车用燃料甲醇及其合成设备.pdf

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1、10申请公布号CN101942347A43申请公布日20110112CN101942347ACN101942347A21申请号200910158329X22申请日20090706C10L1/02200601C10L1/04200601C10L1/23200601C10L1/182200601C10L1/183200601C10L9/10200601C10L10/0020060171申请人李孝富地址438000湖北省黄冈市新港大道116号申请人李敬书李文琼李三郎72发明人李孝富李敬书李文琼李三郎74专利代理机构北京北新智诚知识产权代理有限公司11100代理人胡福恒54发明名称车用燃料甲醇及其合成。

2、设备57摘要本发明涉及一种车用燃料甲醇及其合成设备，该燃料甲醇的组成和重量百分比为甲醇不大于50，芳烃不小于45，助溶改性剂不大于5；该设备包括甲醇原料输送装置、助溶改性剂原料输送装置、芳烃原料输送装置、合成装置和成品罐的灌装装置。该车用燃料甲醇在不掺混汽油和不改造汽油发动机的前提下可直接使用，其动力性、抗爆性、百公里油耗均优于传统汽油，且无胶质、硫含量，达到国IV标准，同时又能以任意比例与汽油、乙醇汽油、甲醇汽油互溶使用。该合成设备具有结构简单，工艺流程短，在线监控和自动化操作程度高等特点，且生产过程中无原料损耗，无蒸馏、催化、裂解等化学反应等能耗，只消耗少量电能，无“三废”产生和排放。51。

3、INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图1页CN101942352A1/1页21一种车用燃料甲醇，其特征在于，其组成和重量百分比为甲醇不大于50，芳烃BTX或甲苯不小于45，助溶改性剂不大于5。2根据权利要求1所述的车用燃料甲醇，其特征在于，所述助溶改性剂为助溶剂，着火促进剂和抗氧剂；其中该助溶剂选自C3饱和醇、C4饱和醇、C5饱和醇和C8饱和醇中的任意两种，含量分别占助溶剂总量的4050重量；该着火促进剂选自1硝基丁烷或硝基乙酯，含量为35；该抗氧剂为2叔丁基对甲酚，含量为57。3一种如权利要求1所述车用燃料甲醇的合成设备，其特征在于，其包括甲醇。

4、原料输送装置、助溶改性剂原料输送装置、芳烃原料输送装置、合成装置和成品罐的灌装装置；该甲醇原料输送装置、助溶改性剂原料输送装置和芳烃原料输送装置的出口分别通过管线与合成装置的进口连接；该合成装置出口通过管线与成品罐灌装装置连接；该合成装置包括循环泵、合成罐和合成罐输出泵；该合成罐内部设置有蜂窝孔布洒装置；该循环泵的出口经管线与合成罐内的蜂窝孔布洒装置连接，循环泵的入口经管线与合成罐一出口连接，从而构成合成装置的自循环搅拌混合系统；该合成罐输出泵的入口经管线与合成罐一出口连接，合成罐输出泵的出口经管线与成品罐灌装装置连接。4根据权利要求3所述的车用燃料甲醇的合成设备，其特征在于所述甲醇原料输送装。

5、置包括甲醇泵、甲醇原料罐和快速接头组成；其中甲醇泵的入口通过三通及管线分别与快速接头和甲醇原料罐的出口连接；甲醇泵的出口通过三通及管线分别与甲醇原料罐的入口及合成罐的一入口连接。5根据权利要求3所述的车用燃料甲醇的合成设备，其特征在于所述助溶改性剂原料输送装置包括助溶改性剂泵、助溶改性剂原料罐和快速接头组成；其中助溶改性剂泵的入口通过三通及管线分别与快速接头和助溶改性剂原料罐的出口连接；助溶改性剂泵的出口通过三通及管线分别与助溶改性剂原料罐的入口及合成罐的一入口连接。6根据权利要求3所述的车用燃料甲醇的合成设备，其特征在于所述芳烃原料输送装置包括助溶芳烃原料输送原料泵、芳烃原料输送原料罐和快速。

