CN106381178A - 高热值生物燃料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于燃料技术领域，特别涉及一种高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：植物油25～50份，一元醇25～50份，助溶剂5～25份，稳定剂0.1～0.9份，乳化剂0.1～0.8份，助燃剂0.2～0.8份，杀菌防霉剂0.1～0.7份。本发明的高热值生物燃料具有较高热值，在不更换柴油机的情况下，可以直接替换柴油使用，性能稳定，有效改善了着火困难和冷启动困难等问题。

Description

高热值生物燃料
技术领域
本发明属于燃料技术领域，特别涉及一种高热值生物燃料。
背景技术
目前，石油资源日趋紧张，价格不断上涨，种种迹象表明低油价的时代可能一去不复返。为缓解石油供应紧张和环境污染问题，引发了一场以替代石油能源为目的的可再生能源风潮，从燃料乙醇到光伏太阳能，再到生物柴油，无不受到了世界各主要国家的热切关注。鉴于石油燃油供应的紧张局面和庞大的市场需求，开发安全、高效、清洁、环保的优质替代燃料已成为新能源发展的必然趋势。
目前，美国、加拿大、英国、日本、巴西、新西兰等国都开展了植物油用作柴油机代用燃料的研究工作，并取得了一定成果。但是，一般而言，植物油直接用作柴油有如下困难：(1)植物油的粘度大，一般植物油的运动粘度比柴油高10倍，这将导致燃油在柴油机内输送困难，经过喷嘴时雾化不良，燃烧不完全，在现有柴油机中燃烧时易积碳，使活塞粘结，滤清器滤芯阻塞，不能长期使用；(2)植物油的闪点比柴油高，挥发性差，不利于柴油机汽缸中混合气的形成，会出现着火困难现象；(3)植物油的浊点高，导致冷启动困难；(4)未燃烧和燃烧不完全的植物油沿汽缸壁和润滑油接触，使润滑油受污染而变质，引起零部件摩擦加剧，这就需要对现有柴油机发动机做较大的改进，要得到普遍的推广较为困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供高热值生物燃料，其具有高热值，可直接替代柴油，无需更换柴油机。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：植物油25～50份，一元醇25～50份，助溶剂5～25份，稳定剂0.1～0.9份，乳化剂0.1～0.8份，助燃剂0.2～0.8份，杀菌防霉剂0.1～0.7份。
优选地，本发明所述的稳定剂为10～22重量份羧甲基纤维素，8～14重量份环己醇和1～7重量份聚乙二醇。添加稳定剂，能够提高和保证生物燃料的性能，且能够提高生物燃料的贮存稳定性。
优选地，本发明所述的植物油为大豆油、玉米油、葵花油中的一种。
优选地，本发明所述的一元醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、异丁醇中的一种或多种。
优选地，本发明所述的助溶剂为5～17重量份庚醇，3～10重量份己醚和2～9重量份二甲基甲酰胺的混合物。添加助溶剂增强稳定性，能使醇与油有机相溶，不分层不乳化，抗低温相分离，且低温易启动，高温不气阻。
优选地，本发明所述的乳化剂为10～16重量份聚丙二醇和7～13重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。所添加的乳化剂能够进一步提高生物燃料的热值和稳定性。
优选地，本发明所述的助燃剂为8～14重量份碳酸二甲酯、6～12重量份的聚乙二醇单甲醚和1～8重量份二乙二醇单丁醚的混合物。助燃剂能促使燃料迅速、完全地燃烧，提高热效率，从而降低油耗、减少燃烧室内的积炭和顶部活塞环的结焦。
优选地，本发明所述的杀菌防霉剂为5～11重量份嘧霉胺，6～12重量份苯甲酸和1～8重量份壳聚糖纤维的混合物。添加杀菌防霉能够延长生物燃料使用期。
优选地，本发明高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：植物油40份，一元醇35份，助溶剂15份，稳定剂0.5份，乳化剂0.5份，助燃剂0.5份，杀菌防霉剂0.4份。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的生物燃料较为充分，具有较高热值，在不更换柴油机的情况下，可以直接替换柴油使用。
