可部分替代燃油的改性甲醇、製備方法及其應用的製作方法

2023-04-27 07:05:41 1

專利名稱：可部分替代燃油的改性甲醇、製備方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明屬於一種燃料，具體地說是一種能與汽油或柴油混合燃燒，可部分替代汽油或柴油的改性甲醇。
背景技術：
目前用於提煉汽、柴油的原油世界範圍內緊缺，在我們國家尤其如此，近年來原油的進口量高達30％以上，原油的緊缺造成價格的不斷上漲，因此汽、柴油的價格也隨著上升。為解決汽、柴油緊缺，價格高的問題，我國在不斷研究用合成燃料來部分替代汽、柴油。
在汽油替代方面，乙醇曾經是選擇的目標，據《中國石化報》報導，河南省南陽市下發文件規定，自2003年3月8日起，一律改用含10％的乙醇汽油；我國最新發布乙醇汽油的國家標準中，也明確規定了乙醇在乙醇汽油中的含量為10％；目前從各方面的報導看，乙醇替代汽油的比例僅可達到10％左右，這是因為，一方面乙醇的燃燒熱值僅為5300千卡/公斤，而汽油的燃燒熱值卻高達10650千卡/公斤，其熱值低決定了乙醇替代汽油的比例不能太大；另一方面乙醇存在著與汽油相溶性差的問題。甲醇與乙醇相比，其燃燒熱值相差不大，但製造甲醇的原料來源更廣，甲醇的成本價格更加便宜，僅為乙醇的二分之一。「中國石油與化工」月刊2001年第9期上曾報導國內首創的含甲醇清潔汽油項目在西安進入產業化階段，月產量達300噸，所述甲醇清潔汽油，就是在汽油中加入一定量的甲醇來部分替代汽油，但其難題在於，將甲醇溶於燃料油後，甲醇又會分離出來。由於醇類與汽油相溶性較差，易分層，而且因生產含甲醇清潔汽油的設備、工藝複雜，限制了生產量的提高；即便是甲醇能替代10％的汽油，月產量300噸也遠遠無法滿足實際需求量。由於存在上述問題，一直影響著汽油燃料油替代品的品質及其推廣應用，而且到目前為止，甲醇清潔汽油還僅僅處在報導階段，至今未見有投入使用的記載。
在柴油替代品方面，目前僅有用生物柴油來替代柴油的報導，《石油學報(石油加工)》雙月刊2003年4月第2期發表的題為「發展我國生物柴油的初探」一文中對生物柴油是這樣定義的生物柴油是將可再生的油脂原料經過脂交換反應所得到的脂肪酸單脂。在我國，近期生產生物柴油的原料主要是以廢餐飲油、廢地溝油、野生含油生物資源等。近年來，中國科技大學、江蘇石油化工學院、北京化工大學等單位都先後研製成功利用菜籽油、大豆油、米糠油下腳料、工業豬油、牛油及野生植物小桐籽油、黃連木籽油等作原料生產生物柴油的工藝。在上述文章中還記載了美國支持生物柴油的生產和消費的消息，美國於1998年就制定了關於生物柴油的技術標準。為降低燃油的成本，一般在普通柴油中加入10-20％的生物柴油，例如美國標號為B20的柴油即為摻和20％生物柴油的柴油，日本、義大利等國也都在大量生產柴油的替代品生物柴油，但所有報導中，生物柴油的摻入量最高都不超過普通柴油的20％，並且生物柴油的生產主要採用化學法，生產中需要催化劑催化進行脂交換反應。目前國內外生產生物柴油雖然已工業化，但因其生產工藝較複雜，化學法生產必然會帶來汙染，成本相對來說仍較高；若從環保和對人體保健的角度考慮，利用了廢餐飲油、廢地溝油等排放的廢油回收加工來作為柴油替代品，避免了不法商販將上述廢油回收後用到餐桌上，這種替代也是可取的。但是生物柴油本身所固有的粘度高、易氧化、不穩定、夏季有酸敗味、燃燒時缸中易積碳等缺點，使生物柴油作替代品大量推廣應用也有一定困難。

