CN102876397A - 一种纳米复合柴油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种纳米复合柴油及其制备方法，该纳米复合柴油按重量份计是由以下原料：国标柴油55～70份、水15～20份、亲水剂1.5～6.5份、亲油剂15～20份、调油剂5～10份，经搅拌、调节清亮度、静置熟化等工艺步骤制备而成。本发明生产的纳米复合柴油具有环保、长期储存不分层、不变质、热值高、生产成本低、制备工艺简单等优点，作为一种清洁廉价的燃料油，可作柴油替代燃料使用或用于柴油发动机，具有广泛的应用价值。

Description

一种纳米复合柴油及其制备方法

 

技术领域

本发明涉及一种燃料油及其制备方法，特别是一种纳米复合柴油及其制备方法，属于化工技术领域。

背景技术

1981年国际燃油协会决定把掺水燃料作为三大节能措施之一。掺水柴油具备六大效应：一是裂解增能效应：水由氢和氧组成，高温下能裂解出比柴油能量高3.5倍的氢参加燃烧；二是自供氧效应：裂解的氧气为燃料增加了更多的氧气助燃；三是微爆效应：水汽化时产生比自身大1700倍体积的蒸汽时，会冲破油膜使油再度雾化，从而更充分燃烧；四是水煤气效应：水蒸汽与未能燃烧的一氧化碳转化为二氧化碳而大量放热；五是均热效应：水汽能有效降低汽缸局部高温而保护机体，减少摩擦阻力，减轻结焦；六是环保和节能效应：水代替了部分燃料油，因而有具有巨大的节能和环保意义，对节约有限的石油资源具有重要意义。现有技术由于配方成分和制备工艺的不同，均存在热值低、易分层、易变质、生产成本高等缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种纳米复合柴油及其制备方法。它具有热值高、不易分层、不易变质、生产成本低的优点，作为一种清洁廉价的燃料油，具有广泛的应用价值。

为解决上述技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种纳米复合柴油。该纳米复合柴油按重量份计，由以下原料制备而成：国标柴油55～70份、水15～20份、亲水剂1.5～6.5份、亲油剂15～20份、调油剂5～10份。

上述的纳米复合柴油中，还可以添加品质提升剂0.05～0.3份。

前述的纳米复合柴油中，所述的国标柴油标号必须低于或等于需要配制的纳米复合柴油标号。

前述的纳米复合柴油中，所述的水为清亮透明的中性纯净水。

前述的纳米复合柴油中，所述的亲水剂按重量份计为：环己氨1.0～2.6份、乙醇氨0.8～2.0份、催化剂1.0～2.0份与稳定剂0.05～0.2份的混合物，或其中的任意一种，或者两种以上的混合物。

前述的纳米复合柴油中，所述的亲油剂为油酸，其冷凝点≤16℃，浅黃色，透明无沉淀，酸值≥190；冬季视气温高低应使用冷凝点为0～8℃的油酸。

前述的纳米复合柴油中，所述的调油剂为苯、二甲苯、混合苯或轻质油。

前述的纳米复合柴油中，所述的轻质油为200#溶剂油、煤油或轻柴油等。

前述的纳米复合柴油中，所述的品质提升剂，按重量份计包括稳定剂0.05～0.15份或十六烷值改进剂0.05～0.15份。

前述的纳米复合柴油的制备方法，包括以下步骤：

（1）将国标柴油、水、亲水剂依次加入反应釜，再缓慢加入亲油剂，同时启动循环剪切泵和和搅拌机充分搅拌40～60分钟至油品清亮透明为止；

（2）向反应釜中加入调油剂、品质提升剂，循环搅拌10～20分钟至油品清亮透明为止；

（3）调节油品清亮度：   从反应釜中取出油样观察，若不透明，添加亲水剂或亲油剂并充分搅拌至油品清亮透明为止；

（4）静置熟化：将生产出的油品在反应釜或储罐静置熟化24小时以上，观察油品仍清亮透明，即得成品；如有白色沉淀或变浑浊，添加少量亲水剂或亲油剂并充分搅拌至油品清亮透明，即得成品。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下特点：

