CN101560418B - 化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法 - Google Patents

化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供化石燃料油和水经久不分离、且化石燃料油加水燃料燃点下降的同时燃烧焰温度上升、且不增加大气中二氧化碳的化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法及化石燃料油加水燃料的制造方法。化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法包括下述工序:制造硫酸甲氧基的工序;制造再生酯的工序;制造单亚乙基甲醇的工序;制造环胺乙醇的工序;混合搅拌上述工序制造的再生酯和油酸或植物脂肪酸,向所得物质中依次搅拌混入上述工序制造的单亚乙基甲醇及环胺乙醇和氨或乙二醇的工序。化石燃料油加水燃料的制造方法是将5%~25%由上述制造方法制造的化石燃料油·水混合燃料添加剂和50%~70%化石燃料油混合搅拌,并将10%~35%水分数次混入其中进行搅拌,制造化石燃料油加水燃料。

Description

化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法
技术领域
本发明涉及向重油、轻油、煤油等化石燃料油中加入添加剂,并向其中混合水而得到的化石燃料油加水燃料的技术,特别是涉及化石燃料油·水混合燃料添加剂的制造方法以及化石燃料油加水燃料的制造方法,所述化石燃料油和水的混合燃料添加剂使化石燃料油与水不形成乳液(乳化)状态、长期保存也不分离,使用的原料中含有通过植物生命周期而不增加大气中二氧化碳的废食用油、植物油、动物油等动植物性油。所述化石燃料油加水燃料的制造方法是在混合化石燃料油与水时使用该化石燃料油和水的混合燃料添加剂作为添加剂制造化石燃料油加水燃料。
背景技术
为了降低化石燃料油的高燃料价格或减少其燃烧时排放的气体,正在开发一种在化石燃料油中混合了水的化石燃料油加水燃料。化石燃料油加水燃料是在化石燃料油中混合水,并加入添加剂以便有效地进行混合而得到的。
专利文献1:特开2006-2058
发明内容
但是,现有的化石燃料油加水燃料在混合化石燃料油和水及添加剂时,形成乳液(乳化)状态,存在化石燃料油与水分离的问题,难以长期保存。由于水的混入的影响,还存在化石燃料油加水燃料的燃点提高但燃烧焰温度下降等问题。
鉴于上述课题提出了本发明,以解决存在的问题,其目的在于提供原料中含有动植物性油的化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法以及化石燃料油加水燃料的制造方法,所述化石燃料油和水的混合燃料添加剂使化石燃料油和水经久不分离,而且在化石燃料油加水燃料的燃点下降的同时燃烧焰温度上升,不会增加大气中的二氧化碳,所述化石燃料油加水燃料的制造方法是在混合化石燃料油和水时使用该化石燃料油和水的混合燃料添加剂作为添加剂制造化石燃料油加水燃料。
为了达到以上目的,本发明的第1项发明涉及一种化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法,该方法包括以下工序,即,混合搅拌硫酸和甲醇制造“硫酸甲氧基”(是指硫酸的单体与甲醇的单体只是以混合状态并存,并未形成反应物)的工序;混合搅拌上述工序制造的“硫酸甲氧基”和动植物性油制造再生酯的工序;混合搅拌甲醇和乙二醇制造“单亚乙基甲醇”(是指乙二醇单体与甲醇单体只是以混合状态并存,并未形成反应物)的工序;混合搅拌氨基乙醇和环己胺制造“环胺乙醇”(是指氨基乙醇单体与环己胺单体只是以混合状态并存,并未形成反应物)的工序;以及混合搅拌上述工序制造的再生酯和油酸或植物脂肪酸,向所得物质中依次搅拌混入上述工序制造的单亚乙基甲醇及环胺乙醇和氨或乙二醇的工序。
