CN102373101A - 一种高清醇化燃料 - Google Patents

Abstract

一种高清洁醇化燃料，其特点是配制原料为工业甲醇、石脑油和A1混合添加剂，其中工业甲醇加入量为65-70%、石脑油加入量为28-32%、余量为A1混合添加剂，所述A1混合添加剂由助燃剂、溶解剂、抗氧稳定剂和调节剂组成，其中各组分加入量为：助燃剂二茂铁0.04-0.01份,甲醇0.6-1.5份，溶解剂苯0.1-0.4份,丙酮0.1-0.4份，正庚烷0.1-0.5份，抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚0.1-0.15份，调节剂异戊烷0.1-0.2份。本发明 具有 动力性强 、 排污量少 、 滤点降低 、 通用性好 以及 保持期长 等特点， 克服了现有的醇类与石油类不能稳定且互不混溶和甲醇比石油类热效率低的不足 。

Description

一种高清醇化燃料

技术领域

本发明涉及一种醇化燃料,特别是涉及一种以变性燃料甲醇配制而成的环保节能型高清洁醇化燃料，属于新能源技术领域。

背景技术

能源问题是限制人类、科技、发展的第一大问题。新能源又称非常规能源，是指传统能源之外的各种能源形式，包括太阳能、风能、生物质能、核能、地热能、氢能、海洋能等。

当前，中国的能源与环境问题严重，新能源开发利用受到越来越高的关注。新能源一方面作为传统能源的补充，另一方面可有效降低环境污染。我国可再生能源和新能源开发利用虽然起步较晚，但近年来也以年均超过25%的速度增长。自2006年《可再生能源法》正式生效后，政府陆续出台了一系列与之配套的行政法规和规章来推动新能源的发展，中国新能源行业进入发展的快车道。

随着《车用甲醇汽油(M85)》标准的正式颁布，甲醇汽油的使用步伐将加快，这将有利于缓解当前我国甲醇企业面临的生产经营困境。甲醇作为燃料的能源利用形式主要有以下途径：汽油掺烧甲醇。汽油掺烧甲醇在国际上已有应用技术，我国四川部分地区有较长期的甲醇和汽油掺烧应用，掺烧比例约为3％～5％的甲醇。“七五”期间，原国家科委在山西省曾组织较大规模的甲醇汽油掺烧试验示范，掺烧比例为15％～25％的甲醇。试验和应用实践表明，低比例掺烧甲醇。（3％～5％）和纯汽油燃料相比，发动机未做任何变动而工况和性能不受任何影响；15％～25％甲醇和汽油掺烧后，应对发动机***适当予以调整。

目前，关于甲醇汽油掺烧试验的专利和报道很多：例如，公开号为CN1821360的中国发明专利申请给出的一种《甲醇汽油》，该甲醇汽油,其特征是:它由甲醇65%、甲醚25%、丙醇酮5%、有机茂0.29%、磷酸酰胺0.005%、中油4.705%制成，其制备方法是,首先按配方顺序将以上原料加入罐内,然后用搅拌机8转/分钟,搅拌30分钟即可。

公开号为CN101220303的中国发明专利申请给出的一种《甲醇汽油》，该甲醇汽油的特点是由甲醇、汽油、轻质油、酯类助剂和添加剂按一定重量比配制而成,，其中甲醇270-300、汽油90-110、轻质油550-570、酯类助剂40-60和添加剂10-20。

公开号为CN1786125的中国发明专利申请给出的一种《甲醇汽油添加剂》，其特征在于:甲醇汽油添加剂的组成为：甲醇95.1～98%和异丙醇1.5～2.5wt%、丁醇0.4～2wt%和金属腐蚀抑制剂0.1～0.5wt%。

公开号为CN101121901的中国发明专利申请给出的《车用甲醇汽油》，所述甲醇汽油的重量组成为：汽油20～48%,甲醇30～70%，轻烃5～15%,添加剂5～7%；以车用甲醇汽油的总重量计，所述的添加剂重量组成为：增溶剂1.5～5%,抗乳化剂0.5～1.0%,防冻剂0.5～1.0%，提高热值剂0.5～1.0%，增塑剂0.05～0.5%，抗氧化剂0.05～0.2%，稳定剂0.2～0.8%，防腐剂0.2～1.0%。

