燃料乙醇及配制方法和用途.pdf

本发明公开了一种燃料乙醇及配制方法和用途。它是将下列体积份原料组成：浓度为94％～96％的乙醇55％～83％，甲醇5％～20％，异丙醇5％～10％，异丁醇5％～10％和异戊醇2％～5％，五种原料之和为百分之百混配制成的燃料乙醇。再将燃料乙醇与车用汽油混合后的车用乙醇汽油的用途。本发明生产成本低、工艺简单、能代替10％～20％的汽油机燃料又能提高汽油抗爆性能、辛烷值、净化汽车尾气的清洁混和有水燃料乙醇以及它的生产方法。本发明的原料广泛且再生；生产工艺简单，投入小，生产过程无“三废”产生。

权利要求书
1、  一种燃料乙醇，它是由下列体积份原料组成：浓度为94％～96％的乙醇55％～83％，甲醇5％～20％，异丙醇5％～10％，异丁醇5％～10％和异戊醇2％～5％，五种原料之和为百分之百。

2、  如权利要求1所述燃料乙醇，其特征是所述甲醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇采用工业级原料。

3、  如权利要求1或2所述燃料乙醇，其特征是所述原料体积比为乙醇55％～60％，甲醇15％～20％，异丙醇7％～10％、异丁醇7％～10％和异戊醇3％～5％，五种原料之和为百分之百。

4、  如权利要求1或2所述燃料乙醇，其特征是所述原料体积比为：乙醇60％～83％，甲醇5％～15％，异丙醇5％～7％，异丁醇5％～7和异戊醇2％～3％，五种原料之和为百分之百。

5、  一种燃料乙醇的配制方法，它是将异戊醇、异丙醇、异丁醇、甲醇、乙醇顺序依次送入密闭搅拌罐中搅拌充分，均匀混和后即制得本燃料乙醇，所述原料体积比为：浓度为94％～96％的乙醇55％～83％，甲醇5％～20％，异丙醇5％～10％，异丁醇5％～10％和异戊醇2％～5％，五种原料之和为百分之百。

6、  如权利要求5所述燃料乙醇的配制方法，其特征是所述原料体积比为：乙醇55％～60％，甲醇15％～20％，异丙醇7％～10％、异丁醇7％～10％和异戊醇3％～5％，五种原料之和为百分之百。

7、  如权利要求5所述燃料乙醇的配制方法，其特征是所述原料体积比为：乙醇60％～83％，甲醇5％～15％，异丙醇5％～7％，异丁醇5％～7和异戊醇2％～3％，五种原料之和为百分之百。

8、  如权利要求5、6、7所述燃料乙醇的配制方法，其特征是所述甲醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇采用工业级原料。

9、  一种燃料乙醇的用途，将下列体积份原料组成：浓度为94％～96％的乙醇55％～83％，甲醇5％～20％，异丙醇5％～10％，异丁醇5％～10％和异戊醇2％～5％，五种原料之和为百分之百混配制成的燃料乙醇与车用汽油混合后的车用乙醇汽油的用途。

