一種微乳清潔燃料及其製備方法
2023-07-09 17:00:16
專利名稱：：一種微乳清潔燃料及其製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種微乳化清潔燃料，尤其是一種微乳化柴油。本發明的微乳燃料可以替代石油柴油用於車輛、船舶、工業鍋爐等。
背景技術：
：近年來，隨著我國國民經濟和交通運輸業的飛速發展，對柴油的需求量大大增加。與此對應的現狀是，世界環境狀況日益惡化，全球變暖，臭氧層空洞，酸雨等環境問題逐漸為人類所重視。柴油在內燃機內燃燒不完全，導致尾氣中的顆粒物、氮氧化物和碳氫化合物含量很高，對環境造成了嚴重危害。因此，為了解決石油短缺和環境汙染問題，針對柴油發動機的清潔燃料和代用燃料的研究越來越廣泛。乳化柴油可在不改變柴油機結構的情況下直接燃燒，燃燒後所排氣體中的顆粒物、氮氧化物、碳氧化物明顯減少。然而，乳化柴油存在著穩定性差、儲存時間短及燃燒不穩定等缺點。近幾年來，微乳化理論及技術的成熟和發展，使得微乳燃料進入了一個全新的發展時期。王長安等(200410043978.2，利用地溝油製備的微乳柴油、燃料油及其製備方法)專利申請中提及的微乳化劑未進行分離，含有硬脂酸、甘油、酸性催化劑等物質，配製的微乳柴油穩定時間不長，當溫度低於15t:時容易破乳析出白色絮狀物。楊延釗等(200710113211.6，微乳柴油添加劑及其應用)專利申請中涉及的微乳化劑由陽離子表面活性劑、中碳鏈醇、有機酸、氨水和/或乙醇胺、乙醇組成，使用該柴油添加劑配製的微乳柴油穩定性較好，但在微乳柴油中加入國標柴油後，容易破乳而析出白色絮狀物。
發明內容本發明的目的是提供一種熱穩定性好，可以與國標柴油混合使用的微乳清潔燃料，以及該微乳清潔燃料的製備方法。本發明的微乳清潔燃料是以脂肪酸、有機胺、低碳醇等作為微乳化劑，與一定比例的柴油和水調配製成的，組成本發明微乳清潔燃料的原料質量百分比為脂肪酸7--9%有機胺0.5氨水1--2%柴油80-水6—-10%低碳醇0上述原料組成中，所述的脂肪酸源於動、植物油脂的水解產物，其凍點低於25t:，酸值不大於170mgK0H/100g。如果脂肪酸的凍點較高，配製出的微乳清潔燃料與國標柴油的相溶性會降低，且不易溶於柴油中。如果脂肪酸中殘留的酸性催化劑較高，將會使消耗的有機胺和氨水的量增加，提高原材料成本，形成的銨鹽副產物亦會降低與國標柴油的相溶性。本發明所述的有機胺可以是C2C6的低級有機胺，如乙胺、正丙胺、二乙基胺、二正丙胺等，也可以是C10C20的高級有機胺，如十胺、十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺3等。一般地，在微乳清潔燃料的原料配比組成中，高級有機胺的加入量要比低級有機胺略多一勝。本發明所述的氨水為工業級氨水，其質量百分含量為2530%。本發明在燃料中可以加入或不加低碳醇，所述的低碳醇是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種的任意比例混合物。低碳醇的添加量與所用脂肪酸的性質，特別是凍點指標相關，當脂肪酸的凍點在2025t:時，加入0.71.0%的低碳醇；脂肪酸的凍點在152(TC時，加入0.40.8%的低碳醇；脂肪酸的凍點低於15t:時，則不需要加入低碳醇。本發明微乳清潔燃料的製備方法是根據上述質量百分比，依次向柴油中加入需要量的脂肪酸和有機胺，於1530°C攪拌使其充分溶解，再加入水，加入或不加低碳醇，繼續攪拌1015分鐘，最後加入氨水，攪拌到物料澄清透明，得到微乳清潔燃料。如果在燃料中不加入低碳醇，則需要在燃料調配完成後，將其加熱到4045°C，繼續攪拌直至燃料降溫至環境溫度。這樣做的目的是保證微乳清潔燃料的低溫穩定性。將本發明調配製成的微乳清潔燃料與現有國標柴油進行對比，其各項性能列表如下tableseeoriginaldocumentpage4本發明微乳清潔燃料與國標柴油的互溶性列表如下tableseeoriginaldocumentpage4從上表中可以看出，本發明調配製成的微乳清潔燃料除閃點外，其餘性能與國標柴油非常相近。但本發明在燃料中摻入適量的水，有利於燃料的充分燃燒，並具有以下優點1、減少對石化燃料的依賴性；2.