体产物L301进行蒸馏,蒸出130℃以前的丁酮、甲苯,收集蒸余液P301共116g。检测该蒸余液P301的成分,以100g计,含2-(对甲基苯基)-2-丁醇88g,3-(对甲基苯基)-2-丁醇2.4g。
[0042] 实施例4
[0043] 基本按实施例3的步骤进行操作,区别在于将所用催化剂替换为实施例2制备铂含量0.096m%的粉状Pt/HZSM-5分子筛催化剂20g,控制浆液温度80℃反应;结果是反应15h时丁酮转化率80%;反应20h时丁酮转化率84%,丁酮生成2-(对甲基苯基)-2-丁醇的选择性65%;反应后浆液降温、沉降,抽取上清液为本实施例的液体产物L401。
[0044] 检测所得液体产物L401的成分,以100g计,含2-(对甲基苯基)-2-丁醇35.1g,3-(对甲基苯基)-2-丁醇3.8g,丁酮4.5g,甲苯45.1g。
[0045] 取250g液体产物L401进行蒸馏,蒸出130℃以前的丁酮、甲苯,收集蒸余液P401共120g。检测该蒸余液P401的成分,以100g计,含2-(对甲基苯基)-2-丁醇73g,3-(对甲基苯基)-2-丁醇7.9g。
[0046] 对比例2
[0047] 基本按实施例3的步骤进行操作,区别在于将所用催化剂替换为对比例1制备铂含量0.099m%的粉状Pt/Hβ分子筛催化剂20g,控制浆液温度60℃反应;结果是反应60h时丁酮转化率81%;丁酮生成2-(对甲基苯基)-2-丁醇的选择性42%;反应后浆液降温、沉降,抽取上清液为本实施例的液体产物DL201。
[0048] 检测所得液体产物DL201的成分,以100g计,含2-(对甲基苯基)-2-丁醇21.9g,3-(对甲基苯基)-2-丁醇5.2g,丁酮4.5g,甲苯52.3g。
[0049] 实施例5
[0050] 基本按实施例3的步骤进行操作,区别在于将甲苯替换异丙苯作为反应原料和略高的反应温度,具体过程:
[0051] 在1000ml三口烧瓶中,加入丁酮144.2g(2mol),异丙苯480.8g(4mol),加实施例1制备铂含量0.062m%的粉状Pt/HZSM-5分子筛催化剂20g,放搅拌子、装好温控和冷凝回流,控制浆液温度70℃反应60h;反应过程中每隔5h取样检测一次,取样前停搅拌沉降催化剂,每次取样不多于30μl,用气相色谱检测;结果是反应50h时丁酮转化率80%;反应60h时丁酮转化率81%,丁酮生成2-(对异丙基苯基)-2-丁醇的选择性75%,异丙苯剩余量53%即2.1mol;反应后浆液降温、沉降,抽取上清液为本实施例的液体产物L501。
[0052] 检测所得液体产物L501的成分,以100g计,含2-(对异丙基苯基)-2-丁醇37.2g,3-(对异丙基苯基)-2-丁醇2.5g,丁酮4.4g,异丙苯48.0g。
[0053] 取250g液体产物L501进行蒸馏,蒸出100℃以前的丁酮,收集蒸余液P501共236g。检测该蒸余液P501的成分,以100g计,含2-(对异丙基苯基)-2-丁醇39.4g,3-(对异丙基苯基)-2-丁醇2.6g,异丙苯50.5g。
[0054] 实施例6
[0055] 基本按实施例3的步骤进行操作,区别在于将甲苯替换间二甲苯作为反应原料和略高的反应温度,具体过程:
[0056] 在1000ml三口烧瓶中,加入丁酮144.2g(2mol),间二苯424.0g(4mol),加实施例2制备铂含量0.096m%的粉状Pt/HZSM-5分子筛催化剂20g,放搅拌子、装好温控和冷凝回流,控制浆液温度70℃反应60h;反应过程中每隔5h取样检测一次,取样前停搅拌沉降催化剂,每次取样不多于30μl,用气相色谱检测;结果是反应30h时丁酮转化率81%,丁酮生成2-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇的选择性72%;反应后浆液降温、沉降,抽取上清液为本实施例的液体产物L601。
[0057] 检测所得液体产物L601的成分,以100g计,含2-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇36.9g,3-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇3.1g,丁酮4.9g,间二甲苯49.1g。
