CN100357407C

CN100357407C - 燃料组合物

Info

Publication number: CN100357407C
Application number: CNB028296044A
Authority: CN
Inventors: 查尔斯·A·斯托克斯
Original assignee: Dometic AB
Current assignee: Dometic AG; Dometic AB
Priority date: 2002-09-13
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: AU2002354197A1; ZA200409613B; WO2004024849A1; CN1668725A

Abstract

本发明提供一种民用液体燃料组合物，特别是家庭中火炉或燃烧器所使用的液体燃料组合物，该组合物含有：至少一种有机化合物，在所述化合物中，基本上所有的碳原子均已连接在至少一个氧原子上，以便在化合物的燃烧期间，基本上只形成二氧化碳和水，从而在燃烧产物中避免了碳-碳键的形成；以及一种或多种添加剂，所述添加剂用于提供至少一种以下特征：火焰颜色、难闻并优选剧烈刺鼻的气味、燃料颜色和恶劣的味道。

Description

燃料组合物

技术领域

本发明涉及无烟灰、无污染、使用安全的液体燃料，尤其是用于带有无泄漏燃料罐的ORIGO型火炉的液体燃料。

背景技术

众所周知，劣质的固体和液体燃料的使用已成为约二十亿人的负担，所述劣质的固体和液体燃料引起了大量的疾病和早亡，同时，相对于回收用于烹调的有效热的量而言，这类燃料释放出过量的二氧化碳和其他温室气体。

在使用劣质燃料的发展中国家中，解决室内空气污染问题以及在降低温室气体排放率方面取得进展是极具价值的，以便随着碳交易的到来，发展中国家可以获得信贷，该信贷即使不能全部支付火炉和燃料的费用，也可以支付大部分该项费用。此外，停止使用作为民用燃料的木材不但能够保护森林和这些国家非常宝贵的生态系统，而且由此挽救的树木和灌木可以继续生长并吸收二氧化碳多年，最后再将其砍伐以作木材、纸张和纤维之用。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供无烟灰、无污染、使用安全的液体燃料组合物。本发明的目的还在提供一种液体燃料组合物，尤其是在发展中国家，这种燃料可以以合理的价格大量获得。

本发明的液体燃料组合物实现了上述目的。本发明还提供了优选实施方案。

现已发现，所需要的燃料应当为易于运输的液体，并且必须具有这样的化学性质，即当它燃烧时，不可能在任何不需要的副产物中形成碳键。事实上，它必须具有这样的性质：对于所有实用目的，不会形成除二氧化碳和水以外的其他产物。这似乎意味着基于有机化合物的燃料应当不含有未连接到单个氧原子或多个氧原子上的碳原子。

这样的化合物数量非常有限，并且那些可以找到的所述化合物必须以相对较低的成本来制备，且这些化合物必须来自于具有多年残存使用年限的数量极大的基础资源。在慎重考虑后，优选以醇类，尤其是甲醇作为该化合物，并且发现其可以满足本发明的要求。在考察了所有的燃烧系统并对其测试之后，发现所谓的ORIGO型火炉是最佳的全面的烹饪系统，并且测试证明这一点毋庸置疑。

然而，已经认识到，优选可以将甲醇在一定程度上与其他脂肪醇，尤其是乙醇和异丙醇相混合，并且其仍然具有适当的燃烧特征。

人们还认识到，由于甲醇有毒，可以将甲醇与少量材料相混合以提供带颜色的火焰、难闻的尤其是剧烈刺鼻的气味、燃料颜色和令人厌恶的味道。因此，本发明的燃料优选为基于甲醇的混合燃料。

为了实现本燃料发明的目的，应当设法寻找重要的最适于用作添加剂的化合物族，所述添加剂用来在家用中赋予燃料更完善的功能。另外，人们还在探寻协同效应，即，可以为火焰提供颜色的加臭剂或还可以提供异味的加臭剂。

同时，人们也在探寻提供足够的替代品，以满足化学品在发展中国家的易得性方面的局限，并适合于家用。例如，对于火焰颜色，本发明提供了含钠有机金属化合物族。乙酸钠仅仅是醋中的酸的钠盐，并且钠在食品中是常见的，当然，钠也含于食盐中。因此，这些化合物适合于家用。

另外，还在其他方面努力进行探索，即，所述材料在所涉及的浓度水平，除了无毒以外，至少在使用的浓度水平上必须可以得到且在价格上可以承受。

下面，将对优选添加剂进行描述，所述添加剂可以作为单一添加剂或组合添加剂使用。

加臭剂

关于加臭剂，已经选出七类特别适用的化合物族。这些化合物是始于甲硫醇的硫醇类，包括乙基、丙基和丁基化合物，尤其是异丙硫醇，因为它具有极低的嗅觉阈值。尽管有数以百计的硫醇，但仅少数硫醇投入使用，所述投入使用的硫醇可以充分挥发以放出它们的气味，并且可以充分获得供应并廉价地投入使用。

