CN1293170C

CN1293170C - 乙醇柴油混和燃料及助溶剂配方

Info

Publication number: CN1293170C
Application number: CNB2004100110493A
Authority: CN
Inventors: 王静媛; 薛勇; 徐亚新; 沙柯; 职承平; 薛随正; 杨松茹; 杨春国
Original assignee: JIAOZUO CITY HEYANG ALCOHOL CO Ltd; Jilin University
Current assignee: JIAOZUO CITY HEYANG ALCOHOL CO Ltd; Jilin University
Priority date: 2004-08-18
Filing date: 2004-08-18
Publication date: 2007-01-03
Anticipated expiration: 2024-08-18
Also published as: CN1597874A

Abstract

本发明的乙醇柴油混和燃料及助溶剂配方属燃料化工领域。乙醇柴油混和燃料由柴油、乙醇、助溶剂组成，按体积的配比为：柴油∶乙醇∶助溶剂＝9～8∶1～2∶0.02～0.6。其中助溶剂是长链脂肪醇、混和醇或醇醚与蓖麻油按体积比为1～6∶1的混和物。本发明通过加入配制的助溶剂，乙醇能够与柴油形成均匀、稳定、透明的乙醇柴油溶液，并具有一定的抗水性能，稳定期超过三个月。本发明由于使用复合型助溶剂，不仅成本降低20-30%，助溶效果提高，而且适于各种温度条件和油品中使用。本发明助溶剂添加工艺简便，同时不需对柴油机进行改进，在与柴油掺混过程中也不需要增加任何设备。

Description

乙醇柴油混和燃料及助溶剂配方

技术领域

本发明属燃料化工领域，特别涉及一种加入到乙醇及多种市售柴油中，使其在一定比例范围内混合，并得到均匀、稳定、透明的乙醇柴油的助溶剂配方。

背景技术

为缓解石油紧缺的危机，解决玉米等粮食的转化，降低汽车尾气减少环境污染，中国政府在2001年实施了“乙醇燃料开发计划”，建设了三个乙醇燃料的生产基地。

关于乙醇柴油助溶剂方面的研究，国内外已有许多专家学者在积极进行。在2004年2月11日公开的中国专利CN 1473912A中，以合成的共聚物与非离子表面活性剂作为主要成分，与一些次要成分(增溶剂、溶剂油等)混合成助溶剂，加入到以任意比例混合的乙醇柴油混合物中，可以形成均匀、稳定的溶液，尾气烟度最大幅度可降低80％，并有一定的抗水性能，至少两个月不分层。

但是仍存在下述的不足：助溶剂成分繁杂，添加量大，使助溶剂的成本提高；制备乙醇柴油混合燃料要经过“高速剪切搅拌，磁化”，过程繁琐，也会使乙醇柴油的成本提高。这些都非常不利于推广应用。

发明内容

乙醇和柴油是两种化学结构和化学性质差别都很大的物质。乙醇含有羟基，能与水以任意比例互溶，具有亲水性；柴油是成分复杂的石油产品，一般来说是由含C₁₅-C₂₅的饱和烃、烯烃、单环芳烃、多环芳烃等有机物组成。乙醇与柴油在常温下的互溶性极差，甚至乳化也很困难，要得到稳定的乙醇柴油混合燃料更是不易，因此就必须添加一种能够降低乙醇相和柴油相之间的表面张力的物质，使两相性质得到改善，有利于形成稳定、均匀的混合燃料。同时，添加的物质不应造成乙醇柴油混合物与纯柴油的性质有太大差异，以免在用于柴油机时出现各种问题；并且添加的物质应该比较便宜、易得，使乙醇柴油的成本不会太高，能够实现工业化生产。发明人比较了多种可能的物质，经过大量的筛选优化，确定了本发明的乙醇柴油混合燃料配方及适用的助溶剂。

单一的表面活性物质是难以使乙醇和柴油形成稳定的乳液的。考虑到经济可行性，配得的助溶剂应在尽可能小的用量下得到好的助溶效果。由于不同比例范围的乙醇柴油混合燃料有不同界面情况，适合于其比例范围的助溶剂也不同。而且，因为水分子形成氢键的能力比乙醇强许多，所以，水在乙醇柴油体系中的影响是不可忽视的。在柴油的存储、运输过程中，柴油难免会带入少量的水分，因此配成的乙醇柴油混合燃料应具有一定的抗水性能。