2、本发明的生物燃料具有较稳定的性能，即使在-25℃也不发生分层，而且抗水相性能强，不乳化，不分层。
3、本发明的生物燃料有效改善了着火困难和冷启动困难等问题。
4、本发明的生物燃料配方中有腐蚀抑制剂，减缓汽车设备部件的腐蚀，同时抑制对橡胶等部件的腐蚀，延长了设备的维修周期。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：大豆油25份，甲醇50份，助溶剂5份，稳定剂0.9份，乳化剂0.3份，助燃剂0.8份，杀菌防霉剂0.1份。
上述高热值生物燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，放入压力釜中进行搅拌混合，过滤即可。
上述的稳定剂为22重量份羧甲基纤维素，14重量份环己醇和1重量份聚乙二醇。
上述的助溶剂为17重量份庚醇，3重量份己醚和9重量份二甲基甲酰胺的混合物。
上述的乳化剂为10重量份聚丙二醇和13重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。
上述的助燃剂为8重量份碳酸二甲酯、12重量份的聚乙二醇单甲醚和1重量份二乙二醇单丁醚的混合物。
上述的杀菌防霉剂为11重量份嘧霉胺，6重量份苯甲酸和8重量份壳聚糖纤维的混合物。
燃料性能：透明，无机械杂质；热值为44500kJ/kg；十六烷值63；闪点71℃；铜片腐蚀(50℃，3h)1a级；柴油机噪声936dB。
尾气排放：
其中，机械杂质及外观通过目测检测，热值依据GB/T384-1981检测，十六烷值依据GB/T386-91检测，闪点依据GB/T261-2008检测，铜片腐蚀依据GB/T5096检测，柴油机噪声依据GB14097-1999检测。
实施例2
高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：玉米油30份，乙醇24份，丙醇24份，助溶剂9份，稳定剂0.7份，乳化剂0.1份，助燃剂0.7份，杀菌防霉剂0.2份。
上述高热值生物燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，放入压力釜中进行搅拌混合，过滤即可。
上述的稳定剂为20重量份羧甲基纤维素，12重量份环己醇和2重量份聚乙二醇。
上述的助溶剂为15重量份庚醇，4重量份己醚和7重量份二甲基甲酰胺的混合物。
上述的乳化剂为11重量份聚丙二醇和12重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。
上述的助燃剂为9重量份碳酸二甲酯、11重量份的聚乙二醇单甲醚和2重量份二乙二醇单丁醚的混合物。
上述的杀菌防霉剂为10重量份嘧霉胺，7重量份苯甲酸和7重量份壳聚糖纤维的混合物。
燃料性能：透明，无机械杂质；热值为43566kJ/kg；十六烷值64；闪点70℃；铜片腐蚀(50℃，3h)1a级；柴油机噪声1032dB。
尾气排放：CO 1.5g/kwh，NMHC 0.3g/kwh，HC 0.2g/kwh，NOx1.7g/kwh，颗粒物0.02g/kwh。
其中，机械杂质及外观通过目测检测，热值依据GB/T384-1981检测，十六烷值依据GB/T386-91检测，闪点依据GB/T261-2008检测，铜片腐蚀依据GB/T5096检测，柴油机噪声依据GB14097-1999检测,尾气排放依据GB18352.3-2005检测。
实施例3
高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：葵花油35份，丙醇25份，甲醇20份，助溶剂13份，稳定剂0.6份，乳化剂0.2份，助燃剂0.6份，杀菌防霉剂0.3份。
上述高热值生物燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，放入压力釜中进行搅拌混合，过滤即可。
上述的稳定剂为18重量份羧甲基纤维素，13重量份环己醇和3重量份聚乙二醇。
上述的助溶剂为13重量份庚醇，5重量份己醚和6重量份二甲基甲酰胺的混合物。
上述的乳化剂为12重量份聚丙二醇和11重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。
上述的助燃剂为10重量份碳酸二甲酯、10重量份的聚乙二醇单甲醚和3重量份二乙二醇单丁醚的混合物。