[0058] 取250g液体产物L601进行蒸馏,蒸出100℃以前的丁酮,收集蒸余液P501共234g。检测该蒸余液P601的成分,以100g计,含2-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇39.4g,3-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇3.3g,间二甲苯52.3g。
[0059] 实施例7
[0060] 在1000ml三口烧瓶中,加入甲苯368.4g(4mol),加实施例1制备铂含量0.062m%的粉状Pt/HZSM-5分子筛催化剂20g,放搅拌子、装好温控和回流,控制浆液温度80℃,以0.25-0.30ml/min的速率滴入丁酮144.2g(2mol),丁酮加料时间11.5h,继续反应5h;反应过程中每隔1h取样检测一次,取样前停搅拌沉降催化剂,每次取样不多于30μl,用气相色谱检测。
[0061] 结果是反应过程中主要产物2-(对甲基苯基)-2-丁醇含量逐渐增加,丁酮在反应液中的含量一直低于4m%;反应16.5h时丁酮转化率92%,丁酮生成2-(对甲基苯基)-2-丁醇的选择性83%;反应后浆液降温、沉降,抽取上清液为本实施例的液体产物L701。
[0062] 检测所得液体产物L701的成分,以100g计,含2-(对甲基苯基)-2-丁醇49.1g,3-(对甲基苯基)-2-丁醇4.1g,丁酮2.3g,甲苯35.7g。
[0063] 取250g液体产物L701进行蒸馏,蒸出130℃以前的丁酮、甲苯馏分,收集蒸余液P701共147g。检测该蒸余液P701的成分,以100g计,含2-(对甲基苯基)-2-丁醇87g,3-(对甲基苯基)-2-丁醇7.3g。
[0064] 以上实施例3-7的各产物中,2-(对甲基苯基)-2-丁醇通过与化学试剂的色谱、色谱-质谱联用对比确定,3-(对甲基苯基)-2-丁醇、2-(对异丙基苯基)-2-丁醇、3-(对异丙基苯基)-2-丁醇、2-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇、3-[5-(1,3-二甲基)-苯基]-2-丁醇通过色谱-质谱联用确定。
[0065] 实施例8-23、对比例3-7
[0066] 按如表1所列的配比,用2-(对甲基苯基)-2-丁醇试剂和实施例2-7的液体产物蒸余液P301、P401、P501、P601、P701,分别与丙二酸二乙酯、辛醇,制备实施例8-23、对比例3-7的乙醇汽油分散剂,其中实施例14-18各按烷基苯基丁醇7.5g。最右侧一列为各实施例、对比例的配料总质量。实施例8-23各分散剂的配料成分间相容性都很好,所制备分散剂放置3个月后的外观无可见变化,用色谱检测组成无变化。实施例8-23分散剂各制备二份。
[0067]  表1 乙醇汽油分散剂的配比,单位g
[0068] 。
[0069] 在搅拌釜中分别配制四种符合国五标准的基础乙醇汽油E10-1-92、E10-2-92、E10-3-92、E10-4-95各100L,具有如表2所列的原料和体积配比,和部分指标,所用无水乙醇纯度99.7%。其中丁达尔效应的有无,是指从垂直入射光方向能否观察到光路,储存稳定期是指透明度降低到勉强可接受程度时的天数。
[0070] 表2基础乙醇汽油E10-1-92、E10-2-92、E10-3-92、E10-4-95的体积配比和部分指标
[0071] 。
[0072] 将实施例8-23、对比例3-7的分散剂,各按烷基苯基丁醇与丙二酸二乙酯、辛醇的总量为2g,具体为表1各例配料总质量的20%,分别添加到所述基础乙醇汽油E10-1-92、E10-2-92、E10-3-92、E10-4-95中,每种制备乙醇汽油1000g,即各种分散剂的烷基苯基丁醇与丙二酸二乙酯、辛醇在所制备乙醇汽油中的添加质量分数为0.2%。其中,实施例8-23的分散剂与四种基础乙醇汽油的相容性都很好,添加后所制备乙醇汽油的透明度显著提高,光照射时基本没有丁达尔效应,20℃、-10℃储存稳定期都可提高一倍以上。从所制备乙醇汽油透明度、丁达尔效应、20℃与-10℃储存稳定期情况的提高程度或改善程度判断,实施例19-23分散剂的效果优于实施例14-18分散剂,实施例14-18分散剂优于实施例11-13分散剂,实施例11-13分散剂优于实施例8-10分散剂。添加对比例3-6分散剂制备乙醇汽油的透明度有一定程度的提高,光照射时仍有丁达尔效应,20℃、-10℃储存稳定期各有3-5天的提高。添加对比例7分散剂即0.2%辛醇时,乙醇汽油的透明度无明显提高,仍有丁达尔效应,20℃、-10℃储存稳定期基本不增加。
