CN1030205C - 用于高寒地区的合成柴油 - Google Patents
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Abstract
一种用于高寒地区的合成柴油，是由重苯为主要原料加入适量的煤油和十六烷值调节剂混合而成，再用少量降凝剂来调整合成柴油凝点指标，可配制出相当GB252-87中0～-50号的合成柴油。本发明的合成柴油具有十六烷值适中；发火性好；燃烧效率高；烟气排放量低；凝点和粘度适度；不含水份和机械杂质；配制工艺、设备简单且主要原料来源于石油和化学工业下脚料；成本低等优点，将在市场中具有相当强的竞争力。
Description
本发明属化工领域，是一种合成柴油，其产品特别适用于高寒地区，也可用于一般地区的柴油机。
本发明是CN89106267.X的继续，是在其中一种方案基础上的改进方案，CN89106267.X案已撤回。
用于燃料的柴油，大多是由石油提炼而成。它的产品受到石油贮量的限制。随着工业、农业、交通运输业的发展和人们生活水平的提高，柴油的供需矛盾日趋紧张，为了解决这个问题，目前，国内外已出现了人工合成液体燃料，一类是以甲醇为主要原料的液体燃料可代替天然汽油或柴油。例如，在U.S.P4，336，032、U.S.P4，300，912、U.S.P4，298，352以及CN87104075中公开了这方面的内容，它们的配方中主要组份除用甲醇或乙醇、或丁醇外还有烃类或聚氧化烯混合物，或聚乙二醇流体等物质。缺点是：其原材料是当今紧缺的化工原料且价格昂贵，其产品燃烧不充分，排放黑烟;动力不足。爬坡、超载性能差以及对机器具有腐蚀磨损作用。二类是以精焦油作为主要原料的合成柴油。例如在U.S.P4673411、CN88109773和CN90101391，公开了这方面的内容：它们的配方中，除用精焦油外还有煤油和少量醇类或醚类或烷基硝酸酯类等物质所组成。虽然主要原料来源较易，但此类合成柴油仍然存在燃烧性能差、排放黑烟污染环境和对机器有磨损等缺点。因此，到目前为止，这两类合成柴油都没有得到实际上的推广应用。第三类是与本发明最接近的、是以甲苯为主要原料与醇类混合的合成液体燃料，它的工作性能指标接近于汽油，适用于汽油内燃机。
本发明的目的是提供一种以重苯为主要组份的特别适用于高寒地区的合成柴油。
本发明的配制方案是由重苯为主要原料，加入适量的煤油和十六烷值调节剂作为三种主要组份，再掺入少量的降凝剂混合而成，其配制方案是：（按①～④项液态体积份为100份计）
①重苯 60～35
②煤油 35～20
③十六烷值调节剂 2～27
④降凝剂 0～3
⑤沉淀剂 0.1～0.5%（按①～④项总重量为100计）
上述的主要组份重苯是炼油厂及焦化厂的副产品，它是三甲苯、茚和氧茚的混合物。可由石油化学工业的下脚料粗苯，在150～200℃下分馏而得，价格很低。加入量为60～35份。
方案中所用的煤油是裂化煤油或照明煤油，根据产品所需凝点的高低来选用，一般低凝点的宜选用裂化煤油，高凝点的可选用照明煤油。它在配方
中主要起引发剂的作用，裂化煤油也有一定的降凝作用。加入量应占总体积份的20～35份。
方案中所用的十六烷值调节剂，可在硝酸或亚硝酸酯类物例如：硝酸戊酯或亚硝酸异戊酯等;硝基烷类物如硝基丁烷，硝基辛烷等;或在异构烷烃物以及天然轻柴油或重柴油等物质中任选一种或两种以适当体积份掺入，可将本合成柴油的十六烷值调节在20～50的范围内。其加入量如用天然柴油，最好在20份以上，其他上述物质加入量一般在10份以下。从经济角度上讲，使用天然柴油做十六烷值调节剂成本较低，一般低速柴油机用重柴油，高速柴油机用轻柴油来调节十六烷值。
