CN101775318A - 一种微乳清洁燃料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种微乳清洁燃料,由7~9%脂肪酸、0.5~2%有机胺、1~2%氨水、80~85%柴油、6~10%水、0~1%低碳醇调配制成。本发明制成的微乳清洁燃料除闪点外,其余性能与国标柴油非常相近,但由于本发明在燃料中掺入适量的水,有利于燃料的充分燃烧,并可以减少对石化燃料的依赖性,减少一氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、可见微粒等有害物质的排放,提高燃料的环境友好性。本发明的微乳清洁燃料可以与国标柴油大比例混合使用,用于车辆、船舶、工业锅炉等燃油设备,解决了现有柴油供应趋紧,环境污染严重等问题,非常有利于推广使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种微乳化清洁燃料,尤其是一种微乳化柴油。本发明的微乳燃料可以替代石油柴油用于车辆、船舶、工业锅炉等。
背景技术
近年来,随着我国国民经济和交通运输业的飞速发展,对柴油的需求量大大增加。与此对应的现状是,世界环境状况日益恶化,全球变暖,臭氧层空洞,酸雨等环境问题逐渐为人类所重视。柴油在内燃机内燃烧不完全,导致尾气中的颗粒物、氮氧化物和碳氢化合物含量很高,对环境造成了严重危害。因此,为了解决石油短缺和环境污染问题,针对柴油发动机的清洁燃料和代用燃料的研究越来越广泛。
乳化柴油可在不改变柴油机结构的情况下直接燃烧,燃烧后所排气体中的颗粒物、氮氧化物、碳氧化物明显减少。然而,乳化柴油存在着稳定性差、储存时间短及燃烧不稳定等缺点。近几年来,微乳化理论及技术的成熟和发展,使得微乳燃料进入了一个全新的发展时期。
王长安等(200410043978.2,利用地沟油制备的微乳柴油、燃料油及其制备方法)专利申请中提及的微乳化剂未进行分离,含有硬脂酸、甘油、酸性催化剂等物质,配制的微乳柴油稳定时间不长,当温度低于15℃时容易破乳析出白色絮状物。杨延钊等(200710113211.6,微乳柴油添加剂及其应用)专利申请中涉及的微乳化剂由阳离子表面活性剂、中碳链醇、有机酸、氨水和/或乙醇胺、乙醇组成,使用该柴油添加剂配制的微乳柴油稳定性较好,但在微乳柴油中加入国标柴油后,容易破乳而析出白色絮状物。
发明内容
本发明的目的是提供一种热稳定性好,可以与国标柴油混合使用的微乳清洁燃料,以及该微乳清洁燃料的制备方法。
本发明的微乳清洁燃料是以脂肪酸、有机胺、低碳醇等作为微乳化剂,与一定比例的柴油和水调配制成的,组成本发明微乳清洁燃料的原料质量百分比为:
脂肪酸 7~9% 有机胺 0.5~2%
氨水 1~2% 柴油 80~85%
水 6~10% 低碳醇 0~1%。
上述原料组成中,所述的脂肪酸源于动、植物油脂的水解产物,其冻点低于25℃,酸值不大于170mgKOH/100g。如果脂肪酸的冻点较高,配制出的微乳清洁燃料与国标柴油的相溶性会降低,且不易溶于柴油中。如果脂肪酸中残留的酸性催化剂较高,将会使消耗的有机胺和氨水的量增加,提高原材料成本,形成的铵盐副产物亦会降低与国标柴油的相溶性。
本发明所述的有机胺可以是C2~C6的低级有机胺,如乙胺、正丙胺、二乙基胺、二正丙胺等,也可以是C10~C20的高级有机胺,如十胺、十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺等。一般地,在微乳清洁燃料的原料配比组成中,高级有机胺的加入量要比低级有机胺略多一些。
本发明所述的氨水为工业级氨水,其质量百分含量为25~30%。
本发明在燃料中可以加入或不加低碳醇,所述的低碳醇是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或几种的任意比例混合物。低碳醇的添加量与所用脂肪酸的性质,特别是冻点指标相关,当脂肪酸的冻点在20~25℃时,加入0.7~1.0%的低碳醇;脂肪酸的冻点在15~20℃时,加入0.4~0.8%的低碳醇;脂肪酸的冻点低于15℃时,则不需要加入低碳醇。
本发明微乳清洁燃料的制备方法是:
根据上述质量百分比,依次向柴油中加入需要量的脂肪酸和有机胺,于15~30℃搅拌使其充分溶解,再加入水,加入或不加低碳醇,继续搅拌10~15分钟,最后加入氨水,搅拌到物料澄清透明,得到微乳清洁燃料。