现有技术给出的上述甲醇汽油技术方案虽能取得一定的技术效果，但无法保证甲醇与石油类可以不同比例混溶，因此有继续改进的必要。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的不足，通过反复研究改进，给出了一种新的以变性燃料甲醇配制而成的环保节能型高清洁醇化燃料。该高清洁醇化燃料克服了现有技术中的醇类与石油类不能稳定且互不混溶,克服了甲醇比石油类热效率低的不足，并能提高辛烷值的添加剂和醇化燃料的组合物。

本发明给出的技术方案是：这种高清洁醇化燃料，其特点是配制高清洁醇化燃料的原料为工业甲醇、石脑油和A1混合添加剂，其中工业甲醇加入量按质量百分数计为65-70%、石脑油加入量按质量百分数计为28-32%、余量为A1混合添加剂，所述A1混合添加剂由助燃剂、溶解剂、抗氧稳定剂和调节剂组成，其中各组分加入量按重量份数比为：助燃剂二茂铁Fe（C ₅ H ₅ ） ₂   0.04-0.01份,甲醇CH ₃ OH  0.6-1.5份，溶解剂苯C ₆ H ₆    0.1-0.4份,丙酮CH ₃ COCH ₃    0.1-0.4份，正庚烷CH ₃ (CH ₂ ) ₅ CH ₃  0.1-0.5份，抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚C ₆ H ₂ (C ₄ H ₉ )OHCH ₃    0.1-0.15份，调节剂异戊烷C ₅ H ₂   0.1-0.2份。

其中助燃剂二茂铁Fe（C ₅ H ₅ ） ₂ 是一种金属有机物，呈棕红色粉末，可溶于苯C ₆ H ₆ ，作为助燃剂，明显改善动力性和经济性，在燃烧中，二茂铁被热分解，生成三氧化二铁Fe ₂ O ₃ 降低苯的生成，增加燃料的挥发性，起到助燃、催化作用；甲醇CH ₃ OH，是含氧燃料，辛烷值为106，抗爆性能好，可以实现无烟燃烧，着火点为470，高于汽油，适于点燃，提高汽油机的压缩比；溶解剂苯C ₆ H ₆ 加成反应，溶解二茂铁Fe（C ₅ H ₅ ） ₂ ，丙酮CH ₃ COCH ₃ 低沸点为56℃，降低馏程，正庚烷CH ₃ (CH ₂ ) ₅ CH ₃ ，甲酸甲酯HCOOCH _3， 醋酸乙酯CH ₃ COOC ₂ H _5， 调节添加剂组合物的有效成分；调节异戊烷C ₅ H ₂ 沸点为98.4℃，提高燃料的辛烷值组分的活性。在汽化潜热，辛烷值，着火点均高于原料；由此组成的A1混合添加剂可以增加充气量，提高功率，热效率，容易汽化，完全适用于汽油车。

为更好的实现本发明的目的，所述高清洁醇化燃料中还添加有由溶解剂醋酸乙酯CH ₃ COOC ₂ H ₅ 、甲酸甲酯HCOOCH ₃ 组成得溶解添加剂，其中醋酸乙酯CH ₃ COOC ₂ H ₅ 、甲酸甲酯HCOOCH ₃ 的加入量按质量百分数计为：溶解剂醋酸乙酯CH ₃ COOC ₂ H ₅   50 %、甲酸甲酯HCOOCH ₃   50 %。

本发明给出的这种高清洁醇化燃料适用于351℃以上的的重馏分加氢汽油，石脑油，C3,C4，比重为0.7-0.735，通过添加剂组合物，把重油中含碳原子数较多的烃断裂成含碳原子数较少的烃，改善提高汽油的辛烷值。