6、接头组成；其中芳烃原料输送原料泵的入口通过三通及管线分别与快速接头和芳烃原料输送原料罐的出口连接；芳烃原料输送原料泵的出口通过三通及管线分别与芳烃原料输送原料罐的入口及合成罐的一入口连接。7根据权利要求3所述的车用燃料甲醇的合成设备，其特征在于所述成品罐的灌装装置包括合成燃料输出泵、成品罐和输出接口；其中，合成燃料输出泵的入口经管线与成品罐连接；出口经管线与输出接口连接，用以向油车充装醇基合成燃料。8根据权利要求37中任一项所述的车用燃料甲醇的合成设备，其特征在于所述蜂窝孔布洒装置为至少一面设置有复数细孔的容器，该容器的入口与所述合成罐的入口连接。9根据权利要求8所述的车用燃料甲醇的合成设备，。

7、其特征在于所述容器为管形，位于合成罐底部1530CM高位置、并贯通合成罐内部两端、且圆周设置有复数细孔的管形容器，其中该细孔的孔径为36MM。10根据权利要求37中任一项所述的车用燃料甲醇的合成设备，其特征在于所述合成罐上设置有供蜂窝孔管检修用人孔。权利要求书CN101942347ACN101942352A1/6页3车用燃料甲醇及其合成设备技术领域0001本发明涉及一种车用燃料甲醇，具体涉及一种以甲醇、芳烃BTX或甲苯为主要原料，助溶改性剂为辅助原料组成的不含汽油的车用燃料甲醇；同时本发明也涉及到了制备该车用燃料甲醇的合成反应设备，属于车用替代能源的化工产品及化工设备技术领域。背景技术0002。

8、甲醇不仅是重要的化工原料，同时也是低碳、环保的清洁能源。是目前唯一能大规模替代石油的重要能源，具有工艺技术成熟、生产成本低廉等诸多优势，且贮存、运输、加注全流程设备与汽油通用。我国甲醇年产能已达到近3000万吨，潜在产能近亿吨，国家已将其作为未来3050年过渡性替代能源。甲醇目前主要是由煤和天然气为原料生产，也可以由生物质气化生成CO、生物质发酵生成CH4、空气中CO2回收加氢等技术再生。不同比例的甲醇汽油技术其研究、开发、应用在我国已有十五年历史，国家于2009年5月16日颁布了GB/T235102009车用燃料甲醇标准。甲醇汽油及添加剂在国内各生产企业都在发展，其配比分别为M15、M25、。

9、M40、M50、M85、M100，上述六种配比的甲醇汽油技术尚存在以下几方面的缺陷00031、M15、M25两种比例的甲醇汽油技术还需掺混大量的汽油，成本高，对加油站和汽车用户让利微小，市场销售、使用的积极性不大；00042、M40、M50两种比例的甲醇汽油技术亦还需掺混一半以上汽油，抗水能力弱，稳定性差，摩托车不调节风门、调整混合比无法启动，部分电喷汽车的氧传感器指示灯故障灯会亮，虽然不影响使用效果，但易使驾驶员产生误判；00053、M85、M100两种比例的甲醇汽油技术虽然只掺混少量汽油或不掺混汽油，但需要改造发动机，改造后的汽车就只能使用这种比例的甲醇汽油，在国家未全面推行此比例甲醇汽油。

10、的情况下，实施难度更大，而且油耗会增大80，一箱油的行车里程会大大缩短，其经济性也会和汽油相差无几；00064、当前各甲醇汽油生产企业的配制工艺均需将甲醇、汽油、添加剂在工厂混合成甲醇汽油成品对外销售，有的还需进行相应的反应。不能象乙醇汽油那样先调成燃料乙醇，后由汽油批发商在油库按比例调配成乙醇汽油，这种工艺原料重复运输成本高，产品销售地域半径严重受限。0007上述这些缺陷严重制约了甲醇汽油的推广应用，使我国甲醇资源优势不能在替代能源领域发挥真正的作用。发明内容0008为解决现有技术的上述问题，本发明提供一种车用燃料甲醇，其利用甲醇和芳烃BTX为基本原料，添加助溶改性剂制备该车用燃料甲醇，有效。