上述的杀菌防霉剂为9重量份嘧霉胺，8重量份苯甲酸和6重量份壳聚糖纤维的混合物。
燃料性能：透明，无机械杂质；热值为44385kJ/kg；十六烷值60；闪点68℃；铜片腐蚀(50℃，3h)1a级；柴油机噪声1050dB。
尾气排放：
其中，机械杂质及外观通过目测检测，热值依据GB/T384-1981检测，十六烷值依据GB/T386-91检测，闪点依据GB/T261-2008检测，铜片腐蚀依据GB/T5096检测，柴油机噪声依据GB14097-1999检测。
实施例4
高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：大豆油40份，丁醇15份，异丙醇10份，异丁醇10份，助溶剂15份，稳定剂0.5份，乳化剂0.5份，助燃剂0.5份，杀菌防霉剂0.4份。
上述高热值生物燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，放入压力釜中进行搅拌混合，过滤即可。
上述的稳定剂为16重量份羧甲基纤维素，11重量份环己醇和4重量份聚乙二醇。
上述的助溶剂为11重量份庚醇，7重量份己醚和5重量份二甲基甲酰胺的混合物。
上述的乳化剂为13重量份聚丙二醇和10重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。
上述的助燃剂为11重量份碳酸二甲酯、9重量份的聚乙二醇单甲醚和4重量份二乙二醇单丁醚的混合物。
上述的杀菌防霉剂为8重量份嘧霉胺，9重量份苯甲酸和5重量份壳聚糖纤维的混合物。
燃料性能：透明，无机械杂质；热值为42899kJ/kg；十六烷值62；闪点68℃；铜片腐蚀(50℃，3h)1a级；柴油机噪声989dB。
尾气排放：CO 1.5g/kwh，NMHC 0.35g/kwh，HC 0.4g/kwh，NOx1.6g/kwh，颗粒物0.03g/kwh。
其中，机械杂质及外观通过目测检测，热值依据GB/T384-1981检测，十六烷值依据GB/T386-91检测，闪点依据GB/T261-2008检测，铜片腐蚀依据GB/T5096检测，柴油机噪声依据GB14097-1999检测,尾气排放依据GB18352.3-2005检测。
实施例5
高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：葵花油35份，异丁醇20份，乙醇15份，助溶剂19份，稳定剂0.4份，乳化剂0.6份，助燃剂0.4份，杀菌防霉剂0.5份。
上述高热值生物燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，放入压力釜中进行搅拌混合，过滤即可。
上述的稳定剂为14重量份羧甲基纤维素，10重量份环己醇和5重量份聚乙二醇。
上述的助溶剂为9重量份庚醇，8重量份己醚和4重量份二甲基甲酰胺的混合物。
上述的乳化剂为14重量份聚丙二醇和9重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。
上述的助燃剂为12重量份碳酸二甲酯、8重量份的聚乙二醇单甲醚和5重量份二乙二醇单丁醚的混合物。
上述的杀菌防霉剂为7重量份嘧霉胺，10重量份苯甲酸和3重量份壳聚糖纤维的混合物。
燃料性能：透明，无机械杂质；热值为43126kJ/kg；十六烷值62；闪点69℃；铜片腐蚀(50℃，3h)1a级；柴油机噪声1023dB。
尾气排放：CO 1.8g/kwh，NMHC 0.35g/kwh，HC 0.3g/kwh，NOx1.8g/kwh，颗粒物0.01g/kwh。
其中，机械杂质及外观通过目测检测，热值依据GB/T384-1981检测，十六烷值依据GB/T386-91检测，闪点依据GB/T261-2008检测，铜片腐蚀依据GB/T5096检测，柴油机噪声依据GB14097-1999检测,尾气排放依据GB18352.3-2005检测。
实施例6
高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：玉米油45份，甲醇30份，助溶剂22份，稳定剂0.2份，乳化剂0.7份，助燃剂0.3份，杀菌防霉剂0.6份。
上述高热值生物燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，放入压力釜中进行搅拌混合，过滤即可。
