一种醇基清洁燃料组合物及其制备方法.pdf

一种醇基清洁燃料组合物及其制备方法
    本发明涉及一种醇基清洁燃料组合物及其制备方法。该组合物适合于以液体含碳燃料进行做功的各种发动机和工业及民用的各种加热炉。

    我国的石油生产量已远远不能满足国内日益强劲的需求量，油价也随国际石油行情的变化而不断升高，造成很多耗能企业的成本居高不下。仅2000年一年我国就进口石油7800万吨，进入21世纪，若不考虑节能因素，根据国内经济的发展速度，平均每年将有5000万吨以上的石油缺口需依靠进口来解决。我国能源供应的安全问题，已经上升到了国家战略的高度。因此，充分利用国内丰富的各种可再生资源，研制开发和生产醇基清洁燃料来代替石油系燃料具有十分重要的现实意义。我国在20世纪80年代由国家科委和中科院组织一批高校和研究单位对醇类燃料的应用，进行了深入的研究，取得了一些成果，国内外关于醇基代用燃料的应用方面的报道及专利者比较多。如巴西早已广泛应用E20汽油醇，我国也批准河南和吉林两地的汽油醇示范计划，规模都在百万吨以上。中国专利CN1218823A、ZL94108561、9等。但是均存在热值低、耗量大、综合成本高及对燃烧设备有浸蚀作用等不足。本发明的目的是提供一种不存在上述缺点的新型醇基清洁燃料组合物及其制备方法，以制备出成本低、热值高、耗量适中的，适合于广泛推广应用的醇基清洁燃料。    

    为达到本发明地目的，首先提高其热值，本发明主要采用加入高热值的烃类、高碳醇、高碳酯类及热值增效剂，为降低成本，本发明中的主要成分均为可再生的生物质液体燃料和回收利用的废杂油类；为提高其燃烧效率，本发明采用了性能优异的消烟助燃剂及增氧剂等成分；使其能在不改变燃烧器的情况下仍能充分燃烧。另外，由于主料采用的是含有少量H2O的粗品，这种含有H2O成份的组分在燃烧过程中能产生一系列物理化学反应，如“微爆反应”、“水煤气反应”，同时使混合气均化度和空气利用率得到提高，促使更多的C和CO转化为CO2，这样，相应地就大大减少了不完全燃烧造成的废气排放；为提高产品在贮存、运输、使用过程中的稳定性，本发明中采用了高效乳化剂和助溶剂，使烃与醇之间形成非常均匀的混合状态。

    本发明是这样实现的，即提供一种组合物及其制备方式，其组合物主要由低碳醇混合物、脂肪酸酯类、混合的液体烃类、乳化剂、助燃剂等组成，包括如下的组分及含量

    低碳混合醇             50-60％

    C8-C20的液体烃      20-30％

    异丁醇                2-8％

    异戊醇                3-7％

    脂肪酸甲酯            1-8％

    植物油                2-10％

    茂金属                0.01-0.2％

    烷基脂肪酸钡          0.01-0.06％

    聚乙二醇十二烷基醚    0.01-0.2％

    聚氧乙烯(40)失水山梨醇单硬脂酸酯 0.02-0.06％

    其组合物之和应等于100％

    本发明的制备方法是将上述含量的低碳混合醇中，边搅拌边依次加入异戊醇、脂肪酸甲酯、植物油、聚氧乙烯(40)失水山梨醇单硬脂酸酯、聚乙二醇十二烷基醚，30min后，再加入混合液体烃、二茂铁等剩余组分，以2000r-5000r/min的转速，继续搅拌50min，直至其组分完全混溶，呈现出接近透明的稳定状态，即可出料包装。

    以下，将通过实施例对本发明作进一步的说明(注：本发明中的百分比均为重量百分比wt％)：

    低碳混合醇                        55％

    C8-C20的液体烃                 25％

    异丁醇                           3％

    异戊醇                           5％

    脂肪酸甲酯                       6％

    植物油                           4％

    茂金属                           0.2％

    烷基脂肪酸钡                     0.05％

    聚乙二醇十二烷基醚                0.1％

    聚氧乙烯(40)失水山梨醇单硬脂酸酯   0.06％

    用本发明所制成的醇基清洁燃料在各种内燃机及工业窑炉中进行试烧及应用结果表明其具有优异的综合性能。在内燃机中的燃烧较为均匀，使局部富氧和局部缺氧的几率减少，燃烧趋于完善，使CO和HC的生成量和排放量较低，从而使燃烧效率和热效率提高，能耗率下降。

    本发明所制备的燃料在各种锅炉及工业炉中燃烧时的燃烧速度和火焰传播速度快。所以，燃烧的定容性较好，燃烧持续期短，过后燃烧程度小，这就使其放热规律有利于热效率的提高。另外，由于该燃料的气化热比较大，它在进入进气管道或进入燃烧室后，能吸收沿途壁面和燃烧室周围高温零件壁面的热量而使自己蒸发。这就等于利用了部分废热、余热，使燃料本身的能位升高，同时降低了燃烧室周围的温度，从而减少了对外传热量。这也节约了散热，提高了热效率。鉴于本发明所制备燃料的燃烧效率非常高，从而大大消除由于燃烧不充分而造成的各种废气排放，有极为明显的环保效果。

    再者，在本发明的各组分中，充分利用了各种综合资源，如酒厂的各种低碳醇副产物、各种非食用植物油、回收利用的各种非标液体烃的混合物等，不但使其能再生利用，而且减少了各种浪费和环境污染，同时使本发明的综合成本大大降低，热值得到提高，其综合效益十分明显。本说明书的内容，在本技术领域的普通和高级技术人员都能理解，通过阅读本说明书，只要不离开本发明的精神和范围，可以作出多种变化，但是，所有这些变化应属于本发明所附权利要求的范围。