[0073] 将所制备添加实施例8-23分散剂有效成分0.2%的所述乙醇汽油,每种取500g,各加去离子水1.5ml,混匀,即水的添加质量分数为0.3%。和加水之前的乙醇汽油相比,加水后的各乙醇汽油透明度无明显降低,光照射时基本没有丁达尔效应,20℃储存稳定期都超过30天,-10℃储存稳定期都超过20天;和实施例14-18分散剂相比,实施例19-23分散剂对所制备加水乙醇汽油的改进效果更好一些。
[0074] 同样地,将实施例8-23、对比例3-7的分散剂,各按烷基苯基丁醇与丙二酸二乙酯、辛醇的总量为4g,具体为表1各例配料总质量的40%,分别添加到所述基础乙醇汽油E10-1-92、E10-2-92、E10-3-92、E10-4-95中,每种制备乙醇汽油1000g,即各种分散剂的烷基苯基丁醇与丙二酸二乙酯、辛醇在所制备乙醇汽油中的添加量质量分数为0.4%。其中,实施例8-
23的分散剂与四种基础乙醇汽油的相容性都很好,添加后所制备乙醇汽油的透明度显著提高,光照射时没有丁达尔效应,20℃、-10℃储存稳定期都可提高二倍以上。从所制备乙醇汽油透明度、丁达尔效应、20℃与-10℃储存稳定期情况的提高程度或改善程度判断,实施例
19-23分散剂的效果优于实施例14-18分散剂,实施例14-18分散剂优于实施例11-13分散剂,实施例11-13分散剂优于实施例8-10分散剂。添加对比例3-6分散剂制备乙醇汽油的透明度有一定程度的提高,光照射时仍有丁达尔效应,20℃、-10℃储存稳定期各有5-8天的提高。添加对比例7分散剂即0.4%辛醇时,乙醇汽油的透明度有一定提高,仍有丁达尔效应,20℃、-10℃储存稳定期增加1-3天。
[0075] 将所制备添加实施例8-23分散剂有效成分0.4%的所述乙醇汽油,每种取500g,各加去离子水2.0ml,混匀,即水的添加质量分数为0.4%。和加水之前的乙醇汽油相比,加水后的各乙醇汽油透明度无明显降低,光照射时基本没有丁达尔效应,20℃储存稳定期都超过30天,-10℃储存稳定期都超过20天;和实施例14-18分散剂相比,实施例19-23分散剂对所制备加水乙醇汽油的改进效果也是更好一些。
[0076] 将实施例12、15-17四种分散剂,各按烷基苯基丁醇与丙二酸二乙酯、辛醇总量的0.2%、0.4%的质量分数添加量,分别与基础乙醇汽油E10-1-92、E10-2-92、E10-3-92、E10-4-
95配制乙醇汽油各100L,共32种3200L,分散剂中的烷基苯基丁醇根据需要量制备。将所制备的各种乙醇汽油,依次在两辆代表性的国Ⅴ车使用(发动机分别为1.6L自然吸气和2.0T涡轮增压),每辆车各用每种乙醇汽油50L,考察各乙醇汽油在发动机动力性能、油耗、噪音和尾气排放方面的表现;每种乙醇汽油都是在车辆测试使用前15-17天制备。并按所述基础乙醇汽油E10-1-92、E10-2-92、E10-3-92、E10-4-95的配比,去掉无水乙醇,各制备200L 4种共800L,加MMT(甲基环戊二烯三羰基锰)100ppm,作为不加乙醇的四种参比汽油。每辆车在测试使用乙醇汽油共1600L之前和之后,分别依次测试使用所述4种参比汽油各50L,即先连续测试使用所述4种参比汽油各50L共200L,再连续测试使用所述32种参比汽油各50L共
1600L,之后又连续测试使用所述4种参比汽油各50L共200L。结果表明,所述32种乙醇汽油的动力性能、油耗、噪音,都可与相应的参比汽油相媲美,尾气排放优于参比汽油;前后两次的4种参比汽油测试效果情况无变化。之后再将所述基础乙醇汽油分别在所述两辆车各测试使用50L,在测试使用10天前将E10-1-92、E10-2-92、E10-3-92、E10-4-95基础乙醇汽油各配制100L;效果对比表明实施例12、15-17四种分散剂可显著提高乙醇汽油的动力性能,油耗可降低15-30%,发动机噪音可明显降低,尾气中CH、CO、细颗粒物排放可降低30%-2倍。效果对比在相同烃、油配比的乙醇汽油、基础乙醇汽油、参比汽油间进行;所述32种乙醇汽油、
4种参比汽油、4种基础乙醇汽油的制备过程中不加热或控温,制备、存放和测试使用期间的气温为12-20℃。所述两辆车在测试期间不修改行车电脑参数,若适当优化,乙醇汽油的动力性能、油耗、发动机噪音、尾气排放也会有很大的优化余地。