1、本发明是以催化剂、油酸、水等可再生的生物质材料为主要原料，在常温常压下与纳米添加剂复合反应的产物；不含硫铅卤素等有害物质，无积碳，尾气排放比石化柴油降低30%以上；生产过程中没有任何废渣、废液、废气等“三废”产生，无副产品，无损耗，清洁环保。

2、本发明的纳米技术复合柴油，清亮透明与柴油颜色基本相同，抗水性强、长期储存（三个月以上）不分层，不变质，产品质量主要指标全部达到石化柴油国家标准；独有的纳米合成技术使纳米复合柴油使用效果及主要理化指标与同标号石化柴油相同，产品质量各项指标全面达到国家标准（GB25-2000）；产品可以广泛用于各类柴油发动机或燃料柴油。

3、本发明的柴油产品热值高，动力强，易启动，油耗及动力性能与石化柴油相同。

4、可根据市场需求生产10#、0#、-10#、-20#等不同标号的纳米复合柴油；兼容性好，可单独使用，或与各种石化柴油以任何比例混溶使用。

5、本发明的柴油闪点高，生产储运安全，不属于易燃易爆品，生产销售手续简便且原料来源广，成本较低，制备工艺简单，可作柴油替代燃料使用或用于柴油发动机。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。

具体实施方式

实施例1。

按重量份计，取国标0#柴油55份、水15份、环己氨1.0份、催化剂1.0份、稳定剂0.05份、油酸15份、二甲苯5份、十六烷值改进剂0.05份，催化剂、稳定剂为市售的常规柴油催化剂、稳定剂。

按下述步骤进行生产：

（1）、按上述比例将国标0#柴油、水、环己氨、催化剂、稳定剂依次加入反应釜中，再缓慢加入油酸，同时启动循环剪切泵和和搅拌机充分搅拌50分钟左右，至油品清亮透明为止。

（2）、向反应釜中加入二甲苯和十六烷值改进剂，循环搅拌10～20分钟至油品清亮透明为止。

（3）、调节油品清亮度（如油品透明此步可省略）：  从反应釜中取出油样观察，若不透明，可根据以下方法判断和处理：取两个量杯取等量的油品（如取100毫升），左边一个杯中滴加环己氨，搅拌以观察效果；右边的一个杯中滴加油酸，搅拌以观察效果：根据透明度便可以知道原油品缺亲水剂或亲油剂，确定好添加剂后，再计算添加剂。最后进行互溶调试。把合成好的油与普通柴油按一定比例(如1：2)混合观察互溶效果。如互溶效果不佳（混合油混浊不透明），取混合油样（100毫升）滴加环己氨至透明，说明复合柴油配方中环己氨比例偏低，应适当调高配方环己氨用量直至达到较好的互溶效果。

（4）静置熟化：刚产出的复合柴油虽然清亮透明但还要在反应釜或储罐静置熟化24小时以上，观察油品仍清亮透明即得成品。如有白色沉淀或变浑浊，则说明油品配剂不平衡或反应不充分，一般添加少量环己氨或油酸并充分搅拌即可调至清亮透明，即得成品。为提高生产效率。对刚产出的清亮透明的复合柴油，可用烧杯取样（如500毫升）加温到40-50℃并恒温静置2-4分钟，不浑浊变色则说明油品已反应充分，静置熟化24小时后就可以出售使用。如油品浑浊发白或产生白色沉淀，则需要取样添加少量清水剂或油酸搅拌反应5-10分钟，如加油酸后可调配到清亮透明如柴油，则说明原配方中应增加油酸，并根据试验结果提高配方中油酸比例。否则应根据结果提高配方中亲水剂比例。