本发明要解决的技术问题是，通过筛选出几种均匀、稳定、透明的乙醇柴油助溶剂，将助溶剂加入到乙醇及多种市售柴油中，使其在一定比例范围内混合，得到相溶性很好的乙醇柴油混合燃料，并且添加的物质应该比较便宜、易得，使乙醇柴油的成本不会太高，能够实现工业化生产，并能使其在不改变柴油机构造的情况下使用。

本发明的乙醇柴油混和燃料，由柴油、乙醇、助溶剂组成，按体积的配比为：柴油∶乙醇∶助溶剂＝9～8∶1～2∶0.02～0.6。

乙醇为燃料乙醇，纯度最好大于99.6％。柴油可以是市售的各生产厂家(燕山石化、锦州石化、大港油田等)的各种牌号(10#、0#、-20#、-35#等)的柴油。

本发明的乙醇柴油混和燃料的助溶剂配方是：长链脂肪醇、混和醇或醇醚与蓖麻油按体积比为1～6∶1的混和物，即，由长链脂肪醇、混和醇或醇醚与蓖麻油按一定体积比混合而成的。比较好的混合体积比为3～4∶1。所说的长链脂肪醇是四碳至二十碳的各种一元、二元或多元脂肪醇。所说的混和醇是四碳至二十碳的各种一元、二元或/和多元脂肪醇中2～4种脂肪醇的混合物。

本发明的乙醇柴油混和燃料的制备方法是：以柴油、乙醇、助溶剂为原料，分别量取，注入容器，加料完成密封。

为开发出具有独立知识产权的高效、无毒成本低的助溶剂，本项目采用优选法和正交试验法、优选、配制并且合成新的乙醇柴油助溶剂。对国产各类轻柴油，乙醇添加比例在20％以下，助溶剂用量在1.5％以下，达到在凝固点温度以上时不分层，稳定期3个月。为此。发明人研究开发了合适的双亲性复合型助溶剂，能使国产各类轻柴油与乙醇燃料稳定相溶。

以-20#柴油为例，在乙醇∶柴油＝1∶1的情况下，讨论乙醇柴油相容性与体系中含水量的关系。

见图1，曲线A表示的是-20#柴油没有注水时的乙醇柴油的分层温度与体系中含水量、助溶剂用量之间的关系，曲线B、C、D、E、F分别表示的是注水0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％时乙醇柴油的分层温度与体系中含水量、助溶剂用量之间的关系。

从图1可以看出，含水量的大小对乙醇柴油的分层温度影响很大。当加入相同量的助溶剂时，乙醇柴油的分层温度随着含水量的增加而明显升高，因此，实际生产时应注意水污染问题。而当含水量一定时，乙醇柴油的分层温度随着助溶剂的用量增加而呈线性下降趋势，当含水量增高时，适当增加助溶剂含量可以有效降低分层温度。

再以锦州常一柴油为例，讨论助溶剂对乙醇柴油相容性的影响。所用助溶剂为十二碳醇-蓖麻油按一定比例的复合物，十二碳醇的体积比率为80％；蓖麻油为20％。试验结果见图2。

图2中，曲线A含量为加入1.5％助溶剂时乙醇柴油的分层温度随乙醇含量变化的情况，曲线B锦州常一柴油不加助溶剂时乙醇柴油的分层温度随乙醇含量变化的情况。

从乙醇/柴油相容性曲线上我们可以得出以下两条结论：

a：加入助溶剂以后的乙醇/柴油分层温度明显低于未加助溶剂的分层温度。

b：随着乙醇含量的增加，乙醇/柴油的分层温度逐渐升高，当乙醇含量达到50％时，分层温度最高，此后分层温度随乙醇含量增加而降低。

本发明通过加入配制的助溶剂，乙醇能够与柴油在一定比例范围内形成均匀、稳定、透明的乙醇柴油溶液，并且具有一定的抗水性能，稳定期超过三个月。本发明由于使用复合型助溶剂，比单一助溶剂的成本低20-30％，不仅使乙醇柴油助溶剂效果提高，而且适于各种温度条件和油品中使用。本发明助溶剂添加工艺简便，不需对柴油机进行改进，同时在与柴油掺混过程中也不需要增加任何设备。