11、提高其热值，优化燃料特性，提高抗水能力，使其适应汽油车发动机最佳燃烧效果，降低尾气污染；该车用燃料甲醇在不掺混汽油和不改造汽油发动机的前提下可直接使用，其动力性、抗爆性、百公里油耗均优于传说明书CN101942347ACN101942352A2/6页4统汽油，又能以任意比例与汽油、乙醇汽油、甲醇汽油互溶使用。同时本发明提供一种专门合成该车用燃料甲醇的合成生产装置，该生产装置结构简单，生产过程中无原料损耗，无工业三废产生和排放，且生产过程中不消耗热能，只消耗少量电能。0009为实现上述目的，本发明公开了一种车用燃料甲醇，其组成和重量百分比为甲醇不大于50，芳烃BTX或甲苯不小于45，助溶改性剂不。

12、大于5。0010如上所述的车用燃料甲醇，该助溶改性剂优选为助溶剂，着火促进剂和抗氧剂；其中该助溶剂选自C3饱和醇、C4饱和醇、C5饱和醇和C8饱和醇中的任意两种，含量分别占助溶剂总量的4050重量；该着火促进剂选自1硝基丁烷或硝基乙酯，含量分别占助溶剂总量的35；该抗氧剂为2叔丁基对甲酚，含量分别占助溶剂总量的57。0011如上所述的车用燃料甲醇，该芳烃BTX为苯甲苯二甲苯混合物。0012一种如上所述车用燃料甲醇的合成设备，其包括甲醇原料输送装置、助溶改性剂原料输送装置、芳烃原料输送装置、合成装置和成品罐的灌装装置；0013该甲醇原料输送装置、助溶改性剂原料输送装置和芳烃原料输送装置的出口分别。

13、通过管线与合成装置的进口连接；该合成装置出口通过管线与成品罐灌装装置连接；0014该合成装置包括循环泵、合成罐和合成罐输出泵；该合成罐内部设置有蜂窝孔布洒装置；0015该循环泵的出口经管线与合成罐内的蜂窝孔布洒装置连接，循环泵的入口经管线与合成罐一出口连接，从而构成合成装置的自循环搅拌混合系统；0016该合成罐输出泵的入口经管线与合成罐一出口连接，合成罐输出泵的出口经管线与成品罐灌装装置连接。0017如上所述的车用燃料甲醇的合成设备，其中，该甲醇原料输送装置可包括甲醇泵、甲醇原料罐和快速接头组成；其中甲醇泵的入口通过三通及管线分别与快速接头和甲醇原料罐的出口连接；甲醇泵的出口通过三通及管线分别。

14、与甲醇原料罐的入口及合成罐的一入口连接。0018如上所述的车用燃料甲醇的合成设备，其中，该助溶改性剂原料输送装置可包括助溶改性剂泵、助溶改性剂原料罐和快速接头组成；其中助溶改性剂泵的入口通过三通及管线分别与快速接头和助溶改性剂原料罐的出口连接；助溶改性剂泵的出口通过三通及管线分别与助溶改性剂原料罐的入口及合成罐的一入口连接。0019如上所述的车用燃料甲醇的合成设备，其中，该芳烃原料输送装置可包括助溶芳烃原料输送原料泵、芳烃原料输送原料罐和快速接头组成；其中芳烃原料输送原料泵的入口通过三通及管线分别与快速接头和芳烃原料输送原料罐的出口连接；芳烃原料输送原料泵的出口通过三通及管线分别与芳烃原料输送。

15、原料罐的入口及合成罐的一入口连接。0020如上所述的车用燃料甲醇的合成设备，其中，该成品罐的灌装装置可包括合成燃料输出泵、成品罐和输出接口；其中，合成燃料输出泵的入口经管线与成品罐连接；出口经管线与输出接口连接，用以向油车充装醇基合成燃料。0021如上所述的车用燃料甲醇的合成设备，其中，该蜂窝孔布洒装置可以为至少一面设置有复数细孔的容器，该容器的入口与所述合成罐的入口连接。0022如上所述的车用燃料甲醇的合成设备，其中，该容器可以为管形、箱形或锥形。0023如上所述的车用燃料甲醇的合成设备，其中，该容器优选为管形，位于合成罐底部说明书CN101942347ACN101942352A3/6页51。