本发明所使用的国标柴油标号必须低于或等于需要配制的复合柴油标号。使用的油酸冷凝点≤16℃，为浅黃色，透明无沉淀，酸值≥190，加热成液体后边搅拌边缓慢加入。冬季视气温高低应采用冷凝点为0～8℃的油酸。调油剂可助燃，降低粘度，调低闪点，提高热质，减少积碳，其添加量占总量5～10%。如产品密度（比重）较大，可再添加轻质油，如200#溶剂油、煤油、轻柴油等，可调低产品密度（比重）、粘度至合理参数，一般放在最后添加混合5～10分钟即可。作动力柴油时可以添加稳定剂或十六烷值改进剂作为品质提升剂，如产品短期内易氧化变色（变深），可按总量的0.5～1.5‰随亲水剂一起添加稳定剂即可提高油品稳定性能。如生产的纳米复合柴油十六烷值达到国标柴油标准则可以不加十六烷值改进；如复合柴油十六烷值小于45，则需要加入0.5～1.5‰十六烷值改进剂，混合均匀即可提高十六烷值1～10个点使其达标。

实施例2。

按重量份计，取国标0#柴油70份、水20份、环己氨2.6份，乙醇氨1.0份、稳定剂0.2份、油酸20份、甲苯10份、十六烷值改进剂0.15份，按下述步骤进行生产：

（1）、按上述比例将国标0#柴油、水、环己氨、乙醇氨、稳定剂依次加入反应釜中，再缓慢加入油酸，同时启动循环剪切泵和和搅拌机充分搅拌60分钟左右，至油品清亮透明为止。

（2）、向反应釜中加入甲苯和十六烷值改进剂，循环搅拌10～20分钟至油品清亮透明为止。

（3）、调节油品清亮度（如油品透明此步可省略）：  从反应釜中取出油样观察，若不透明，可根据以下方法判断和处理：取两个量杯取等量的油品（如取100毫升），左边一个杯中滴加环己氨，搅拌以观察效果；右边的一个杯中滴加油酸，搅拌以观察效果：根据透明度便可以知道原油品缺亲水剂或亲油剂，确定好添加剂后，再计算添加剂。最后进行互溶调试。把合成好的油与普通柴油按一定比例(如1：2)混合观察互溶效果。如互溶效果不佳（混合油混浊不透明），取混合油样（100毫升）滴加环己氨至透明，说明复合柴油配方中环己氨比例偏低，应适当调高配方环己氨用量直至达到较好的互溶效果。

（4）静置熟化：刚产出的复合柴油虽然清亮透明但还要在反应釜或储罐静置熟化24小时以上，观察油品仍清亮透明即得成品。如有白色沉淀或变浑浊，则说明油品配剂不平衡或反应不充分，一般添加少量环己氨或油酸并充分搅拌即可调至清亮透明，即得成品。为提高生产效率。对刚产出的清亮透明的复合柴油，可用烧杯取样（如500毫升）加温到40-50℃并恒温静置2-4分钟，不浑浊变色则说明油品已反应充分，静置熟化24小时后就可以出售使用。如油品浑浊发白或产生白色沉淀，则需要取样添加少量清水剂或油酸搅拌反应5-10分钟，如加油酸后可调配到清亮透明如柴油，则说明原配方中应增加油酸，并根据试验结果提高配方中油酸比例。否则应根据结果提高配方中亲水剂比例。

实施例3。

按重量份计，取国标0#柴油65份、水16份、环己氨1.8份、乙醇氨1.5份、稳定剂0.05份、油酸16份、混合苯5份、煤油5份、十六烷值改进剂0.2份,按下述步骤进行生产：

（1）、按上述比例将国标0#柴油、水、环己氨、乙醇氨、稳定剂依次加入反应釜中，再缓慢加入油酸，同时启动循环剪切泵和和搅拌机充分搅拌60分钟左右，至油品清亮透明为止。

（2）、向反应釜中加入混合苯、煤油和十六烷值改进剂，循环搅拌10～20分钟至油品清亮透明为止。

（3）、调节油品清亮度（如油品透明此步可省略）：  从反应釜中取出油样观察，若不透明，可根据以下方法判断和处理：取两个量杯取等量的油品（如取100毫升），左边一个杯中滴加环己氨，搅拌以观察效果；右边的一个杯中滴加油酸，搅拌以观察效果：根据透明度便可以知道原油品缺亲水剂或亲油剂，确定好添加剂后，再计算添加剂。最后进行互溶调试。把合成好的油与普通柴油按一定比例(如1：2)混合观察互溶效果。如互溶效果不佳（混合油混浊不透明），取混合油样（100毫升）滴加环己氨至透明，说明复合柴油配方中环己氨比例偏低，应适当调高配方环己氨用量直至达到较好的互溶效果。