其中,动植物性油包括废食用油、植物油、动物油。
第3项发明涉及一种化石燃料油加水燃料的制造方法,该方法是将5%~25%的第1项发明中制造的化石燃料油和水的混合燃料添加剂和50%~70%的化石燃料油混合搅拌,再将10%~35%的水分数次混入到其中进行搅拌,制造化石燃料油加水燃料。
其中,化石燃料油包含重油、轻油、煤油。
由以上记载可知:根据本发明,通过加入化石燃料油·水混合燃料添加剂,能够使水均匀地混合在化石燃料油加水燃料的化石燃料油中,进而用作燃料,由此可以减少燃烧时排放的气体,同时由于水的混入可以降低燃料费。而且,即使将化石燃料油和水混合也不会形成乳液(乳化)状态,因此,可以防止化石燃料油加水燃料的化石燃料油和水经久而分离,可以预防因化石燃料油与水分离而产生的各种问题。并且,可以降低化石燃料油加水燃料的燃点,同时还可以提高燃烧焰温度,可以拓宽化石燃料油加水燃料的应用范围。此外,通过在化石燃料油·水混合燃料添加剂的原料中使用废食用油、植物油、动物油等动植物性油,还能够大大抑制由混入燃烧的化石燃料油加水燃料中的化石燃料油和水的混合燃料添加剂产生的大气中二氧化碳的增加。
附图说明
[图1]表示本发明具体实施方式的化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造工序前半段所使用的装置的侧面简图。
[图2]表示本发明具体实施方式的化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造工序后半段及化石燃料油加水燃料的制造工序中使用的装置的侧面简图。
符号说明
1    过滤装置
2    除水反应釜
3    搅拌罐
4    再生酯还原装置
5    分离层
6    储存罐
6a   供给管
7    储存罐
7a   供给管
8    搅拌罐
8a   供给管
9    搅拌罐
9a   供给管
10   储存罐
10a   供给管
11    搅拌罐
11a   供给管
12    储存罐
12a   供给管
13    储存罐
13a   供给管
14    储存罐
14a   供给管
15    搅拌罐
具体实施方式
以下,根据附图中记载的本发明的具体实施方式,更具体地说明本发明。
其中,图1是表示本发明技术方案的化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造工序前半段所用装置的侧面简图,图2是表示化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造工序后半段及化石燃料油加水燃料的制造工序中所用装置的侧面简图。
图中,过滤装置1用于除去废食用油、植物油、动物油等动植物性油的杂质。动物油中例如包括鱼油。已用过滤装置1除去杂质的废食用油、植物油、动物油等动植物性油进入除水反应釜2。
除水反应釜2用于除去废食用油、植物油、动物油等动植物性油中所含的水分,还用于除去自后述分离槽5取出的再生酯中的甲醇。已除去水分的废食用油、植物油、动物油等动植物性油进入后述再生酯还原装置4。
〔硫酸甲氧基的制造工序〕
搅拌罐3用于纯化硫酸甲氧基以制备再生酯。用搅拌罐3纯化的硫酸甲氧基的比率为,相对于再生酯的量混入3%~5%的硫酸(CASNo.192-04696,分子式:H2SO4=98.08)和5%~10%的甲醇(分子式:CH4O,JIS K1501,分子量:32.04),进行搅拌,迅速发热,但将发热抑制在60℃以下,搅拌约10分钟~20分钟,以200~300rpm进行旋转,从而得到硫酸甲氧基。搅拌罐3设置在再生酯还原装置4的上部,用搅拌罐3制成的硫酸甲氧基被送至其下方的再生酯还原装置4中。向再生酯还原装置4中混入已用除水反应釜2除去水分的废食用油、植物油、动物油等动植物性油,进行搅拌。