發明內容
為解決燃料油緊缺、價格高，其替代品又存在著如生產成本較高、相溶性差、摻入量少、產品質量不穩定等諸多問題，本發明的技術方案是生產一種與燃料油相溶性好、可降低與燃油的摻入比、產品質量穩定的改性甲醇，作為燃料油的部分替代品，改性甲醇是由下列組分組成的(用量為重量配比份數)甲醇85--100
丙酮1——9甲基叔丁基醚1——3本發明的優選重量配比份數為甲醇90——96丙酮3——6甲基叔丁基醚2——2.5本發明的最佳重量配比份數為甲醇95丙酮4甲基叔丁基醚2上述組分製備本發明的製備方法是1、將計量後的丙酮在常溫常壓下注入容器；2、將計量後的甲醇注入盛丙酮的容器，邊注入邊攪拌，攪拌要均勻，時間約為4.5-5.5分鐘；3、將計量後的甲基叔丁基醚注入上述有兩種組分的容器繼續攪拌4.5-5.5分鐘即可得到改性甲醇。
上述改性甲醇的應用是將3-5份的改性甲醇與7-5份的汽油混合製成汽油合成燃料；將改性甲醇以1∶1的比例與生物柴油均勻混合成混合液體，再以4份的混合液體與1份的柴油均勻混合製成柴油合成燃料。
本發明製備改性甲醇的重要特點是1、原料來源廣，生產成本低；生產改性甲醇的主要原料是甲醇，而生產甲醇可用石油裂解或生產化肥的副產品，還可用煤、木材等蒸餾法獲得，生產1噸改性甲醇所用甲醇成本約為1330元左右，丙酮和甲基叔丁基醚在500元左右，加起來1噸改性甲醇約為1830元/噸左右，而普通汽油或柴油成本則高達為3000元/噸左石。
2、生產工藝簡單；生產改性甲醇僅僅是將各種原料按比例勾兌攪拌即成，使用時再與汽油或柴油混合即可作汽油或柴油替代品，不需專用設備，無投資風險，能耗低，產量可隨意增減，據測算，生產1噸改性甲醇的電費不足1元。
3、替代比例高；改性甲醇的汽油替代率可高達50％，改性甲醇與生物柴油以1∶1的比例混合後，其混合液的柴油替代率可高達80％。
4、改性甲醇與汽油、柴油混合後的合成燃料穩定性好；合成燃料存放可達兩年以上不分層、不變質。
5、改性甲醇與汽油混合後的合成燃料抗暴性能好；2003年5月，以30％的改性甲醇和70％的90#汽油混合，在國家石油產品質量監督檢測中心以最新的國家標準檢測(詳見國家石油產品質量監督檢測中心檢驗結果報告單)顯示，其最重要的辛烷值指標達到98.8，比標準值90高出8.8。實際上，改性甲醇替代汽油的比例不僅可達到50％，當添加到60％-70％時仍有良好的使用性能。
6、改性甲醇與汽油混合後的合成燃料燃燒尾氣淨化率高；2000年3月，以30％的改性甲醇和70％的汽油混合在小型旅行客車上使用，由青島市環境保護監測站進行汽車尾氣監測(詳見所附「汽車尾氣監測報告」)顯示，一氧化碳的淨化率達到62.8％，碳氫化合物的淨化率達到30.3％，空氣總的淨化率達46.5％；若將改性甲醇與汽油的比例提高到50％，其尾氣淨化率可達51％以上。
下面將普通汽油和用10％乙醇加90％汽油的合成汽油，以及用50％的改性甲醇加50％汽油的合成汽油各項重要指標對比；還有普通柴油和用40％的改性甲醇加40％的生物柴油再加20％的柴油的合成柴油各項重要指標對比，可以看出，改性甲醇應用後，其多項重要指標的優勢是顯著的。
表1為50％的普通汽油與50％的改性甲醇混合後各項重要指標的對比；表2為普通柴油和用20％的普通柴油加40％的改性甲醇再加40％的生物柴油混合後各項重要指標的對比。
表1

