⑴ 醇類如何與汽油互溶
由於石油資源的相對貧乏，以及汽車使用礦物燃料所排放的污染物，給大氣環境造成的嚴重影響，人們迫切需要開發燃油替代品。為此世界上已開發研製出甲醇汽油、乙醇汽油，並已實現商業化。但是，乙醇作為動力能源資源短缺，價格較高，而甲醇可由煤炭轉換，具有資源豐富，價格低廉等優勢，應用前景看好。但是關於甲醇汽油的抗水互溶問題，是推廣甲醇/汽油的實際應用中出現的新問題。水分對甲醇汽油的相溶性破壞很大，與少量的水接觸時，甚至在某些情況下與從潮濕空氣中吸收的水分接觸時，也常常會引起已相溶的甲醇—汽油重新分層。因為，烴類汽油加入醇組分後，使整個共溶混合體系的極性增加，吸水能力也相應增加，吸入的水分隨之破壞了原本達到的共溶的相平衡。這樣醇—水相的體積比原有的水要大得多，其比重卻小得多，從而容易懸浮，並與上層燃料相一起進入駕駛的汽車中，當醇—水相到達汽化器時，可能使發動機停止工作，並嚴重腐蝕汽化器和燃料系統中其他部件所使用的鋼和其他金屬材料。因此，解決甲醇汽油的分層問題迫在眉睫。
發明內容為了解決上述問題，本發明提供一種醇類燃料互溶添加劑，以解決甲醇汽油分層問題。本發明採用的技術方案是一種醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於是由以下原料按重量份配比製成的異丁醇5～12份異戊醇5～12份正庚脒0.5～1.5份抗溶脹劑1～5份其中，所述的抗溶脹劑是N，N」-二亞水楊基-1，2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺按重量比1∶1∶1混合的產物。所述脂肪胺優選戊胺或己胺。所述正庚脒其結構式為所述的醇類燃料互溶添加劑，其制備方法是按配比將異丁醇、異戊醇、正庚脒和抗溶脹劑放入容器中，攪拌均勻即可。本發明醇類燃料互溶添加劑的技術指標如表1表1<tablesid="table1"num="001"><tablewidth="714">項目閉口閃點℃，不低於熔點℃，不高於運動粘度Mm2/s，40℃密度g/m3，25℃指標60-2535～65880～900</table></tables>正庚脒是一種在碳原子上連有一個氨基(-NH2)，和一個亞氨基(＝NH)的化合物，結構式為烴基端作為疏水基，易溶於有機相，脒基端作為親水基，易溶於水相或極性較大的有機相。甲醇汽油加入脒後，相當於在烴類和醇分子之間架設了一座分子連接橋，增加了相平衡的穩定性，使互溶能力增強。對亞氨基和氨基的極性比較可知，亞氨基上的電子雲密度更大，更易於和吸收的水分子形成氫鍵。當甲醇汽油中加入脒後，吸收的二氧化碳首先和亞氨成鹽，此時氨基(-NH2)與水和甲醇形成的氫鍵並沒有破壞，我們經過試驗發現，在敞口體系中，加入脒互溶劑配製的甲醇汽油48小時仍可保持相平衡。正庚脒的合成步驟如下1、正庚醯氯的制備正庚酸與過量的氯化亞碸在油浴90℃下，加熱迴流反應8小時，生成正庚醯氯，先常壓蒸餾出過量的氯化亞碸，蒸餾收集171～173℃餾分(或減壓蒸餾)。2、正庚醯胺的制備將上步驟所得產品，逐滴加入到25％～28％的氨水中，冷卻後，抽濾得白色片狀晶體，低溫烘乾。3、正庚腈的制備將正庚醯胺、氯化亞碸、環丁碸、甲苯加入反應裝置，油浴加熱115℃保持迴流5.5h，改為蒸餾裝置，蒸出甲苯和過量的氯化亞碸及環丁碸，將母液到入蒸餾水中，分層，收集上層液體，蒸餾收集184～186℃的餾分(或減壓蒸餾)，得產品。4、正庚脒的制備正庚腈與三氟化硼乙醚在磁力攪拌下反應，於50℃通入氨氣，加入適量飽和碳酸氫鈉溶液，分出有機層，有機層加入甲醇，鹽酸，攪拌反應，冰水浴冷卻，析出固體，得正庚脒鹽酸鹽。