附图说明

图1是本发明的乙醇柴油相容性与体系中含水量的关系曲线。

图2是本发明的助溶剂对乙醇柴油相容性的影响曲线。

具体实施方式

实施例1

按下述比例量取原料：柴油9升，乙醇1升，助溶剂0.15升。试验中，柴油选用了前述的厂家及型号的柴油共计16种。

该种助溶剂为十二碳醇-蓖麻油按一定比例的复合物，十二碳醇的体积比率为75％；蓖麻油为25％。

制备方法及试验结果如下：

将上述三种原料分别量取，首先向容器中加入柴油，再添加助溶剂，然后加入燃料乙醇，加料完成密封，进行充分搅拌振荡混合，稳定后放置在冰柜中，从柴油凝固点开始每5摄氏度升一次温直到室温，每次静置3小时，未见分层。并放置在室外3个月不分层。

实施例2

按上述比例量取原料，所加助溶剂为异辛醇-蓖麻油按一定比例的复合物，异辛醇的体积比率为80％，蓖麻油为20％。制备方法及试验结果同实施例1。

实施例3

以0#柴油为基础柴油，柴油与乙醇体积比为9∶1，助溶剂添加比例为1％。所加助溶剂为十二碳醇和十四碳醇-蓖麻油按一定比例的复合物，按体积比为：十二碳醇∶十四碳醇∶蓖麻油＝2∶1∶1。制备方法及试验结果同实施例1。

若采用按体积比：十二碳醇∶十四碳醇∶蓖麻油＝1∶2∶1，试验结果与实施例1相同。若采用按体积比：十二碳醇∶十四碳醇∶蓖麻油＝1∶1∶2，试验结果与实施例1基本相同；助溶剂添加比例增加为1.5％，试验结果与实施例1相同。

实施例4

以-20#柴油为基础柴油，柴油与乙醇体积比为9∶1，助溶剂添加比例为0.5％。所加助溶剂为醇醚-蓖麻油按一定比例的复合物，前者的体积比率为75％，蓖麻油为25％。制备方法及试验结果同实施例1。

实施例5

以-35#柴油为基础柴油，柴油与乙醇体积比为8.5∶1.5，助溶剂添加比例为1.5％。所加助溶剂为C_12-14醇、C_8-10醇和蓖麻油按一定比例的复合物，其中C_12-14醇、C_8-10醇各为25％，蓖麻油为50％。制备方法及试验结果同实施例1。

实施例6

以-35#柴油为基础柴油，柴油与乙醇体积比为8∶2，助溶剂添加比例为5％。所加助溶剂为C_12-14醇、C_8-10醇和蓖麻油按一定此例的复合物，其中C_12-14醇、C_8-10醇各为25％，蓖麻油为50％。制备方法及试验结果同实施例1。

实施例7

以-35#柴油为基础柴油，柴油与乙醇体积比为8.5∶1.5，助溶剂添加比例为1.5％。所加助溶剂为十一碳醇和蓖麻油按一定比例的复合物，其中十一碳醇占75％，蓖麻油占25％。制备方法及试验结果同实施例1。

将助溶剂中的十一碳醇改变为二十碳醇，二十碳醇与蓖麻油的体积比不变，试验结果与十一碳醇时是相同的。

实施例8

以-20#柴油为基础柴油，柴油与乙醇体积比为9∶1，助溶剂添加比例为0.2％。所加助溶剂为十二碳醇-蓖麻油按一定比例的复合物，按体积比率为：十二碳醇85％；蓖麻油为15％。制备方法及试验结果同实施例1。本实施例中助溶剂添加量比较少，但助溶剂中的长链脂肪醇比例比较高。

Claims

1、一种乙醇柴油混合燃料用的助溶剂配方，成分包括长链脂肪醇或混合醇或醇醚，其特征在于，成分还有蓖麻油；长链脂肪醇或混合醇或醇醚与蓖麻油按体积比为3～4∶1。