〔再生酯的制造工序〕
再生酯还原装置4设在搅拌罐3的下侧,向经除水反应釜2除去水分的废食用油、植物油、动物油等动植物性油中混入经搅拌罐3纯化的硫酸甲氧基并进行搅拌,得到再生酯。再生酯还原装置4上安装有搅拌器。在该再生酯还原装置4中的混入时间,以进行点滴的间隔搅拌约30分钟。以每分钟200rpm~300rpm进行旋转搅拌,制成再生酯。可以除去杂质游离脂肪酸。该杂质游离脂肪酸的量占总容量的0.5%~1.5%,为了提高游离脂肪酸的分离将其送至分离层5。
在分离层5中,将再生酯中所含的游离脂肪酸的沉淀静置1~2天左右,分离成游离脂肪酸和再生酯。分离的再生酯用作化石燃料油和水的混合燃料添加剂的再生油精。
储存罐6储存经分离层5纯化的再生酯(再生油精),作为搅拌罐11使用的材料。在储存罐6和设在其下方的搅拌罐11之间配有用于供应原材料的供给管6a。储存罐6中储存的再生酯(再生油精)通过该供给管6a以重量比20%~40%投入到搅拌罐11中。
储存罐7用于储存油酸或植物脂肪酸,在储存罐7和设在其下方的搅拌罐11之间配有供给管7a。储存罐7中储存的油酸或植物脂肪酸通过该供给管7a以重量比35%~70%投入到搅拌罐11中。该油酸为动植物所含的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸,是一种表面活性剂。
CASNo.112-80-1,分子式:C18H34O2
〔单亚乙基甲醇的制造工序〕
搅拌罐8纯化混入到搅拌罐11中的单亚乙基甲醇,投入重量比为10%~15%的甲醇(分子式:CH4O,JIS K1501,分子量:32.04)和重量比为3%~4%的乙二醇(CASNo.107-21-1,分子式:HOCH2CH2OH,含量:99%以上),搅拌约10~15分钟。转数为200~300rpm,没有发生化学反应。在搅拌罐8和设在其下方的搅拌罐11之间配有供给管8a,所述供给管8a用于向搅拌罐11中供应经搅拌罐8纯化的单亚乙基甲醇。
〔环胺乙醇的制造工序〕
搅拌罐9是纯化混入到搅拌罐11中的环胺乙醇的罐,投入重量比为2.5%~4%的氨基乙醇(CASNo.141-43-5,分子式:C2H7NO,JIS:K8109~1963,分子量:61.08)。混入重量比为6%~12%的环己胺(CASNo.108-91-8,分子式:C6H13N,分子量:99.17)并进行搅拌。搅拌时间为10~15分钟,以200~300rpm进行旋转搅拌,没有发生化学反应。在搅拌罐9和设在其下方的搅拌罐11之间配有供给管9a,所述供给管9a用于向搅拌罐11中供应经搅拌罐9纯化的环胺乙醇。
储存罐10用于储存投入到搅拌罐11中的氨或乙二醇。使用重量比为3.5%~5%的氨(分子式:NH4OH,含量:25~28%)。或者使用重量比为3.5%~5%的乙二醇(HOCH2CH2OH,含量:99%以上)。在储存罐10和设在其下方的搅拌罐11之间配有供给管10a,所述供给管10a用于向搅拌罐11中供应储存罐10中储存的氨或乙二醇。
〔化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造工序〕
(1)搅拌罐11是化石燃料油和水的混合燃料添加剂的纯化罐。首先,向搅拌罐11中投入重量比为20%~40%的储存罐6中储存的再生酯。接下来,混入35%~70%的储存罐7中储存的油酸或植物脂肪酸,进行搅拌。没有发生化学反应。搅拌时间为10~15分钟,以200~300rpm进行旋转搅拌。
(2)向搅拌罐11中混入经搅拌罐8纯化的单亚乙基甲醇。重量比为10%~20%,进行搅拌。搅拌时间为10~15分钟,以200~300rpm进行旋转搅拌。没有发生化学反应。