滴加10％氫氧化鈉，得無色或淡黃色液體，產物經紅外光譜和元素分析驗證。本發明通過實驗室試驗進一步驗證。1、對甲醇汽油抗水性試驗按表2中，加入石腦油、無水甲醇和蒸餾水，再加入本發明的添加劑，觀察分層及相平衡時間。表2從表2中可見，加入本發明，用量少，穩定性好，而且不分層，透明，相平衡保留時間長。在敞開體系中，保留時間達72小時以上，在封閉體系中可較長時期保存，滿足儲存，運輸的要求。2、對甲醇汽油沸程的影響分別在磨口瓶中加入100ml汽油(汽油種類見表3)和13ml甲醇，其中一個中加入本發明，進行水浴加熱，記錄冷凝管出第一滴溫度及收集10％，20％，30％，40％，50％，60％，70％，80％，90％，100％的溫度，結果見表3。表3從表3中可見，加入本發明，對甲醇汽油的沸程並沒有多少改變，因為本發明和甲醇性質相匹配，與汽油中各組分的作用力與甲醇相似。改變了甲醇汽油的蒸汽壓，從而解決甲醇汽油的氣阻問題。本發明耐低溫、耐高濕，烴基端作為疏水基，易溶於有機相，脒基端作為親水基，易溶於水相或極性較大的有機相，添加水分高達6％仍然穩定，提高了生產、運輸和儲存中可能引入的水分在油相中的穩定性。本發明用量少，即可解決甲醇汽油遇水分層問題，進而消除了甲醇汽油中雜質對發動機油路系統金屬部件腐蝕作用，消除甲醇汽油對橡膠材料的溶脹作用。圖1是正庚醯氯的紅外光譜圖；圖2是正庚醯胺的紅外光譜圖；圖3是正庚腈的紅外透射光譜圖；圖4是正庚脒的紅外透射光譜圖。具體實施例方式實施例1正庚脒的制備1、正庚醯氯的制備在裝有迴流冷凝器的500ml圓底燒瓶中加入，正庚酸130.2g(1.0mol)，氯化亞碸180ml過量，劇烈反應，待反應平穩後，開始加熱，水吸收氣體成鹽酸。油浴90℃下，迴流反應8h，蒸餾出過量的氯化亞碸，然後蒸餾收集171～173℃餾分(或減壓蒸餾)，得產品正庚醯氯106.3g，收率71.6％，折光率nD18＝1.4280。正庚醯氯的紅外光譜如圖1IR(液膜法)，2958，2931，2860cm-1(CH3，CH2)；1797，953cm-1(C＝O脂肪族醯氯)；1235cm-1(C-Cl)。2、正庚醯胺的制備准備好25～28％氨水約270ml，置大燒杯中，在攪拌下，將正庚醯氯89.1g(0.6mol)逐滴加入氨水中，反應劇烈，且放出大量的熱，待放置冷卻後，析出大量晶體，經抽濾，得白色片狀晶體，此時，母液的PH＝8。烘乾，得產品65.2g，收率84.9％，熔點116-118℃。經紅外光譜驗證。正庚醯胺的紅外光譜如圖2IR(壓片法)，3364，3195cm-1(NH2)；2955，2936，2869cm-1(CH3，CH2)；1662，1629cm-1(C＝O)。3、正庚腈的制備在裝有迴流冷凝器的250ml圓底燒瓶中加入，正庚醯胺64g(0.5mol)、氯化亞碸80ml、環丁碸60ml、甲苯50ml，油浴115℃下，開始迴流約5.5h，然後改為蒸餾裝置，蒸出甲苯和過量的氯化亞碸及環丁碸。在1000ml大燒杯中放置200ml蒸餾水，將母液傾入水中，邊加邊攪拌，上層為黑褐色液體，下層為水層，放置過夜，用分液漏斗分離，除去下層水層，收集上層液體，下層水層用20ml苯萃取溶解在水層中的正庚腈，苯層變為褐色，合並到有機層，安裝蒸餾裝置，蒸餾收集182～184℃餾分(或減壓蒸餾收集80～83℃/0.008Mpa)，得產品42.0g，收率75.7％。折光率nD18＝1.4241。產品經紅外光譜驗證。