16、530CM高位置、并贯通合成罐内部两端、且圆周设置有复数细孔的管形容器，其中该细孔的孔径为36MM。0024如上所述的车用燃料甲醇的合成设备，其中，该合成罐上可设置有供蜂窝孔管检修用人孔。0025更具体地，所述甲醇原料输送装置由甲醇泵的入口经过三通管一端与球阀、管线、快速接头相连，另一端经球阀、管线、截止阀与甲醇原料罐相连，甲醇泵的出口经三通管的一端与球阀、管线、截止阀与甲醇原料罐相连，经三通管的另一端与球阀、流量计、管线和及截止阀与合成罐相连，从而构成甲醇原料输送装置。0026所述用助溶改性剂原料输送装置由助溶改性剂泵的入口经三通管一端与球阀、管线、快速接头相连，另一端经球阀、管线、截止阀与。

17、助溶改性剂原料罐相连；助溶改性剂泵的出口经三通管的一端与球阀、管线、截止阀与助溶改性剂原料罐相连，另一端经球阀、流量计、管线及截止阀与合成罐相连，从而构成助溶改性剂原料输送装置。0027所述芳烃BTX原料输送装置由芳烃BTX原料泵的入口经管线上三通一端与球阀、输入管线、快速接头相连，三通的另一端经球阀、管线、截止阀与芳烃BTX原料罐相连，芳烃BTX原料泵的入口经管线上三通一端与球阀、管线、截止阀与芳烃BTX原料罐相连，三通的另一端经管线、球阀、流量计、管线和及截止阀与合成罐相连，从而构成芳烃BTX原料输送装置。0028所述自循环搅拌混合系统由循环泵的入口经管线，截止阀与合成罐相连，循环泵的出口。

18、经管线和、截止阀、蜂窝孔管与合成罐相连，从而构成循环搅拌混合系统。0029所述合成罐输出泵的入口经管线、截止阀与合成罐相连，出口经管线和、截止阀与成品罐相连，从而构成合成燃料输送系统。0030所述成品罐的灌装装置由合成燃料输出泵的入口经管线、截止阀与成品罐相连，出口经管线上三通管的一端与分压管线、单向阀、管线与管线相连，别一端经流量计、管线、球阀与栈桥管线相连；栈桥管线上分别安装有球阀、和输出接口和，用以向油车充装醇基合成燃料，从而构成成品罐的灌装装置。0031本发明提供的有益效果在于，本发明所述的车用燃料甲醇在不掺混汽油和不改造汽油发动机的前提下可直接使用，车用燃料甲醇的热值为8500KCA。

19、L/KG，略低于汽油，但辛烷值超过110，抗爆指数可达92以上，因而百公里油耗比汽油节省4，其动力性比汽油提高5。胶质、硫含量为0，达到国IV标准。同时又能与任意比例与汽油、乙醇汽油、甲醇汽油互溶使用。本发明的车用燃料甲醇，其中该芳烃BTX或甲苯辛烷值高，且与甲醇具有互溶性，是汽油的重要组分。其来源除石化生产外，煤的焦化亦可规模生产甲苯。由于甲苯燃烧时需氧量比烯烃和烷烃大，与含氧497甲醇混合，能有效消耗甲醇中的氧分子，使化油器发动机的摩托车和小汽车使用车用燃料甲醇时不需调整阻风门，完全克服了现有甲醇汽油技术的缺陷。且每吨成品原料的生产成本按现时价格计算降至3800元，对比93汽油每吨7100。