说明书燃料乙醇及配制方法和用途
技术领域
本发明涉及内燃机(主要是汽油机)所用燃料及其生产方法，特别是清洁混和有水燃料乙醇及其生产方法。
背景技术
目前的燃料乙醇均采用无水乙醇为基础料，为了区分燃料乙醇和无水乙醇，同时防止将燃料乙醇用作它用，现使用的燃料乙醇的无水乙醇中加入适量汽油或变性剂制得。现燃料乙醇是有色的。而无水乙醇生产成本大、工艺复杂、设备投入大、技术要求高、能耗大、对资源消耗大。大量使用无水乙醇对资源的消耗大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不使用无水乙醇的燃料乙醇及制备方法，并提出燃料乙醇的用途，以解决上述问题。
本发明的技术方案之一为：燃料乙醇，它是由下列体积份原料组成：浓度为94％～96％的乙醇55％～83％，甲醇5％～20％，异丙醇5％～10％，异丁醇5％～10％和异戊醇2％～5％，五种原料之和为百分之百。
本发明的技术方案之二为：燃料乙醇的配制方法，它是将异戊醇、异丙醇、异丁醇、甲醇、乙醇顺序依次送入密闭搅拌罐中搅拌充分，均匀混和后即制得本燃料乙醇，所述原料体积比为：浓度为94％～96％的乙醇55％～83％，甲醇5％～20％，异丙醇5％～10％，异丁醇5％～10％和异戊醇2％～5％，五种原料之和为百分之百。
本发明的技术方案之三为：燃料乙醇的用途，是将下列体积份原料组成：浓度为94％～96％的乙醇55％～83％，甲醇5％～20％，异丙醇5％～10％，异丁醇5％～10％和异戊醇2％～5％，五种原料之和为百分之百混配制成的燃料乙醇与车用汽油混合后的车用乙醇汽油的用途。
所述甲醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇采用工业级原料。
上述燃料乙醇与车用汽油的体积比为：10～20∶80～90。
本发明生产成本低、工艺简单、能代替10％～20％的汽油机燃料又能提高汽油抗爆性能、辛烷值、净化汽车尾气的清洁混和有水燃料乙醇以及它的生产方法。本发明的原料广泛且再生；生产工艺简单，投入小，生产过程无“三废”产生；可代替10％～20％的汽油；可将低标号(低辛烷值RON)汽油提升为高标号(高辛烷值RON)汽油，如将90#汽油(90个辛烷值)提升到99#(99个辛烷值)汽油；可改善汽油燃烧性能，净化汽车尾气，减少污染。
具体实施方式
原料甲醇、异丙醇、异丁醇、异戊醇采用工业级原料，这样可以大大降低燃料乙醇的成本。
所述工业甲醇的要求为：色度(铂-钴)/号≤10；密度(20℃)/(g/cm 3)：0.791-0.793；温度范围(0℃.101325Pa)/℃：64.6-65.5；沸程(包括64.6±0.1℃)/℃≤1.0；高锰酸钾试验/min≥30；水溶性试验：澄清；水分含量≤ 0.15；酸度(以HCOOH计)/％≤ 0.0030；或碱度(以NH3计)/％≤0.0008；炭基化合物含量(以CH2O计)/％≤0.005；蒸发残渣含量/％≤0.003。
所述工业异丙醇的要求为：色度/(Pt-Co色号)≤15；密度20℃/(g/cm3)：0784-0.789；水溶性试验：澄清；纯度(在101325Pa下)；初馏点/℃≥81.5干点/℃≤83.5；水含量/％(质量)≤0.25；酸含量(以乙酸计)/％(质量)≤0.003；蒸发残渣/％(质量)≤0.0010；炭基含量(以丙酮计)/％(质量)≤0.10；硫化物含量(以S计)×10-6≤2。
所述工业级异丁醇的要求为：含量/％(质量)99.0；色度(Pt-Co)/号≤10；水分/％≤0.15；酸度(以HCI计)/％≤0.005。
所述工业级异戊醇的要求为：密度0.810-0.815；异戊醇含量/％≥96。水分/％≤0.8。
实施例1
采用原料体积比为乙醇55％～60％，甲醇15％～20％，异丙醇7％～10％、异丁醇7％～10％和异戊醇3％～5％，五种原料之和为百分之百。
具体实施例：
乙醇550升，甲醇200升，异丙醇100升，异丁醇100升，异戊醇50升；将上述异戊醇、异丙醇、异丁醇、甲醇、乙醇顺序依次送入密闭搅拌罐中搅拌充分，均匀混和后即制得本燃料乙醇。
乙醇600升，甲醇170升，异丙醇100升，异丁醇100升，异戊醇30升；将上述异戊醇、异丙醇、异丁醇、甲醇、乙醇顺序依次送入密闭搅拌罐中搅拌充分，均匀混和后即制得本燃料乙醇。
乙醇580升，甲醇190升，异丙醇90升，异丁醇90升，异戊醇50升；将上述异戊醇、异丙醇、异丁醇、甲醇、乙醇顺序依次送入密闭搅拌罐中搅拌充分，均匀混和后即制得本燃料乙醇。
实施例2
乙醇60％～83％，甲醇5％～15％，异丙醇5％～7％，异丁醇5％～7和异戊醇2％～3％，五种原料之和为百分之百。
具体实施例：
乙醇830升，甲醇50升，异丙醇50升，异丁醇50升，异戊醇20升；将上述异戊醇、异丙醇、异丁醇、甲醇、乙醇顺序依次送入密闭搅拌罐中搅拌充分，均匀混和后即制得本燃料乙醇。
乙醇700升，甲醇150升，异丙醇70升，异丁醇50升，异戊醇30升；将上述异戊醇、异丙醇、异丁醇、甲醇、乙醇顺序依次送入密闭搅拌罐中搅拌充分，均匀混和后即制得本燃料乙醇。
将上述燃料乙醇按体积份10％～20％添加到汽油中进行检测：
1、质量检测(将上述燃料乙醇10％添加到90号汽油中)
检测结果如下表1：
表1：