正庚腈的紅外透射光譜如圖3IR(液膜法)，2957，2932，2860cm-1(CH3，CH2)；2246cm-1(C≡N).4、正庚脒的制備在乾燥的250ml三口瓶中，加入正庚腈31.0g(0.28mol)，三氟化硼乙醚70ml，室溫磁力攪拌12小時，減壓回收過量三氟化硼乙醚，於50℃通氨氣3h，於攪拌下，加入約76g飽和的碳酸氫鈉溶液，分出有機層，有機層加入甲醇50ml，滴加6mol/L鹽酸，於室溫攪拌半小時，冰水浴冷卻，析出固體得正庚脒鹽酸鹽。滴加10％氫氧化鈉，有機層用乙醚萃取，乾燥，水浴加熱蒸除乙醚，得淡黃色液體19.8g，所得為正庚脒，收率55.3％，折光率nD17.5＝1.4287，沸點189～191℃。產物經紅外光譜驗證。正庚脒的紅外透射光譜如圖4IR(液膜法)，3454，3364cm-1(NH2)；3200cm-1(C＝N-H)；1675cm-1(C＝N)；2958，2933，2872cm-1(CH3，CH2)。元素分析理論值，％C65.63；H12.50；N21.88實測值，％C65.24；H12.86；N21.53實施例2一種醇類燃料互溶添加劑的制備抗溶脹劑的制備取1gN，N』-二亞水楊基-1，2-丙二胺、1g甲基叔丁基醚和1g戊胺，混合均勻製得抗溶脹劑。稱取異丁醇8g、異戊醇8g、正庚脒1g、抗溶脹劑3g；放入反應釜中，攪拌均勻即可製得產物。實施例3一種醇類燃料互溶添加劑的制備抗溶脹劑的制備取1gN，N』-二亞水楊基-1，2-丙二胺、1g甲基叔丁基醚和1g戊胺，混合均勻製得抗溶脹劑。稱取異丁醇5g、異戊醇5g、正庚脒0.5g、抗溶脹劑1g；放入反應釜中，攪拌均勻即可製得產物。實施例4一種醇類燃料互溶添加劑的制備抗溶脹劑的制備取2gN，N』-二亞水楊基-1，2-丙二胺、2g甲基叔丁基醚和2g己胺，混合均勻製得抗溶脹劑。稱取異丁醇12g、異戊醇12g、正庚脒1.5g、抗溶脹劑5g；放入反應釜中，攪拌均勻即可製得產物。本發明並不僅限於實施例，在實際生產過程中，可以按實施例等比例擴大原料配方數值。權利要求1.一種醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於是由以下原料按重量份配比製成的異丁醇5～12份異戊醇5～12份正庚脒0.5～1.5份抗溶脹劑1～5份2.根據權利要求1所述的醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於所述的抗溶脹劑是N，N』-二亞水楊基-1，2-丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺按重量比1∶1∶1混合的產物。3.根據權利要求2所述的醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於所述脂肪胺為戊胺或己胺。4.根據權利要求1所述的醇類燃料互溶添加劑，其特徵在於所述的正庚脒，其結構式為全文摘要本發明涉及醇類燃料互溶添加劑。以解決醇類汽油分層問題。採用的技術方案是醇類燃料互溶添加劑是由以下原料按重量份配比製成的異丁醇5～12份；異戊醇5～12份；正庚脒0.5～1.5份；抗溶脹劑1～5份；其中，抗溶脹劑是N，N，－二亞水楊基－1，2－丙二胺、甲基叔丁基醚和脂肪胺等比例混合的產物。本發明烴基端作為疏水基，易溶於有機相，脒基端作為親水基，易溶於水相或極性較大的有機相，添加水分高達6％仍然穩定，提高了生產、運輸和儲存中的穩定性。本發明用量少，即可解決醇類汽油遇水分層問題，消除了醇類汽油中雜質對發動機油路系統金屬部件腐蝕作用，消除甲醇汽油對橡膠材料的溶脹作用。