本发明的原理是：由四种不同的添加剂组成一个能够稳定燃烧，并能使保质期相对延长和现石油类燃料任意混合燃烧的高清洁醇化燃料：①助燃剂：由助燃剂二茂铁Fe（C ₅ H ₅ ） ₂ 在添加剂中所含比例为0.008～0.055%,甲醇在添加剂中所含比例为CH ₃ OH:0.33～1.98%；②溶解剂：在溶解剂中要让苯的含量比例为C ₆ H ₆ 为0.02～0.68%,丙酮CH ₃ COCH ₃ 的含量比例为0.07～0.68%，正庚烷CH ₃ (CH ₂ ) ₅ CH ₃ 的含量比例为0.058～0.78%，经催化剂反应后形成溶解剂；③抗氧化稳定剂：在抗氧化稳定剂中要使二叔丁基对甲酚C ₆ H ₂ (C ₄ H ₉ )OHCH ₃ 的含量为0.04～0.35%，经催化剂反应后，可形成一种高效的抗氧化稳定剂；④调节剂：在调节剂中异戊烷C ₅ H ₂ 的含量可以达到0.016～0.48%，经与催化剂反应后可以组合成一种调节剂；⑤此外还可添加溶解剂醋酸乙酯CH ₃ COOC ₂ H ₅ 、甲酸甲酯HCOOCH ₃ 等，这种添加剂适用于351℃以上的重馏分加氢汽油，石脑油，C3,C4，可以在高清洁醇化液态燃料油中使石脑油的含量范围可以达到18%～82.5%的不同含量范围；通过以上添加剂的不同组合物，把重油中含碳原子数较多的碳链断裂，使其成为形成碳链较短的烃类结构，可以改善并提高汽油的辛烷值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：1、动力性强，在甲醇石油类助溶剂配制过程中，复配了提高热值、增强动力的组分，使与同类产品比较，动力性得到增强。

 2、排污量少，使用时其有害排放物CO、HC和NOX明显降低，排放烟度下降幅度超过95%。

 3、滤点降低，该产品的凝点和滤点可比同标号石油类降低7-9个单位。

 4、通用性好，无需改变现发动机结构及参数的情况下，直接使用能满足发动机的要求和稳定运行。且与同标号成品油类具有等同的适用范围和效果。

 5、适用范围广，主要适用于各种用途的石油类发动机、机动车辆；工业窑炉；于灶炉。

 6、保持期长，醇化燃料在水份含量不超标或正常温度范围内，可稳定保持三——六个月以上，可以解决储存、运输、销售和使用各环节所需的时间。

具体实施方式

实施例1：制备1吨高清洁醇化燃料时，称取助燃剂二茂铁Fe（C ₅ H ₅ ） ₂  0.03kg,甲醇CH ₃ OH 0.6kg、溶解剂苯 C ₆ H ₆  0.2kg,丙酮CH ₃ COCH ₃  0.15kg，正庚烷CH ₃ (CH ₂ ) ₅ CH ₃  0.1kg、抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚C ₆ H ₂ (C ₄ H ₉ )OHCH ₃  0.1kg、调节剂异戊烷C ₅ H ₂  0.1kg配制A1混合添加剂 1.28kg，再称取工业甲醇680Kg，石脑油318.72Kg，组成初馏点为47℃、干点为181℃、比重为0.735、辛烷值为65的高清洁醇化燃料原料998.15kg装入汽油储罐，在汽油储罐中常温常压加入A1混合添加剂，由油泵循环2次即合成为质量为1,000Kg的高清洁醇化燃料，辛烷值为97.3（MON）。

实施例2：制备1吨高清洁醇化燃料时，称取助燃剂二茂铁Fe（C ₅ H ₅ ） ₂  0.1kg,甲醇CH ₃ OH 15kg、溶解剂苯 C ₆ H ₆  4kg,丙酮CH ₃ COCH ₃  4kg，正庚烷CH ₃ (CH ₂ ) ₅ CH ₃  5kg、抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚C ₆ H ₂ (C ₄ H ₉ )OHCH ₃  1.5kg、调节剂异戊烷C ₅ H ₂  2kg配制A1混合添加剂31.6kg, 再称取溶解剂苯 C ₆ H ₆ 180kg,丙酮CH ₃ COCH ₃  20kg，碳五（戊烷）C ₅ H ₁₂  300kg，石脑油CnH _2n +2(n=5～8)300 kg，石油醚C ₁₅ H ₂₂ O ₂  158.4kg抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚C ₆ H ₂ (C ₄ H ₉ )OHCH ₃ 1.5kg、调节剂异戊烷C ₅ H ₂ 8.5kg，组成高清洁醇化燃料原料968.4kg装入汽油储罐，比重为0.734，在汽油储罐中常温常压加入A1混合添加剂，由油泵循环2次即可合成质量为1,000Kg的高清洁醇化燃料，辛烷值为97.3（MON）。

