一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法
2023-05-11 10:54:41
專利名稱：一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法
技術領域：
本發明屬於新能源的有機燃料技術領域，具體涉及一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法。
背景技術：
眾所周知，由於石油資源的全球性短缺和汽車使用柴油造成的汙染日益加劇，世界各國都在嘗試利用其他化學、物理和生物能源替代柴油。我國的石油安全和環保問題日趨嚴重，更加重視用新能源來完全或部分替代柴油。在已投入研究的各種解決方案中，甲醇 替代柴油成為首選。這不僅因為甲醇辛烷值高，易充分燃燒，價格低廉，而且可以充分利用我國豐富的煤炭資源以進行大量生產。但是，完全採用甲醇替代柴油的嘗試一直沒有獲得成功，其主要問題在於一是甲醇的低熱值(只有21000KJ/Kg)，不到柴油低熱值的一半，使用時動力性較差，且存在冷啟動困難的問題；二是甲醇易使柴油車零部件上的橡膠和塑料溶脹，從而造成溶脹物堵塞油路；三是甲醇在未完全燃燒時產生甲醛和甲酸，後者對汽車零部件可能造成腐蝕。在推廣使用甲醇的過程中避免上述問題的發生，國內外採取的解決方案主要是在柴油中部分添加一定比例的甲醇從而獲得甲醇柴油乳化燃料或微乳燃料，但這些乳化和微乳化的燃料中的甲醇含量較低，長期儲存下分層問題並未完全解決，因而均未能得到生產化和推廣應用。從現有技術來看，目前國內外市場上尚未出現完全不用柴油而又可完全替代柴油的有機燃料，也沒有相關文獻公開報導此類有機燃料。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術的不足，而提供一種熱值高、冷啟動性好、溶脹性小、成本低、抗腐蝕性強、靜置穩定性好的可完全替代柴油的高能有機燃料，並相應提供一種前述可完全替代柴油的高能有機燃料的制配方法。本發明提出的技術方案是這樣實現的，它是一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，所述高能有機燃料主要由以下質量分數的成分配製而成低碳醇50% 65% ；甲基叔丁基醚5% 10% ；重芳烴10% 20%;石腦油9% 16%;二甲苯8% 12%;乙醇胺0.2 1%;抗溶脹劑 O. 2 1%。上述的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，所述低碳醇優先包括甲醇、乙醇中的至少一種。上述的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，所述高能有機燃料中特別可以不含柴油。
上述的一種替代柴油的高能有機燃料制配方法，所述高能有機燃料中的重芳烴是分子量大於二甲苯的混合芳烴，主要是碳9和碳10芳烴。上述的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，所述高能有機燃料中的抗溶脹劑是異丁醇和石油磺酸鈉的混合物，比例為3 I。作為一個總的技術構思，本發明還提供一種上述的可完全替代柴油的高能有機燃料的制配方法，包括以下步驟首先按所述質量分數的要求準備各原料組分，然後在反應釜中先加入所述低碳醇和甲基叔丁基醚，混合均勻後再加入重芳烴、石腦油和二甲苯，充分混合後，再向混合物中加入乙醇胺和抗溶脹劑，然後啟動高速分散機將各種組從溶液在反應釜進行高速混合，再採用高剪切乳化泵將 混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化，即得到可完全替代柴油的高能有機燃料。作為一個總的技術構思，本發明還提供一種可完全替代柴油的高能有機燃料作為汽油發動機燃料的應用，所述高能有機燃料的低熱值達到38000KJ/Kg以上。本發明的高能有機燃料可以完全代替柴油用於汽車、輪船等各種類型的交通工具。與現有技術相比，本發明的優點在於(I)本發明的高能有機燃料產品可完全不含柴油，但卻能夠替代柴油的產品，作為一種新型的高能有機燃料；由於本發明的產品中主要用到的原料為甲醇等低碳醇，這類原料可通過煤炭提取，而我國又是一個煤炭資源大國，因此本發明的產品對於緩解我國的石油緊缺的狀況，充分利用本國的優勢資源，具有十分重要的意義。(2)本發明的高能有機燃料產品的低熱值達到38000KJ/Kg以上，相當於甲醇低熱值的I. 8倍，具有非常可觀的熱效率，不會影響其應用領域和燃燒動力設備的使用性能。(3)通過在汽油發動機上使用本發明的高能有機燃料產品，發動機不僅工作運轉正常，而且動力性好，不存在冷啟動性差的問題，使用效果與93#汽油相當。(4)使用本發明的高能有機燃料產品，汙染物如一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合、顆粒(PM)和煙氣的排放量均減少2/3以上。具有明顯的環境效益。(5)本發明的高能有機燃料產品溶脹性小，使用本發明產品的機動車未出現橡膠類堵塞油路的問題。(6)本發明的高能有機燃料產品抗腐蝕性強，使用本發明產品的機動車未發現零部件腐蝕問題，對現有汽油發動機的負面影響小。(7)本發明產品最突出的優點是經濟性明顯，相比同類的汽油產品，本發明不僅原料來源廣泛，而且燃油成本能減少10%以上。