（4）静置熟化：刚产出的复合柴油虽然清亮透明但还要在反应釜或储罐静置熟化24小时以上，观察油品仍清亮透明即得成品。如有白色沉淀或变浑浊，则说明油品配剂不平衡或反应不充分，一般添加少量环己氨或油酸并充分搅拌即可调至清亮透明，即得成品。为提高生产效率。对刚产出的清亮透明的复合柴油，可用烧杯取样（如500毫升）加温到40-50℃并恒温静置2-4分钟，不浑浊变色则说明油品已反应充分，静置熟化24小时后就可以出售使用。如油品浑浊发白或产生白色沉淀，则需要取样添加少量清水剂或油酸搅拌反应5-10分钟，如加油酸后可调配到清亮透明如柴油，则说明原配方中应增加油酸，并根据试验结果提高配方中油酸比例。否则应根据结果提高配方中亲水剂比例。

实施例4。

按重量份计，取国标0#柴油66.5份、水15份、环己氨0.9份、乙醇氨0.8份、催化剂1.6份、稳定剂0.05份、油酸15份、混合苯5份、十六烷值改进剂0.2份,按下述步骤进行生产：

（1）、按上述比例将国标0#柴油、水、环己氨、乙醇氨、催化剂、稳定剂依次加入反应釜中，再缓慢加入油酸，同时启动循环剪切泵和和搅拌机充分搅拌60分钟左右，至油品清亮透明为止。

（2）、向反应釜中加入混合苯和十六烷值改进剂，循环搅拌10～20分钟至油品清亮透明为止。

（3）、调节油品清亮度（如油品透明此步可省略）：  从反应釜中取出油样观察，若不透明，可根据以下方法判断和处理：取两个量杯取等量的油品（如取100毫升），左边一个杯中滴加环己氨，搅拌以观察效果；右边的一个杯中滴加油酸，搅拌以观察效果：根据透明度便可以知道原油品缺亲水剂或亲油剂，确定好添加剂后，再计算添加剂。最后进行互溶调试。把合成好的油与普通柴油按一定比例(如1：2)混合观察互溶效果。如互溶效果不佳（混合油混浊不透明），取混合油样（100毫升）滴加环己氨至透明，说明复合柴油配方中环己氨比例偏低，应适当调高配方环己氨用量直至达到较好的互溶效果。

（4）静置熟化：刚产出的复合柴油虽然清亮透明但还要在反应釜或储罐静置熟化24小时以上，观察油品仍清亮透明即得成品。如有白色沉淀或变浑浊，则说明油品配剂不平衡或反应不充分，一般添加少量环己氨或油酸并充分搅拌即可调至清亮透明，即得成品。为提高生产效率。对刚产出的清亮透明的复合柴油，可用烧杯取样（如500毫升）加温到40-50℃并恒温静置2-4分钟，不浑浊变色则说明油品已反应充分，静置熟化24小时后就可以出售使用。如油品浑浊发白或产生白色沉淀，则需要取样添加少量清水剂或油酸搅拌反应5-10分钟，如加油酸后可调配到清亮透明如柴油，则说明原配方中应增加油酸，并根据试验结果提高配方中油酸比例。否则应根据结果提高配方中亲水剂比例。

实施例5。

按重量份计，取国标0#柴油66份、水16份、环己氨1.6份、乙醇氨1.0份、催化剂1.0份、稳定剂0.05份、油酸15份、混合苯5份、十六烷值改进剂0.1份,按下述步骤进行生产：

（1）、按上述比例将国标0#柴油、水、环己氨、乙醇氨、催化剂、稳定剂依次加入反应釜中，再缓慢加入油酸，同时启动循环剪切泵和和搅拌机充分搅拌60分钟左右，至油品清亮透明为止。