(3)在上述(2)的搅拌结束的同时向搅拌罐11中混入经搅拌罐9纯化的环胺乙醇。混入重量比为5%~15%,进行搅拌。搅拌时间为15~30分钟,以250~350rpm进行旋转搅拌。开始混入后发生化学反应。由于迅速地开始发热,因此连续少量投入,以使温度不上升至55℃以上。
(4)在上述(3)纯化·结束的同时混入储存罐10中储存的氨或乙二醇。重量比为3.5%~5%,搅拌时间为10~15分钟,以250~350rpm进行旋转搅拌,稍微发生化学反应。由于发热故投入少量。
(5)所有工序结束后,为了将各试剂完全混合,搅拌15~30分钟,结束制造。由此得到化石燃料油和水的混合燃料添加剂。
(6)使用化石燃料油和水的混合燃料添加剂时,将上述(5)纯化的化石燃料油和水的混合燃料添加剂转移到储存罐12中,静置5~24小时之后使用。
上述(1)~(5)的所有工序中的搅拌连续进行。
〔化石燃料油加水燃料的制造工序〕
(1)在储存化石燃料油和水的混合燃料添加剂的储存罐12、储存化石燃料油例如A重油的储存罐13及储存水的储存罐14的下方设置搅拌罐15。并分别配有供给管12a、13a、14a,用于从上侧的各罐向搅拌罐15中供应原材料。向该搅拌罐15中投入化石燃料油加水燃料纯化量的5%~25%的上述(6)纯化的化石燃料油和水的混合燃料添加剂,并混入50%~75%的作为原材料来源的化石燃料油例如A重油,开始搅拌。以250~400rpm旋转搅拌5~15分钟。
(2)在结束搅拌的同时混入水。混入量为纯化量的10%~35%,以250~400rpm进行旋转搅拌。
(3)水的混入方法:混入混入量的5%~10%后搅拌1~2分钟。重复进行上述操作,不会形成发生乳化的乳白色乳液。
(4)将水全部混入后以200~300rpm旋转搅拌10~15分钟,结束制造。由此得到化石燃料油加水燃料。
〔分析结果〕
在使用化石燃料油·水混合燃料添加剂的化石燃料油加水燃料的实验中得到下述数据。
(1)分析结果:当化石燃料油·水混合燃料添加剂为10%、A重油为70%、水为20%时,燃料分析报告中A重油的燃点为82.0℃(JISK2265.6);化石燃料油加水燃料的燃点为68.5℃(JIS K2265.6)。即,化石燃料油加水燃料的燃点低于A重油。
(2)燃烧数据:当化石燃料油·水混合燃料添加剂为10%、A重油为70%、水为20%时,燃烧测定比较中A重油燃烧焰温度为891℃,化石燃料油加水燃料燃烧焰温度为1123℃。即,化石燃料油加水燃料的燃烧焰温度高于A重油。
需要说明的是,本发明并不限定于上述具体实施方式,不言而喻,在不脱离本发明宗旨的范围内可以进行各种改变。

Claims (5)

1.一种化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法,其特征在于,包括以下工序:
混合搅拌硫酸和甲醇制造硫酸甲氧基的工序;
混合搅拌上述工序制造的硫酸甲氧基和动植物性油制造再生酯的工序;
混合搅拌甲醇和乙二醇制造单亚乙基甲醇的工序;
混合搅拌氨基乙醇和环己胺制造环胺乙醇的工序;
以及混合搅拌上述工序制造的再生酯和油酸或植物脂肪酸,向所得物质中依次混入上述工序制造的单亚乙基甲醇及环胺乙醇和氨或乙二醇并进行搅拌的工序。
2.如权利要求1所述的化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法,其中,动植物性油中包含植物油、动物油。
3.如权利要求1所述的化石燃料油和水的混合燃料添加剂的制造方法,其中,动植物性油中包含废食用油。
4.一种化石燃料油加水燃料的制造方法,其特征在于,混合搅拌5%~25%的权利要求1制造的化石燃料油和水的混合燃料添加剂和50%~70%的化石燃料油,并将10%~35%的水分数次混入其中进行搅拌,制造化石燃料油加水燃料。
5.如权利要求4所述的化石燃料油加水燃料的制造方法,其中,化石燃料油中包含重油、轻油、煤油。
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