20、低3300元。其质量和价格优势更有利于车用燃料甲醇的推广应用。本发明提供的合成设备具有结构简单，工艺流程短，在线监控和自动化操作程度高等特点。生产过程中无原料损耗，不消耗热能，只消耗少量电能，无三废产生和排放。说明书CN101942347ACN101942352A4/6页6附图说明0032图1为本发明一种优选实施方式的车用燃料甲醇合成设备示意图。具体实施方式0033实施例1车用燃料甲醇合成设备0034一、车用燃料甲醇合成设备包括甲醇原料输送装置、助溶改性剂原料输送装置、芳烃BTX原料输送装置、合成装置和成品罐的灌装装置，如图1所示00351、甲醇泵1的入口经过三通管81一端与球阀6、管线5、快。

21、速接头2相连，另一端经球阀9、管线10、截止阀13与甲醇原料罐14相连；甲醇泵1的出口经三通管18的一端与球阀19、管线11、截止阀12与甲醇原料罐14相连，经三通管18的另一端与球阀17、流量计16、管线15和59及截止阀47与合成罐52相连，从而构成甲醇原料输送系统；00362、助溶改性剂泵20的入口经三通管86一端与球阀21管线7、快速接头3相连，另一端经球阀22、管线23、截止阀25与助溶改性剂原料罐26相连；助溶改性剂泵20的出口经三通管79的一端与球阀30、管线31、截止阀24与助溶改性剂原料罐26相连，另一端经球阀29、流量计28、管线27、15、59及截止阀47与合成罐52相连。

22、，从而构成助溶改性剂原料输送系统；00373、芳烃原料输送原料泵32的入口经管线上三通41一端与球阀33、输入管线8、快速接头4相连，三通的另一端经球阀34、管线38、截止阀36与芳烃原料输送原料罐37相连；芳烃原料输送原料泵32的出口经管线上三通43一端与球阀42、管线40、截止阀39与芳烃BTX原料罐37相连，三通的另一端经管线43、球阀44、流量计45、管线46和59及截止阀47与合成罐52相连，从而构成芳烃BTX原料输送系统；00384、循环泵58的入口经管线57、截止阀48与合成罐52相连，循环泵58的出口经管线49和56、截止阀55与合成罐52内部的蜂窝孔管51相连，从而构成自循环。

23、搅拌混合系统；00395、合成罐输出泵60的入口经管线54、截止阀50与合成罐52相连，出口经管线53和69、截止阀78与成品罐61相连，从而构成合成燃料输送系统；00406、合成燃料输出泵70的入口经管线73截止阀74与成品罐相连，另一端经流量计77、管线68球阀67、与栈桥管线64相连；栈桥管线64上分别安装有球阀62、66和输出接口63和65，用以向油车充装车用燃料甲醇，从而构成成品罐的灌装系统；0041合成罐52上的人孔35为蜂窝孔管51的检修口。0042二、本专利的工艺装置的结构原理简述如下0043甲醇原料卸车工艺0044关闭球阀9和球阀17，打开球阀19和截止阀12，使快速接头2与。

24、油罐车接口相连，启动甲醇泵1，甲醇原料依次经过快速快速接头2、管线5、球阀6、三通管81、甲醇泵1、三通管18、球阀19、管线11、截止阀12进入甲醇原料罐14贮存备用；说明书CN101942347ACN101942352A5/6页70045助溶改性剂原料卸车工艺0046关闭球阀22和球阀29，打开球阀21和球阀30、截止阀24，使快速接头3与油罐车接口相连，启动助溶改性剂泵1，助溶改性剂原料依次经过快速接头3、管线7、球阀21、助溶改性剂泵20、三通管79、球阀31、截止阀24进入助溶改性剂原料罐26贮存备用；0047芳烃BTX原料卸车工艺0048关闭球阀34和球阀44，打开球阀33和球阀4。