表2


具體實施例方式
實施例1(用量為重量配比份數)改性甲醇是由下列組分組成的甲醇85——100丙酮1——9甲基叔丁基醚1——3在甲醇中加入丙酮，增加了甲醇與汽油的相溶性；加入甲基叔丁基醚，提高了甲醇的爆發力，使甲醇燃燒更加充分。
上述組分製備本發明的製備方法是1、將計量後的丙酮在常溫常壓下注入容器；2、將計量後的甲醇注入盛丙酮的容器，邊注入邊均勻攪拌，攪拌時間約為4.5-5.5分鐘；3、將計量後的甲基叔丁基醚注入上述有兩種組分的容器繼續充分攪拌4.5-5.5分鐘，即可得到改性甲醇。
上述改性甲醇的應用是將3-5份的改性甲醇與7-5份的汽油混合製成汽油合成燃料，考慮其經濟效益、應用效果、環保等綜合因素，混合最佳配比為1∶1；將改性甲醇與生物柴油以1∶1的比例混合，再用混合液體與普通柴油以4∶1的比例混合製成柴油合成燃料，生物柴油雖然其製造成本偏高，但比起普通柴油來還是要低，並且使用生物柴油可以回收廢油，有利於環境保護和人體健康，再者生物柴油的加入，還能彌補因加入改性甲醇後造成的柴油粘度降低的不足。
實施例2(用量為重量配比份數)甲醇90——96丙酮3——6甲基叔丁基醚2——2.5
上述組分製備本發明的製備方法同實施例1。
上述改性甲醇的應用同實施例1。
實施例3(用量為重量配比份數)甲醇95丙酮4甲基叔丁基醚2上述組分製備本發明的製備方法同實施例1。
上述改性甲醇的應用同實施例1。
權利要求
1.一種可部分替代燃油的改性甲醇，包括甲醇、丙酮、甲基叔丁基醚，其特徵在於各原料組分的重量配比為甲醇85——100丙酮1——9甲基叔丁基醚1——3
2.如權利要求1所述的改性甲醇，其特徵在於各原料組分的重量配比為甲醇90——96丙酮3——6甲基叔丁基醚2——2.5
3.如權利要求1所述的改性甲醇，其特徵在於各原料組分的重量配比為甲醇95丙酮4甲基叔丁基醚2
4.一種可部分替代燃油的改性甲醇的製備方法，其特徵在於(1)將計量後的丙酮在常溫常壓下注入容器；(2)將計量後的甲醇注入盛丙酮的容器，邊注入邊攪拌，以攪拌均勻為限，時間約為4.5-5.5分鐘；(3)將計量後的甲基叔丁基醚注入上述有兩種組分的容器繼續攪拌4.5-5.5分鐘即可得到改性甲醇。
5.一種可部分替代燃油的改性甲醇的應用，其特徵在於(1)將3-5份的改性甲醇與7-5份的汽油混合製成汽油合成燃料；(2)將改性甲醇以1∶1的比例與生物柴油混合，再以4份的混合液體與1份的柴油混合製成柴油合成燃料。
6.如權利要求5所述的改性甲醇的應用，其特徵在於將改性甲醇與汽油按1∶1的比例混合製成汽油合成燃料。
全文摘要
本發明公開了一種可部分替代燃油的改性甲醇、製備方法及其應用，是將甲醇、丙酮和甲基叔丁基醚按一定重量份數配比，先後加入容器攪拌混合製成改性甲醇；將改性甲醇與普通汽油混合，可代替50％的汽油使用，其價格低廉，汽車尾氣排放指標優於普通90號汽油；將改性甲醇與生物柴油按1∶1的比例混合後，可替代80％的普通柴油使用，從而減少了石油的進口量，節約了費用，同時還可回收利用廢棄的油料，產生了良好的環境保護效應。上述改性甲醇與汽油或柴油混合後的合成燃料產品質量穩定，燃燒充分，尾氣排放淨化率高，生產無需專用設備，生產工藝簡單，投資少，風險投資小，生產成本低，投資回收期短。
文檔編號C10L1/00GK1515655SQ03139178
公開日2004年7月28日 申請日期2003年8月28日 優先權日2003年8月28日
發明者蔡新華, 紀永志, 紀靜, 蔡濤 申請人:蔡新華