本合成柴油的降凝剂可由乙烯醋酸乙烯酯共聚物或烷基萘中任选一种。如果不加降凝剂，本发明方案可得到相当于GB252-87中0号柴油的凝点指标，而加入0.1～3份左右的降凝剂，则分别可得到相当于GB252-87中-10号、-20号、-35号、-50号及以上凝点指标的合成柴油。
方案中所用的沉淀剂，不作为本合成柴油的组份，而是配制工艺所需要的材料，它有助于杂质的沉淀。可由氢氧化钠或磷酸二氢钠中任选一种，而磷酸二氢钠较优。这两种物质的加入量：要求用98%以上工业纯度的晶体固态物直接投进①～④项混合液体中，以配方中①～④项总体积换算为重量的0.1～0.5%计量。
本发明的合成柴油其配制工艺简单，步骤如下：
①将原材料按所选定的份额计量、混合;
②常规搅拌10分钟;
③离心处理1分钟或静置72小时;
④常规过滤;
⑤得到棕色透明液体为成品，抽样检验、入库或销售。
实施例一：（按①～④项液态体积份为100份计配）
①重苯 38
②照明煤油 35
③轻柴油 27
④降凝剂 0
⑤氢氧化钠 0.5%（①～④项总重量为100计）
按上述工艺配制成相当于GB252-87中0号的合成柴油，送质量检查时为№1样品油。
实施例二：（按①～④项液态体积份为100份计配）
①重苯 60
②照明煤油 34
③硝酸戊酯 4.6
④烷基萘 1.4
⑤磷酸二氢钠 0.1%（①～④项总重量为100计）
按前述工艺配制成相当于GB252-87中-10号的合成柴油，送质量检测时定为№2样品油。
实施例三：（按①～④项液态体积份为100计份配）
①重苯 55
②裂化煤油 35
③硝基丁烷与硝基辛烷 4.5+3.0
④烷基萘 2.5
⑤磷酸二氢钠 0.1%（①～④项总重量为100计）
按前述配制工艺制出相当于GB252-87中-20号的合成柴油，在质量检测时定为№3样品油。
实施例四：（按①～④项液态体积份为100份计配）
①重苯 45
②裂化煤油 34
③重柴油 20.7
④乙烯醋酸乙烯酯共聚物 0.3
⑤磷酸二氢钠 0.3%（①～④项总重量为100计）
按前述配制工艺制出相当于GB252-87中-35号的合成柴油，在质量检测时，定为№4样品油。该产品适用于低速柴油机冬季使用。
实施例五：（按①～④项液态体积份为100计份配）
①重苯 50
②裂化煤油 27.6
③轻柴油 22
④乙烯醋酸乙烯酯共聚物 0.4
⑤磷酸二氢钠 0.2%（①～④项总重量为100计）
按前述配制工艺，生产出相当于GB252-87中-35号的合成柴油，在质量检测时定为№5样品油。
该产品适用于高寒地区，高速柴油机冬季使用。
实施例六：（按①～④项液态体积份为100份计配）
①重苯 42.5
②裂化煤油 30
③轻柴油 27
④乙烯醋酸乙烯酯共聚物 0.5
⑤氢氧化钠 0.2%（①～④项总重量为100计）
按前述工艺配制出高于GB252-87中凝点指标的-50号的合成柴油。在送质量检测时为№6样品油。这种合成柴油适用于特高寒地区高速柴油机的冬季使用。
对实施例一至六的油样进行质量指标测定，其冷凝点;凝滤点;倾点;闪点;密度及运动粘度;硫、炭、水份和机械杂质的含量;酸、碱、腐蚀度;颜色以及十六烷值等项测定的结果列在附表1中，数据表明，基本达到未来柴油标准中规定的指标。