本发明给出的高清洁醇化燃料经试车试用，汽车具有启动快，燃烧热值高，上坡有冲劲，无爆震，排烟量小，轿车平均耗油6.9升/百公里，油耗降低10%，使用效果与90-97号汽油相同。

Claims (3)

1. 一种高清洁醇化燃料，其特征在于配制高清洁醇化燃料的原料为工业甲醇、石脑油和A1混合添加剂，其中工业甲醇加入量按质量百分数计为65-70%、石脑油加入量按质量百分数计为28-32%、余量为A1混合添加剂，所述A1混合添加剂由助燃剂、溶解剂、抗氧稳定剂和调节剂组成，其中各组分加入量按重量份数比为：

助燃剂二茂铁Fe（C₅H₅）₂  0.04-0.01份,

甲醇CH₃OH  0.6-1.5份，

溶解剂苯C₆H₆   0.1-0.4份,

丙酮CH₃COCH₃   0.1-0.4份，

正庚烷CH₃(CH₂)₅CH₃ 0.1-0.5份，

抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚C₆H₂(C₄H₉)OHCH₃   0.1-0.15份，

调节剂异戊烷C₅H₂  0.1-0.2份。

2.根据权利要求1所述的一种高清洁醇化燃料，其特征在于所述高清洁醇化燃料中还添加有由溶解剂醋酸乙酯CH₃COOC₂H₅、甲酸甲酯HCOOCH₃组成得溶解添加剂，其中醋酸乙酯CH₃COOC₂H₅、甲酸甲酯HCOOCH₃的加入量按质量百分数计为：溶解剂醋酸乙酯CH₃COOC₂H₅  50 %、甲酸甲酯HCOOCH₃  50 %。

3.制备权利要求1所述的高清洁醇化燃料的方法，其特征在于

制备1吨高清洁醇化燃料时，称取助燃剂二茂铁Fe（C₅H₅）₂ 0.03kg,甲醇CH₃OH 0.6kg、溶解剂苯 C₆H₆ 0.2kg,丙酮CH₃COCH₃ 0.15kg，正庚烷CH₃(CH₂)₅CH₃ 0.1kg、抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚C₆H₂(C₄H₉)OHCH₃ 0.1kg、调节剂异戊烷C₅H₂ 0.1kg配制A1混合添加剂 1.28kg，再称取工业甲醇680Kg，石脑油318.72Kg，组成初馏点为47℃、干点为181℃、比重为0.735、辛烷值为65的高清洁醇化燃料原料998.15kg装入汽油储罐，在汽油储罐中常温常压加入A1混合添加剂，由油泵循环2次即合成为质量为1,000Kg的高清洁醇化燃料，辛烷值为97.3（MON）；或

制备1吨高清洁醇化燃料时，称取助燃剂二茂铁Fe（C₅H₅）₂ 0.1kg,甲醇CH₃OH 15kg、溶解剂苯 C₆H₆ 4kg,丙酮CH₃COCH₃ 4kg，正庚烷CH₃(CH₂)₅CH₃ 5kg、抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚C₆H₂(C₄H₉)OHCH₃ 1.5kg、调节剂异戊烷C₅H₂ 2kg配制A1混合添加剂31.6kg, 再称取溶解剂苯 C₆H₆180kg,丙酮CH₃COCH₃ 20kg，碳五（戊烷）C₅H₁₂ 300kg，石脑油CnH_2n+2(n=5～8)300 kg，石油醚C₁₅H₂₂O₂ 158.4kg抗氧稳定剂2,6-二叔丁基对甲酚C₆H₂(C₄H₉)OHCH₃1.5kg、调节剂异戊烷C₅H₂8.5kg，组成高清洁醇化燃料原料968.4kg装入汽油储罐，比重为0.734，在汽油储罐中常温常压加入A1混合添加剂，由油泵循环2次即可合成质量为1,000Kg的高清洁醇化燃料，辛烷值为97.3（MON）。