  序  号    检测项目    计量单位    实测结果  1    研究法辛烷值(RON)    98.2  2    蒸气压(从9月16日至3月15日)    kPa    64.0  3    馏程：    10％蒸发温度    ℃    48.0    50％蒸发温度    ℃    91.3    90％蒸发温度    ℃    157.0    终馏点    ℃    200.6    残留量(体积分数)    ％    1.0  4    实际胶质    mg/100mL    6.6  5    铜片腐蚀(50℃，3h)    级    1  6    机械杂质    无  7    水溶性酸或碱    无  8    乙醇含量(体积分数)    ％    12.5  9    硫含量(质量分数)    ％    0.010  10    铅含量    g/L    0.004
2、排气污染物监测
按照GB18285-2000《在用汽车排气污染物限值及测量方法》的要求，分别用“汽车排放分析仪”和“柴油机数烟度分析仪”测量汽车机排气中CO、HC排放浓度和柴油机排放可见污染物的吸光系数(分别测量六次，结果取其平均值)。检测结果如表2：
表2汽油机怠速污染物排放浓度测量结果
  污染物                     CO(％)              HC(ppm)  测量均值  0.1 0.6 0.5 0.6 0.5 0.6 15 16 11 14 12 23
    5    0    7    0    7    2六次测量平均值                    0.52    15.17国家最低标准限值                    4.5    900
检测结论：
通过测量，将上述汽油怠速工况下，其排放的污染物(CO、HC)浓度低于GB18285-2000《在用汽车排气污染物限值及测量方法》中的最低标准限值。
3、性能检测
按照内燃机台架性能试验国家标准，在EQ6100汽油发动机上燃用上述乙醇汽油进行性能试验，测试上述乙醇汽油在该汽油机上的使用性能。
发动机进行足够地预热，分别进行最大油门开度下的外特性试验和n＝1400r/min下的负荷特性试验，分别测量不同工况下，发动机燃用乙醇汽油时的功率、油耗、扭矩等参数。
试验结果
1、试验记录如表3、表4所示
2、燃用上述乙醇汽油可使发动机正常起动，并可全负荷工作，表明上述乙醇汽油可以作为汽油的替代燃料在汽油机使用。
试验结论
本发明之燃料乙醇用于添加到车用汽油中在EQ6100汽油发动机上进行的外特性和负荷特性试验结果表明：乙醇汽油可以在汽油机上使用，对原机的性能没有明显影响。
表3燃用乙醇汽油外特性试验数据
  转速  r/min  3000  2800  2600  2400  2200  2000  1800  1600  1400  1200  功率  kW  77.2  71.0  68.8  60.0  53.4  50.0  45.0  38.8  34.0  29.1  扭矩  Nm  245.8  242.2  252.7  238.8  231.8  238.8  238.8  231.6  231.9  231.6  比油耗  g/kWh  336.6  342.2  322.9  349.3  355.2  351.8  350.5  368.0  373.3  381.1  小时耗  油量  Kg/h  25.97  24.30  22.21  20.75  18.95  17.58  15.77  l4.28  12.68  11.09  排气温  度  ℃  795  786  756  743  722  710  700  673  654  585  出水温  度  ℃  79.5  80.0  80.0  79.0  78.0  80.0  80.0  79.0  79.0  78.9  机油温  度  ℃  74.7  76.0  77.0  78.0  78.0  78.0  77.0  75.0  74.3  74  湿度  ％  74  74  74  74  74  74  74  74  74  74
表4：燃用生物汽油n＝1400r/min时负荷特性试验数据
    转速  r/min  1400  1400  1400  1400  1400  1400  1400  1400  1400    功率  kW  34.0  30.9  28.3  24.7  21.6  18.5  15.4  12.3  9.3    扭矩  Nm  231.9  210.8  193.0  168.5  147.4  126.3  1O5.3  84.2  63.2    比油耗  g/kWh  372.9  402.3  438.6  451.5  485.4  566.9  642.7  773.4  971.8    小时耗油    量  Kg/h  12.68  12.43  12.41  11.15  10.5  10.50  9.92  9.55  9.00    排气温度  ℃  504  668  648  637  607  602  597  587  523    出水温度  ℃  79.0  80.0  80.0  80.0  80.0  79.3  78.0  77.0  77.0    机油温度  ℃  73.0  74.0  74.0  74.0  74.0  74.0  73.0  72.0  73.0    湿度  ％  74  74  74  74  74  74  74  74  74.0