样品油中的№4和№5合成柴油装在6吨“日野”和4吨“五十铃”载重汽车和一辆手扶拖拉机上经100和500公里的行车试验，对燃料的启动性能、动力性能、百公里耗油量、排烟性能以及对机件的腐蚀磨损性能都作了测试;测试结果表明：
①启动灵敏度是天然柴油的1～2倍。特别是手扶拖拉机在零下8度气候条件下，冷车启动正常，启动性能明显优于天然柴油。
②动力性能分别在空载、满载和超载情况下行车试验证明燃烧均匀、行驶平稳、爬坡17°使用三挡都行驶正常。
③百公里耗油略少于天然柴油，其测试数据是：在4吨“五十铃”用合成柴油是13.5公升/百公里，用天然柴油是14公升/百公里，在6吨“日野”车上用合成柴油是17.5公升/百公里，用天然柴油为18公升/百公里。
④烟气排放量低于国家标准。目测，看不到烟雾或烟尘。
⑤行车试验后，对喷油头、高压泵油管、喷油头胶圈进行检测，没有发现异常。
本发明的优点是：十六烷值适中，发火性好、燃烧效率高、烟气排放量低、凝点和粘度适度、不含水份和机械杂质，配制工艺、设备简单且主要原料来源于石油和化学工业下脚料，可使本发明的合成柴油成本低，将在市场中具有相当强的竞争力。
附表1：实施例一至六的油样质量指标测定数据表：
表见文后
№.1 №.2 №.3 №.4 №.5 №.6
凝点，℃ -4 -15 -25 -22 -48 -55
冷滤点，℃ -2 -11 -20 -16 -42 -53
硫含量，% 0.2 0.25 0.25 0.25 0.26 0.24
水分，% 痕迹 痕迹 痕迹 痕迹 痕迹 痕迹
10%蒸余物残炭，% 0.1 0.2 0.3 0.3 0.4 0.2
密度（20℃），克/立方厘米 / 0.8322 0.8338 0.8211 0.8270 ／
运动粘度（20℃），mm/s 4.17 1.6 1.6 1.4 1.5 2.53
铜片腐蚀，（50℃3h） 1 1～2 1～2 1 1～2 1
倾点，℃ -3 -12 -22 -19 -44 -50
闪点（闭口）℃ 76 76 74 65 64 66
水溶性酸或碱 无 无 无 无 无 无
机械杂质 无 无 无 无 无 无
颜色 红棕 红棕 红棕 黄棕 黄棕 黄棕
十六烷值 36 26 32 41 42 41
（注水分痕迹：＜0.03%）
Claims (7)
1、一种用于高寒地区的合成柴油，是由重苯为主要原料加入适量的煤油和十六烷值调节剂作为三种主要组份，再掺入少量的降凝剂混合而成，其中各组分及其比例关系是：(按①～④项液态总体积份为100份计)
①重苯 35～60
②煤油 20～35
③十六烷值调节剂 2～27
④降凝剂 0～3
⑤沉淀剂 0.1～0.5%(按①～④项总重量为100计)
2、如权利要求1所述的合成柴油，它的十六烷值调节剂可由硝酸酯类物、亚硝酸酯类物、硝基烷类物、异构烷烃物、天然轻柴油或重柴油物质中任选一种或二种。
3、如权利要求1所述的合成柴油，它所用的降凝剂可由乙烯醋酸乙烯酯共聚物和烷基萘中任选一种。
4、如权利要求1或2或3所述的合成柴油，它的降凝剂是乙烯醋酸乙烯酯共聚物。
5、如权利要求4所述的合成柴油，它所用的沉淀剂可由氢氧化钠和磷酸二氢钠中任选一种。
6、如权利要求5所述的合成柴油，它的沉淀剂是磷酸二氢钠。
7、一种用于高寒地区的合成柴油的制备方法：
①将原材料按所选定的份额计量、混合;
②常规搅拌10分钟;
③离心处理1分钟或静置72小时;
④常规过滤;
⑤成品。
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