第二类化合物是不饱和的单羧基脂肪酸，其中优选使用异戊酸。它是一种在垃圾气和体臭中具有独特气味的化合物。

第三类化合物可以与火焰颜色和味道有协同作用。这些化合物为脂肪胺。优选为单甲胺和三甲胺。在某些情况下，三甲胺可提供足够的异味、火焰颜色和味道，从而使一种试剂可以实现三种功能。

第四类化合物是脂肪酮，这里优选丙酮和甲乙酮。同样的，所选的这些脂肪酮，尤其是后者，可以提供火焰颜色，但低于会引起烟尘在锅上沉积的浓度。

第五类加臭剂是脂肪醚，其中优选甲基叔丁基醚(MTBE，methyltertiary isobutyl ether)。它具有独特的异味并能提供一些火焰颜色。它可以在消费品(汽油)中广泛地得到，并且成本很低，成本约类似于高级汽油。

第六类加臭剂是脂肪族的饱和及不饱和醇。这两族中的某些所选成员具有很高的异味，并具有足够的挥发性以烧掉容器中的吸收剂。例如，可以使用戊醇混合物或烯丙醇。它们能能提供火焰颜色并具有恶劣的味道。

第七类化合物是脂肪族乙酸酯。这里优选为乙酸乙酯和乙酸戊酯。

最后，可以使用主要为脂肪烃或烯烃的混合物类物质，其中通常含有少量的硫化合物。因此，一种选择是使用汽油，该汽油是通过在进行处理以除去硫化合物之前使用裂化法制得的。该物质能提供异味、恶劣的味道和火焰颜色，从而使它的应用具有高度的协同作用。

味道

这里，难以找到用很少的量便能够提供足够强烈的味道，并且易于得到、便宜且安全的物质。优选以商品名BITREX出售的化合物，在化学上该化合物为苯甲酸地那铵。

然而，为了产生味道以及与包括异味和火焰颜色相协同，还可以使用异戊酸。

类似地，为了这三种功能，还可以使用胺。

本体色

这里，优选在颜色上不同于任何天然果汁或软饮料或酒的亮蓝色。没有蓝色的天然果汁，并且只有极少的软饮料具有这种蓝色，即使在此情况下，也没有深蓝色和亮蓝色的软饮料。可以选择被称为SPECIALBRILLIANT BLUE FFR Liquid 40％01的拜耳(Bayer)公司的醇溶性染料。有必要严格地选择染料，该染料是醇溶性的，且非常强烈，因此使用少量时，例如可以使用少至0.01％，或0.01％～0.05％的该染料，就能够形成澄清的亮色，而非捕捉光线的混浊颜色。这标示出这瓶液体是烹调燃料，而非某些其他家用产品。

火焰颜色

这里，优选的是用于家庭的、通过取代有甲基和/或乙基从而避免了苯的毒性的单芳香烃化合物。该类中优选的化合物是甲苯和乙苯。两者均可以广泛获得且成本低廉。它们在重量或体积百分数为1％～3％的很小的用量即可提供明显的火焰颜色。然而，也可以使用双环芳香烃类中的单一化合物，即萘。少量的萘，即0.5％～2％，便可以产生独特的异味和强烈的火焰颜色。还可以单独使用甲基萘或使用其异构体的混合物。另外，还可以使用甲苯萘。

对于相同情况，芳香烃不适于家用。在此情况下，对于火焰颜色，可以选择易于溶于甲醇的乙酸钠。也可以使用乙酸锶以得到橙色的火焰颜色。

具体实施方式

(1)当火焰颜色不是必需时，可以使用基于活性成分的0.01重量％的Bayer Brilliant Blue Dye FFR Liquid 40％、30ppm(重量)的Bitrex和39ppm(重量)的三甲基胺。应当理解，由于成本原因或其他诸如政府规定等原因，这些量可以在约±39％的范围内变化。

(2)当火焰颜色为必需时，可向组合物(1)中加入1重量％～3重量％重量的混合甲基萘。

(3)在通常使用硫醇来臭化气体和/或液化石油气(LPG)的国家中，在组合物(1)或(2)中，可以用10ppm～30ppm(重量)甲基硫醇来代替三甲基胺，其中所述变化必需满足适当的异味水平。例如，室外烹调需要30ppm，而室内烹调只需要10ppm。

(4)如果在特定国家中由于某种原因而使蓝色燃料颜色不合适，那么可以优选使用0.01重量％的化合物Astra Malachite Green S。

(5)如果Bitrex的使用过于昂贵或在给定情况下并不需要，优选添加10ppm～50ppm(重量)的单甲胺，以提供鱼腥气味和鱼腥味道。在此情况下，因为一种物质可满足两个目的，从而可以免除三甲胺的使用。