如果在燃料中不加入低碳醇,则需要在燃料调配完成后,将其加热到40~45℃,继续搅拌直至燃料降温至环境温度。这样做的目的是保证微乳清洁燃料的低温稳定性。
将本发明调配制成的微乳清洁燃料与现有国标柴油进行对比,其各项性能列表如下:
本发明微乳清洁燃料与国标柴油的互溶性列表如下:
从上表中可以看出,本发明调配制成的微乳清洁燃料除闪点外,其余性能与国标柴油非常相近。但本发明在燃料中掺入适量的水,有利于燃料的充分燃烧,并具有以下优点:1、减少对石化燃料的依赖性;2.添加的脂肪酸为可再生能源;3、本发明的微乳清洁燃料可用于车辆、船舶、工业锅炉等燃油设备;4、可减少内燃机一氧化碳、氮氧化物、碳氢化物、可见微粒等有害物质的排放,提高了燃料的环境友好性;5、工艺简单,生产成本较低。
目前市场上的柴油价格为6300元/吨,而本发明微乳清洁燃料的生产成本为5800~6100元/吨,利润空间较大。
另外,本发明的微乳清洁燃料可以与国标柴油进行大比例混合使用,解决了现有柴油供应趋紧,环境污染严重等问题,非常有利于推广使用。
具体实施方式
实施例1
微乳清洁燃料的原料质量百分比为:
柴油 80
脂肪酸(冻点11~14℃) 8
十四胺 1.6
氨水(25~27%) 2
水 8.4
将柴油、脂肪酸、十四胺加入搅拌釜内,于20℃搅拌溶解,加入水搅拌10分钟,滴加氨水,继续搅拌15分钟,加热到40℃,搅拌冷却到环境温度,装桶待用。
实施例2
微乳清洁燃料的原料质量百分比为:
柴油 80
脂肪酸(冻点18~22℃) 7.8
十四烷基二甲基叔胺 1.5
氨水(25~27%) 1.9
水 8
乙醇 0.8
将柴油、脂肪酸、十四烷基二甲基叔胺加入搅拌釜内,于25℃搅拌充分溶解,加入水和乙醇,搅拌10分钟,以滴加方式加入氨水,继续搅拌15分钟,装桶待用。
实施例3
微乳清洁燃料的原料质量百分比为:
柴油 80
脂肪酸(冻点16~19℃) 8.1
二乙胺 0.6
氨水(25~27%) 1.9
水 9
甲醇 0.4
将柴油、脂肪酸、二乙胺加入搅拌釜内,于30℃搅拌溶解,加入水和甲醇,搅拌10分钟,以滴加方式加入氨水,继续搅拌15分钟,装桶待用。
实施例4
微乳清洁燃料的原料质量百分比为:
柴油 83
脂肪酸(冻点16~19℃) 7.2
十八烷基二甲基叔胺 1.8
氨水(25~27%) 1.5
水 6
异丙醇 0.5
将柴油、脂肪酸、十八烷基二甲基叔胺加入搅拌釜内,于25℃搅拌溶解,加入水和异丙醇,搅拌10分钟,以滴加方式加入氨水,继续搅拌15分钟,装桶待用。
Claims (8)
1.一种微乳清洁燃料,由下列质量百分比的原料调配制成:
脂肪酸 7~9% 有机胺 0.5~2%
氨水 1~2% 柴油 80~85%
水 6~10% 低碳醇 0~1%。
2.根据权利要求1所述的微乳清洁燃料,其特征是所述的脂肪酸冻点低于25℃,酸值不大于170mgKOH/100g。
3.根据权利要求1所述的微乳清洁燃料,其特征是所述的有机胺是C2~C6的低级有机胺或C10~C20的高级有机胺。
4.根据权利要求3所述的微乳清洁燃料,其特征是所述的C2~C6的低级有机胺是乙胺、正丙胺、二乙基胺、二正丙胺中的一种。
5.根据权利要求3所述的微乳清洁燃料,其特征是所述的C10~C20的高级有机胺是十胺、十二胺、十四胺、十六胺、十八胺、十二烷基二甲基叔胺、十四烷基二甲基叔胺、十六烷基二甲基叔胺、十八烷基二甲基叔胺中的一种。
6.根据权利要求1所述的微乳清洁燃料,其特征是所述的低碳醇是甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇中的一种或几种的任意比例混合物。
7.权利要求1所述微乳清洁燃料的制备方法,是根据上述质量百分比,依次向柴油中加入脂肪酸和有机胺,于15~30℃搅拌使其充分溶解,再加入水,加入或不加低碳醇,继续搅拌10~15分钟,最后加入氨水,搅拌到物料澄清透明,得到微乳清洁燃料。
8.根据权利要求7所述的微乳清洁燃料的制备方法,其特征是当不加入低碳醇时,将调配成的燃料加热到40~45℃,继续搅拌直至燃料降温至环境温度。
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