上述的稳定剂为12重量份羧甲基纤维素，9重量份环己醇和6重量份聚乙二醇。
上述的助溶剂为7重量份庚醇，9重量份己醚和3重量份二甲基甲酰胺的混合物。
上述的乳化剂为15重量份聚丙二醇和8重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。
上述的助燃剂为13重量份碳酸二甲酯、7重量份的聚乙二醇单甲醚和6重量份二乙二醇单丁醚的混合物。
上述的杀菌防霉剂为6重量份嘧霉胺，11重量份苯甲酸和2重量份壳聚糖纤维的混合物。
燃料性能：透明，无机械杂质；热值为42658kJ/kg；十六烷值61；闪点70℃；铜片腐蚀(50℃，3h)1a级；柴油机噪声989dB。
其中，机械杂质及外观通过目测检测，热值依据GB/T384-1981检测，十六烷值依据GB/T386-91检测，闪点依据GB/T261-2008检测，铜片腐蚀依据GB/T5096检测，柴油机噪声依据GB14097-1999检测。
实施例7
高热值生物燃料，由以下重量份的原料制成：大豆油50份，甲醇15份，乙醇10份，助溶剂25份，稳定剂0.1份，乳化剂0.8份，助燃剂0.2份，杀菌防霉剂0.7份。
上述高热值生物燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，放入压力釜中进行搅拌混合，过滤即可。
上述的稳定剂为10重量份羧甲基纤维素，8重量份环己醇和7重量份聚乙二醇。
上述的助溶剂为5重量份庚醇，10重量份己醚和2重量份二甲基甲酰胺的混合物。
上述的乳化剂为16重量份聚丙二醇和7重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。
上述的助燃剂为14重量份碳酸二甲酯、6重量份的聚乙二醇单甲醚和8重量份二乙二醇单丁醚的混合物。
上述的杀菌防霉剂为5重量份嘧霉胺，12重量份苯甲酸和1重量份壳聚糖纤维的混合物。
燃料性能：透明，无机械杂质；热值为43566kJ/kg；十六烷值62；闪点73℃；铜片腐蚀(50℃，3h)1a级；柴油机噪声1056dB。
其中，机械杂质及外观通过目测检测，热值依据GB/T384-1981检测，十六烷值依据GB/T386-91检测，闪点依据GB/T261-2008检测，铜片腐蚀依据GB/T5096检测，柴油机噪声依据GB14097-1999检测。

Claims (8)

1.高热值生物燃料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：植物油25～50份，一元醇25～50份，助溶剂5～25份，稳定剂0.1～0.9份，乳化剂0.1～0.8份，助燃剂0.2～0.8份，杀菌防霉剂0.1～0.7份；
所述的稳定剂为10～22重量份羧甲基纤维素，8～14重量份环己醇和1～7重量份聚乙二醇。
2.根据权利要求1所述的高热值生物燃料，其特征在于：所述的植物油为大豆油、玉米油、葵花油中的一种。
3.根据权利要求1所述的高热值生物燃料，其特征在于：所述的一元醇为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、异丙醇、异丁醇中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的高热值生物燃料，其特征在于：所述的助溶剂为5～17重量份庚醇，3～10重量份己醚和2～9重量份二甲基甲酰胺的混合物。
5.根据权利要求1所述的高热值生物燃料，其特征在于：所述的乳化剂为10～16重量份聚丙二醇和7～13重量份磺化琥珀酸二仲辛酯钠盐的混合物。
6.根据权利要求1所述的高热值生物燃料，其特征在于：所述的助燃剂为8～14重量份碳酸二甲酯、6～12重量份的聚乙二醇单甲醚和1～8重量份二乙二醇单丁醚的混合物。
7.根据权利要求1所述的高热值生物燃料，其特征在于：所述的杀菌防霉剂为5～11重量份嘧霉胺，6～12重量份苯甲酸和1～8重量份壳聚糖纤维的混合物。
8.根据权利要求1～7任意一项所述的高热值生物燃料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：植物油40份，一元醇35份，助溶剂15份，稳定剂0.5份，乳化剂0.5份，助燃剂0.5份，杀菌防霉剂0.4份。
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