添加的脂肪酸為可再生能源；3、本發明的微乳清潔燃料可用於車輛、船舶、工業鍋爐等燃油設備；4、可減少內燃機一氧化碳、氮氧化物、碳氫化物、可見微粒等有害物質的排放，提高了燃料的環境友好性；5、工藝簡單，生產成本較低。目前市場上的柴油價格為6300元/噸，而本發明微乳清潔燃料的生產成本為58006100元/噸，利潤空間較大。另外，本發明的微乳清潔燃料可以與國標柴油進行大比例混合使用，解決了現有柴油供應趨緊，環境汙染嚴重等問題，非常有利於推廣使用。具體實施方式實施例1微乳清潔燃料的原料質量百分比為柴油80脂肪酸(凍點1114°C)8十四胺1.6氨水(2527%)2水8.4將柴油、脂肪酸、十四胺加入攪拌釜內，於2(TC攪拌溶解，加入水攪拌IO分鐘，滴加氨水，繼續攪拌15分鐘，加熱到40°C，攪拌冷卻到環境溫度，裝桶待用。實施例2微乳清潔燃料的原料質量百分比為柴油80脂肪酸(凍點1822°C)7.8十四烷基二甲基叔胺1.5氨水(2527%)1.9水8乙醇0.8將柴油、脂肪酸、十四烷基二甲基叔胺加入攪拌釜內，於25t:攪拌充分溶解，加入水和乙醇，攪拌10分鐘，以滴加方式加入氨水，繼續攪拌15分鐘，裝桶待用。實施例3微乳清潔燃料的原料質量百分比為柴油80脂肪酸(凍點1619°C)8.1二乙胺0.6氨水(2527%)1.9水9甲酉享0.4將柴油、脂肪酸、二乙胺加入攪拌釜內，於3(TC攪拌溶解，加入水和甲醇，攪拌10分鐘，以滴加方式加入氨水，繼續攪拌15分鐘，裝桶待用。實施例4微乳清潔燃料的原料質量百分比為柴油83脂肪酸(凍點1619°C)7.2十八烷基二甲基叔胺1.8氨水(2527%)1.57_K6異丙醇0.5將柴油、脂肪酸、十八烷基二甲基叔胺加入攪拌釜內，於25t:攪拌溶解，加入水和異丙醇，攪拌10分鐘，以滴加方式加入氨水，繼續攪拌15分鐘，裝桶待用。權利要求一種微乳清潔燃料，由下列質量百分比的原料調配製成脂肪酸7～9％有機胺0.5～2％氨水1～2％柴油80～85％水6～10％低碳醇0～1％。2.根據權利要求1所述的微乳清潔燃料，其特徵是所述的脂肪酸凍點低於25t:，酸值不大於170mgK0H/100g。3.根據權利要求1所述的微乳清潔燃料，其特徵是所述的有機胺是C2C6的低級有機胺或C10C20的高級有機胺。4.根據權利要求3所述的微乳清潔燃料，其特徵是所述的C2C6的低級有機胺是乙胺、正丙胺、二乙基胺、二正丙胺中的一種。5.根據權利要求3所述的微乳清潔燃料，其特徵是所述的C10C20的高級有機胺是十胺、十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺中的一種。6.根據權利要求1所述的微乳清潔燃料，其特徵是所述的低碳醇是甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇中的一種或幾種的任意比例混合物。7.權利要求1所述微乳清潔燃料的製備方法，是根據上述質量百分比，依次向柴油中加入脂肪酸和有機胺，於153(TC攪拌使其充分溶解，再加入水，加入或不加低碳醇，繼續攪拌1015分鐘，最後加入氨水，攪拌到物料澄清透明，得到微乳清潔燃料。8.根據權利要求7所述的微乳清潔燃料的製備方法，其特徵是當不加入低碳醇時，將調配成的燃料加熱到4045t:，繼續攪拌直至燃料降溫至環境溫度。全文摘要一種微乳清潔燃料，由7～9％脂肪酸、0.5～2％有機胺、1～2％氨水、80～85％柴油、6～10％水、0～1％低碳醇調配製成。本發明製成的微乳清潔燃料除閃點外，其餘性能與國標柴油非常相近，但由於本發明在燃料中摻入適量的水，有利於燃料的充分燃燒，並可以減少對石化燃料的依賴性，減少一氧化碳、氮氧化物、碳氫化物、可見微粒等有害物質的排放，提高燃料的環境友好性。本發明的微乳清潔燃料可以與國標柴油大比例混合使用，用於車輛、船舶、工業鍋爐等燃油設備，解決了現有柴油供應趨緊，環境汙染嚴重等問題，非常有利於推廣使用。文檔編號C10L1/188GK101775318SQ20101011076公開日2010年7月14日申請日期2010年2月10日優先權日2010年2月10日發明者常永龍,龐爾國,李永浩,李金萍申請人:山西華頓實業有限公司