圖I為本發明制配方法的工藝流程方框圖。
具體實施例方式實施例I :本發明的替代柴油的高能有機燃料的制配方法，該高能有機燃料可由以下質量分數的成分配製而成(不含汽油類產品)低碳醇50% ；
甲基叔丁基釀 7 % ；重芳烴16% ；石腦油15% ；二甲苯11% ；乙醇胺0.5%;抗溶脹劑0.5%。本實施例的可替代柴油的高能有機燃料的制配方法，包括以下步驟首先按上述質量分數的要求配備各原料組分，然後在反應釜中加入質量比為50 7的甲醇和甲基叔丁基醚，混合均勻後分別加入重芳烴、石腦油和二甲苯，重芳烴、石腦油和二甲苯與甲醇的質 量比為16 15 11 50，經充分混合後，再向混合物中加入乙醇胺和抗溶脹劑，乙醇胺、抗溶脹劑與甲醇的質量比控制為O. 5 O. 5 50，然後啟動高速分散機將各種組份溶液在反應釜進行高速混合，再採用高剪切乳化泵將混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化，即得到可完全替代柴油的高能有機燃料。實施例2 本發明的替代汽油的高能有機燃料的制配方法，該高能有機燃料還可由以下質量分數的成分配製而成(不含汽油類產品)低碳醇57% ；甲基叔丁基釀5 % ；重芳烴15% ;石腦油13% ；二甲苯9% ；乙醇胺0.5%;抗溶脹劑0.5%。本實施例的可完全替代柴油的高能有機燃料的制配方法，包括以下步驟首先按上述質量分數的要求配備各原料組分，然後在反應釜中加入質量比為57 5的甲醇和甲基叔丁基醚，混合均勻後分別加入重芳烴、石腦油和二甲苯，重芳烴、石腦油和二甲苯與甲醇的質量比為15 13 9 57，經充分混合後，再向混合物中加入乙醇胺和抗溶脹劑，乙醇胺、抗溶脹劑與甲醇的質量比控制為O. 5 O. 5 57，然後啟動高速分散機將各種組份溶液在反應釜進行高速混合，再採用高剪切乳化泵將混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化，即得到可完全替代柴油的高能有機燃料。實施例3 本發明的可完全替代柴油的高能有機燃料，該高能有機燃料還可以由以下質量分數的成分配製而成(不含柴油)低碳醇65% ；甲基叔丁基醚5% ；重芳烴10% ；石腦油10% ；二甲苯9% ；乙醇胺0.5%;
抗溶脹劑0.5%。本實施例的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，包括以下步驟首先按上述質量分數的要求準備各原料組分，然後在反應釜中加入質量比為65 5的甲醇和甲基叔丁基醚，混合均勻後分別加入重芳烴、石腦油和二甲苯，重芳烴、石腦油和二甲苯與甲醇的質量比為10 10 9 65，經充分混合後，再向混合物中加入乙醇胺和抗溶脹劑，乙醇胺、抗溶脹劑與甲醇的質量比控制為O. 5 O. 5 65，然後啟動高速分散機將各種組份溶液在反應釜進行高速混合，再採用高剪切乳化泵將混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化，即得到可完全替代柴油的高能有機燃料。經檢測，上述各實施例的產品其低熱值達到38000KJ/Kg以上，相當於甲醇低熱值的I. 8倍。應用實施例4:I.油品性能發動機臺架試驗。將上述本實施例I的產品送至湖南省內燃機質量監督檢驗授權站進行柴油發動機臺架試驗比對檢測(比對參照物為0#柴油)，檢測結果如下試驗樣機使用本產品與使用市售O號柴油相比其最大功率及早大扭矩略有下降；額定工況燃油消耗率基本相同。2.煙度對比試驗。由湖南省汽車摩託車產品質量監督檢驗權站對使用本實施例I產品的柴油自由加速煙度比對試驗檢測結果如下表2所示。由表2可見，使用本發明高能有機燃料，與0#柴油相比，煙度可降低65%以上。表I :自由加速煙度對比試驗表
權利要求
1.一種替代柴油的高能有機燃料制配方法，其特徵在於所述高能有機燃料主要由以下質量分數的成分配製而成(按重量百分比) 低碳醇50% 65%; 甲基叔丁基釀 5% 10% ； 重質烴10% 20%; 石腦油9% 16% ； 二甲苯8% 12% ； 乙醇胺0.2-1%; 抗溶脹劑O. 本發明了一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，包括以下步驟首先按所述質量分數的要求配備各原料組分，然後在反應釜中先加入所述低碳醇和甲基叔丁基醚，混合均勻後再加入重芳烴、石腦油和二甲苯，充分混合後，再向混合物中加入乙醇胺和1#抗溶脹齊IJ，然後啟動高速分散機將各種組份溶液在反應釜進行高速混合，再採用高剪切乳化泵將混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化，得到可完全替代柴油的高能有機燃料。