（2）、向反应釜中加入混合苯和十六烷值改进剂，循环搅拌10～20分钟至油品清亮透明为止。

（3）、调节油品清亮度（如油品透明此步可省略）：  从反应釜中取出油样观察，若不透明，可根据以下方法判断和处理：取两个量杯取等量的油品（如取100毫升），左边一个杯中滴加环己氨，搅拌以观察效果；右边的一个杯中滴加油酸，搅拌以观察效果：根据透明度便可以知道原油品缺亲水剂或亲油剂，确定好添加剂后，再计算添加剂。最后进行互溶调试。把合成好的油与普通柴油按一定比例(如1：2)混合观察互溶效果。如互溶效果不佳（混合油混浊不透明），取混合油样（100毫升）滴加环己氨至透明，说明复合柴油配方中环己氨比例偏低，应适当调高配方环己氨用量直至达到较好的互溶效果。

（4）静置熟化：刚产出的复合柴油虽然清亮透明但还要在反应釜或储罐静置熟化24小时以上，观察油品仍清亮透明即得成品。如有白色沉淀或变浑浊，则说明油品配剂不平衡或反应不充分，一般添加少量环己氨或油酸并充分搅拌即可调至清亮透明，即得成品。为提高生产效率。对刚产出的清亮透明的复合柴油，可用烧杯取样（如500毫升）加温到40-50℃并恒温静置2-4分钟，不浑浊变色则说明油品已反应充分，静置熟化24小时后就可以出售使用。如油品浑浊发白或产生白色沉淀，则需要取样添加少量清水剂或油酸搅拌反应5-10分钟，如加油酸后可调配到清亮透明如柴油，则说明原配方中应增加油酸，并根据试验结果提高配方中油酸比例。否则应根据结果提高配方中亲水剂比例。

本发明的实施方式不限于上述实施例，在不脱离本发明宗旨的前提下做出的各种变化均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种纳米复合柴油，其特征在于：按重量份计，由以下原料制备而成：国标柴油55～70份、水15～20份、亲水剂1.5～6.5份、亲油剂15～20份、调油剂5～10份。

2.根据权利要求1或2所述的纳米复合柴油，其特征在于：包括品质提升剂0.05～0.3份。

3.根据权利要求1或2所述的纳米复合柴油，其特征在于：所述的国标柴油标号低于或等于需要配制的纳米复合柴油标号。

4.根据权利要求1或2所述的纳米复合柴油，其特征在于：所述的水为清亮透明的中性纯净水。

5.根据权利要求1或2所述的纳米复合柴油，其特征在于：所述的亲水剂按重量份计为：环己氨1.0～2.6份、乙醇氨0.8～2.0份、催化剂1.0～2.0份与稳定剂0.05～0.2份的混合物，或其中的任意一种，或两种以上的混合物。

6.根据权利要求1或2所述的纳米复合柴油，其特征在于：所述的亲油剂为油酸，其冷凝点≤16℃，浅黃色，透明无沉淀，酸值≥190；冬季使用冷凝点为0～8℃的油酸。

7.根据权利要求1或2所述的纳米复合柴油，其特征在于：所述的调油剂为苯、二甲苯、混合苯或轻质油。

8.根据权利要求7所述的纳米复合柴油，其特征在于：所述的轻质油为200#溶剂油、煤油或轻柴油。

9.根据权利要求2所述的纳米复合柴油，其特征在于：所述的品质提升剂，按重量份计包括稳定剂0.05～0.15份或十六烷值改进剂0.05～0.15份。

10.根据权利要求1或2所述的纳米复合柴油的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）将国标柴油、水、亲水剂依次加入反应釜，再缓慢加入亲油剂，同时启动循环剪切泵和和搅拌机充分搅拌40～60分钟至油品清亮透明为止；

（2）向反应釜中加入调油剂、品质提升剂，循环搅拌10～20分钟至油品清亮透明为止；

（3）调节油品清亮度：    从反应釜中取出油样观察，若不透明，添加亲水剂或亲油剂并充分搅拌至油品清亮透明为止；

（4）静置熟化：将生产出的油品在反应釜或储罐静置熟化24小时以上，观察油品仍清亮透明，即得成品；如有白色沉淀或变浑浊，添加少量亲水剂或亲油剂并充分搅拌至油品清亮透明，即得成品。