25、2、截止阀39，使快速接头4与油罐车接口相连，启动芳烃BTX泵32芳烃BTX原料依次经过快速接头4、管线8、球阀33管线41芳烃BTX原料泵32、三通管43、球阀42、管线40截止阀39进入芳烃BTX原料罐37贮存备用；0049甲醇原料输入合成罐工艺过程0050关闭球阀6和球阀19以及球阀29和球阀44、截止阀50，打开截止阀13、球阀17、截止阀47、启动甲醇泵1，甲醇原料罐14内的甲醇原料依次经过截止阀13、管线10、球阀9、三通管81、甲醇泵1、三通管18、球阀17、流量计16、管线15和管线59及截止阀47进入合成罐52观察流量计16，按照定量配比完成甲醇原料输入；0051助溶改性剂原。

26、料输入合成罐工艺过程0052关闭球阀21和球阀30以及球阀17和球阀44、截止阀50，打开球阀22、球阀29、截止阀25、截止阀47、启动助溶改性剂泵20，助溶改性剂原料罐26内的助溶改性剂原料依次经过截止阀25、管线23、球阀22、三通管80、助溶改性剂泵20、三通管79、管线15和管线59及截止阀47进入合成罐52；观察流量计28，按照定量配比完成助溶改性剂原料输入；0053芳烃BTX原料输入合成罐工艺过程0054关闭球阀33和球阀42以及球阀29和球阀17、截止阀50，打开截止阀47、球阀34、球阀44、启动芳烃BTX原料泵32，芳烃BTX原料罐37内的芳烃BTX原料依次经过截止阀36、。

27、管线38、球阀34、三通管41、芳烃BTX泵32、三通管43、球阀44、流量计45、管线46和管线59及截止阀47进入合成罐52；观察流量计45，按照定量配比完成芳烃BTX原料输入。0055车用燃料甲醇合成工艺0056三种原料均按照规定比例加入合成罐52后，关闭截止阀47、截止阀50，打开截止阀48、截止阀55，并启动循环泵58，此时合成罐52内的原料依次经过截止阀48、管线57、循环泵58、管线49和管线56、截止阀55，蜂窝孔管51中以数千条小液柱喷射而出，在合成罐52内形成相互溶解的动力，如此循环往复，而使之充分混溶，每批次循环泵58工作30分钟就能够完全混溶，此时关闭循环泵58截止阀4。

28、8、截止阀55，车用燃料甲醇就完成合成工艺过程。0057醇基合成燃料卸车和贮存工艺0058关闭截止阀74，打开截止阀50、截止阀78，并启动合成罐输出泵60，此时合成罐52内的原料依次经过截止阀50、管线54、合成罐输出泵60、管线53和管线69、截止阀78，进入成品罐61中贮存，然后关闭截止阀78，打开截止阀74、球说明书CN101942347ACN101942352A6/6页8阀67和球阀62以及球阀66，将输出接口与油罐车相对接，然后启动合成燃料输出泵70，此时成品罐61中的醇基合成燃料便依次经过截止阀74、管线73、合成燃料输出泵70、三通管71和流量计77、管线68、球阀67和球阀6。

29、7、栈桥管线64以及球阀66和球阀62，从输出接口63进入油罐车运输出厂。0059实施例2车用燃料甲醇0060应用实施例1的设备及工艺，制备车用燃料甲醇，其成分及配比重量百分比如下0061样品1甲醇50，甲苯45，助溶改性剂5；其中该助溶改性剂中含正丁醇45，正辛醇45，1硝基丁烷5，2叔丁基对甲酚5。0062样品2甲醇40，甲苯57，助溶改性剂3；其中该助溶改性剂中含异丁醇48，异辛醇42，1硝基丁烷6，2叔丁基对甲酚4。0063样品3甲醇30，甲苯66，助溶改性剂4；其中该助溶改性剂中含正丙醇50，正戊醇40，1硝基丁烷3，2叔丁基对甲酚7。0064样品4甲醇40，芳烃TBX55，助溶改性剂5；其中该助溶改性剂中含异丁醇48，异辛醇42，1硝基丁烷6，2叔丁基对甲酚4。0065上述样品的性能指标如表1所示0066表10067热值KCAL/KG辛烷值抗爆指数胶质含量硫含量样品178001109200样品285001139400样品389001169600样品480501149400说明书CN101942347ACN101942352A1/1页9图1说明书附图CN101942347A。