发展污染物排放低的含氧清洁燃油,特别是开发能够有效降低碳烟和PM2.5排放的清洁柴油及“煤制油”等非石油基清洁燃油是能源发展的重要方向。本课题组的前期研究成果表明,以草酸甲乙酯为主要成分的草酸甲乙混合酯（mMEO）具有熔点、浊点低,沸点、闪点和辛烷值高,与汽油互溶性好,比重大、热效率高、燃烧尾气污染物排放浓度低、生产成本低等诸多性价比优势,可配制不同含氧量的清洁汽油系列,是一种很有开发潜力的非石油基含氧燃油及燃油添加剂。但是,性价比最高的草酸甲乙混合酯（mMEO）在柴油中容易分相,溶解度不高,只有在温度超过85℃以上时二者才能以任意比例混溶;煤间接法生产的煤基柴油虽然具有烯烃、芳烃硫含量都低,十六烷值高,可作高品质柴油和航空燃油的性能优势,但因其密度低于柴油指标要求,只能作为柴油配制原料,尚不能作为柴油商品销售。因此,拓展草酸混合酯的原料范围,利用草酸混合酯系列产品的性价比,开发在低温和常温下能与石油基或煤基柴油互溶的,并符合0号或其它标号柴油国家标准的以草酸酯为主要成分的含氧柴油添加剂及含氧清洁柴油,对于拓展柴油原料途径,缓解对石油的依赖,节能减排都很有意义。研究发现草酸甲乙混合酯中试产品（mMEO）组合物中草酸二甲酯（DMO）是影响其在柴油混合体系中浊点的关键因素。通过精馏收集控制和调节混合酯中草酸甲乙酯、草酸二乙酯和草酸二甲酯三种组成成分的比例,收集沸点在179℃以上DMO含量低于0.5%的mMEO就可以作为10%添加量的含氧石油基柴油添加剂;研究mMEO与七种低碳醇和甘油脂肪酸单双酯及柴油三元混合体系,发现正丁醇效果最好,同样可以复配制出符合0号石油基柴油浊点要求,柴油中添加量可以达到40%的柴油-mMEO-正丁醇、柴油-mMEO-甘单酯等三元混合体系,但含丁醇体系闪点不符合要求。进一步研究发现,草酸酯类产品中低沸点醇对柴油闪点影响很大,为了不降低含氧柴油的闪点,产品中的醇含量也应该低于0.4wt%。为了提高闪点和柴油中的互溶性,我们以廉价易得的草酸二甲酯为原料,可通过合成或生物发酵生产的正丁醇、低碳混合醇与DMO进行酯交换反应,合成了在柴油中互溶性更好,十六烷值更高、添加量更大的混合草酸酯含氧柴油添加剂。用以上系列草酸不对称酯及其混合物、低碳醇与石油基和煤基柴油进行了二元及三元体系的互溶性及浊点的系统研究,对优选配方产品进行了浊点、凝点、密度、运动粘度、闭口闪点等全部柴油相关性能测定,基于符合产品国家标准和高性价比要求,开发出了 ME10-石油基柴油、MB15-石油基柴油、MB20-煤基柴油等五种完全符合0号柴油指标的含氧柴油新产品系列。通过在柴油发动机上的台架试验也表明降低碳烟效果显著。研究发现草酸酯的平均碳链长度增大随之混合体系的浊点温度降低的规律,可通过公式预测。通过醇的优选,控制草酸混合酯中甲基与C2以上其它基团的摩尔比及游离低碳醇、草酸二甲酯含量等指标,充分利用可生物发酵及化学合成的乙醇、混合低碳醇、杂醇、油酯等丰富资源,可以开发出添加量大、性价比高的二元及三元的煤基及石油基清洁新柴油体系。