(6)如果在特定国家中无法获得混合甲基萘，可以使用替代物来提供火焰颜色，取决于所需的火焰颜色的程度，可以使用2％～5％的甲苯。

Claims

1.一种民用液体燃料组合物，所述燃料组合物基于甲醇并还任选地含有一种或多种有机化合物，所述一种或多种有机化合物选自脂肪醇，所述脂肪醇为乙醇和/或异丙醇，所述有机化合物在燃料燃烧期间，基本上只形成二氧化碳和水，从而在燃烧产物中避免了碳-碳键的形成，所述液体燃料组合物还含有一种或多种添加剂，所述添加剂用于提供至少一种以下特征：火焰颜色、难闻的气味、燃料颜色和恶劣的味道。

2.如权利要求1所述的燃料组合物，其中甲醇与乙醇和/或异丙醇的比例为60体积％～80体积％的甲醇和40体积％～20体积％的乙醇和/或异丙醇。

3.如权利要求1所述的燃料组合物，所述组合物含有为所述液体燃料组合物提供异味的添加剂，该异味添加剂至少为以下物质中的一种：硫醇；不饱和单羧酸脂肪酸；脂肪胺；脂肪酮；脂肪醚；脂肪族饱和醇和不饱和醇；脂肪族乙酸酯；以及脂肪烃和烯烃，所述脂肪烃和烯烃单独使用或在混合物中使用。

4.如权利要求3所述的燃料组合物，该异味添加剂至少为以下物质中的一种：甲基硫醇、乙基硫醇、丙基硫醇、丁基硫醇、异戊酸、单甲胺、三甲胺、丙酮、甲乙酮、甲基叔丁基醚、混合戊醇、烯丙醇、乙酸乙酯、乙酸戊酯以及在除去硫化合物之前通过裂化法所制得的汽油。

5.如权利要求3所述的燃料组合物，其中所述异味添加剂在所述组合物中的含量为1ppm～30ppm。

6.如权利要求5所述的燃料组合物，其特征在于所述异味添加剂在所述组合物中的含量为5ppm～20ppm。

7.如权利要求6所述的燃料组合物，其特征在于所述异味添加剂在所述组合物中的含量为5ppm～10ppm。

8.如权利要求1所述的燃料组合物，所述燃料组合物含有用于为所述液体燃料组合物提供味道的添加剂，该味道添加剂至少为以下物质中的一种：苯甲酸地那铵、异戊酸、脂肪胺以及脂肪烃和烯烃，所述脂肪烃和烯烃单独使用或以混合物使用。

9.如权利要求8所述的燃料组合物，其中所述脂肪胺为单甲胺和三甲胺。

10.如权利要求8所述的燃料组合物，其中所述味道添加剂在所述组合物中的含量为1ppm～10ppm。

11.如权利要求1所述的燃料组合物，所述燃料组合物含有用于为所述液体燃料组合物提供本体色或燃料颜色的添加剂，其中所述本体色或燃料颜色添加剂为醇溶性染料。

12.如权利要求11所述的燃料组合物，其中所述醇溶性染料是具有亮蓝色的醇溶性染料。

13.如权利要求12所述的燃料组合物，其中所述具有亮蓝色的醇溶性染料为拜耳公司的SPECIAL BRILLANT BLUE FFR Liquid 40％0.1或ASTRA BLUE BASE。

14.如权利要求11所述的燃料组合物，其中所述本体色或燃料颜色添加剂在所述组合物中的含量为0.01重量％～0.1重量％。

15.如权利要求14所述的燃料组合物，其中所述本体色或燃料颜色添加剂在所述组合物中的含量为0.01重量％～0.05重量％。

16.如权利要求1所述的燃料组合物，所述燃料组合物含有用于为所述液体燃料组合物的火焰提供颜色的添加剂，该火焰颜色添加剂至少为以下物质中的一种：单芳香烃化合物；双环芳香烃；乙酸钠；乙酸锶；异戊酸；以及脂肪烃和烯烃，所述脂肪烃和烯烃单独使用或以混合物使用。

17.如权利要求16所述的燃料组合物，其特征在于所述单芳香烃化合物是甲苯和乙苯，所述双环芳香烃为萘或甲基萘。

18.如权利要求16的燃料组合物，其中所述火焰颜色添加剂以在所述组合物中的含量为10ppm～3体积％。

19.如权利要求18所述的燃料组合物，其特征在于所述火焰颜色添加剂在所述组合物中的含量为30ppm～3体积％。

20.如权利要求19所述的燃料组合物，其特征在于所述火焰颜色添加剂在所述组合物中的含量为0.5～3体积％。

21.如权利要求20所述的燃料组合物，其特征在于所述火焰颜色添加剂在所述组合物中的含量为1～2体积％。

22.如上述任一权利要求所述的液体燃料组合物在家用燃烧器和火炉中的用途。