2.根據權利要求I所述的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，其特徵按實施例I該高能有機燃料可由以下質量分數的成分配製而成 低碳醇50% ； 甲基叔丁基釀 7% ； 重芳烴16% ； 石腦油15% ； 二甲苯11% ； 乙醇胺0.5%; 抗溶脹劑0.5%; 本實施例的可替代柴油的高能有機燃料的制配方法，包括以下步驟首先按上述質量分數的要求配備各原料組分，然後在反應釜中加入質量比為50 7的甲醇和甲基叔丁基醚，混合均勻後分別加入重芳烴、石腦油和二甲苯，重芳烴、石腦油和二甲苯與甲醇的質量比為16 15 11 50，經充分混合後，再向混合物中加入乙醇胺和抗溶脹劑，乙醇胺、抗溶脹劑與甲醇的質量比控制為O. 5 O. 5 50，然後啟動高速分散機將各種組份溶液在反應釜進行高速混合，再採用高剪切乳化泵將混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化，即得到可完全替代柴油的高能有機燃料。
3.根據權利要求I所述的一種替代汽油的高能有機燃料的制配方法，其特徵按實施例2該高能有機燃料還可由以下質量分數的成分配製而成 低碳醇57% ； 甲基叔丁基釀 5% ； 重芳烴15% ； 石腦油13% ； 二甲苯9% ； 乙醇胺0.5%; 抗溶脹劑0.5%:本實施例的可完全替代柴油的高能有機燃料的制配方法，包括以下步驟首先按上述質量分數的要求配備各原料組分，然後在反應釜中加入質量比為57 5的甲醇和甲基叔丁基醚，混合均勻後分別加入重芳烴、石腦油和二甲苯，重芳烴、石腦油和二甲苯與甲醇的質量比為15 13 9 57，經充分混合後，再向混合物中加入乙醇胺和抗溶脹劑，乙醇胺、抗溶脹劑與甲醇的質量比控制為O. 5 O. 5 57，然後啟動高速分散機將各種組份溶液在反應釜進行高速混合，再採用高剪切乳化泵將混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化，即得到可完全替代柴油的高能有機燃料。
4.根據權利要求I所述的一種替代柴油的高能有機燃料，其特徵按實施例3該高能有機燃料還可以由以下質量分數的成分配製而成 低碳醇65% ； 甲基叔丁基釀 5% ； 重芳烴10% ； 石腦油10% ； 二甲苯9% ； 乙醇胺0.5%; 抗溶脹劑0.5%; 本實施例的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，包括以下步驟首先按上述質量分數的要求準備各原料組分，然後在反應釜中加入質量比為65 5的甲醇和甲基叔丁基醚，混合均勻後分別加入重芳烴、石腦油和二甲苯，重芳烴、石腦油和二甲苯與甲醇的質量比為10 10 9 65，經充分混合後，再向混合物中加入乙醇胺和抗溶脹劑，乙醇胺、抗溶脹劑與甲醇的質量比控制為O. 5 O. 5 65，然後啟動高速分散機將各種組份溶液在反應釜進行高速混合，再採用高剪切乳化泵將混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化，即得到可完全替代柴油的高能有機燃料。
5.根據權利要求I所述的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，其特徵在於所述低碳醇包括甲醇、乙醇中的至少一種。
6.根據權利要求I所述的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，其特徵在於所述抗溶脹劑是異丁醇和石油磺酸鈉的混合物，比例為3 I。
7.根據權利要求I所述的一種完全替代柴油的高能有機燃料的制配方法，其特徵在於所述高能有機燃料中不含柴油。
8.根據權利要求I所述的一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，其特徵在於高能有機燃料中的重芳烴是分子量大於二甲苯混合芳烴，主要是碳9和碳10芳烴。
9.根據權利要求I所述的替代柴油的高能有機燃料的制配方法，所述高能有機燃料的低熱值達到38000KJ/KG以上。
全文摘要
本發明涉及一種替代柴油的高能有機燃料的制配方法，當今科學技術高速發展時代，石資源的全球性短缺與柴油造成的環境汙染日益嚴重，人們都希望能有一種既能替代柴油解決資源短缺，又安全環保的新型燃料問世。本發明的目的是研製一種完全替代柴油的高能有機燃料的制配方法，它主要由低碳醇甲基叔丁基醚、重芳烴、石腦油、二甲苯、乙醇胺、抗溶脹劑組合而成，在反應釜中充分混合，再經高剪切乳化泵將混合物反覆泵出泵入進行高剪切循環乳化即得到替代柴油的高能有機燃料。該產品有重大社會經濟效益和明顯的環境保護效益，它既利國利民，又利子孫後代生存發展。
文檔編號C10L1/02GK102643682SQ20121011952
公開日2012年8月22日 申請日期2012年4月23日 優先權日2012年4月23日
發明者龐菊紅, 張君, 戴君惕, 朱自高, 秦建榮, 秦思佳, 秦紅霞, 羅爭鳴, 鍾根強, 黃湘華 申請人:湖南省純一新能源科技發展有限公司