CN103031162A - 一种复合工业燃料油 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可再生能源燃料领域，具体为一种复合工业燃料油，解决现有工业燃料油存在诸多缺点的问题，该燃料油是由下列体积份数的原料组成：改性煤焦油、生物柴油、复合添加剂和助燃剂构成；改性煤焦油在20℃时的密度为1.035～1.06g/ml，馏程为230～300℃，酚含量小于0.5%，萘含量小于0.5%，粘度E50大于1.5%；复合添加剂为二乙醇胺、三乙醇胺、2，6二叔丁基对甲酚的任意一种或是几种以任何比例混合而成；助燃剂为非芳烃（该领域是指不带苯环的碳氢化合物）、芳烃C8、芳烃C9、环烷酸钙、环烷酸镁、环烷酸铁、二茂铁中的任意一种或是几种以任意比例混合而成。具有性能优良、安全环保、使用方便、适应性好、燃油经济性提高、宜储存、供应可靠等优点。

Description

一种复合工业燃料油

技术领域

本发明涉及可再生能源燃料，特别是用于工业燃料领域的一种可再生能源燃料，具体为一种可替代柴油、重油的复合工业燃料油。

背景技术

传统的工业燃料油以石油产品为主，一般是指轻、重柴油和原油经蒸馏而留下的黑色重油、渣油，或上述组分与较轻组分的掺和物，广泛用于船舶锅炉燃料、公路沥青拌合站燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料。随着石油价格的不断走高和柴油需求量的加大，国内以柴油为主的工业用油缺口逐渐加大，价格迅速攀高。而重油、渣油的产量和价格相对柴油而言虽然较为稳定，但其粘度大，含非烃化合物、胶质、沥青质多，其硫含量、金属含量、酸含量和氮含量也较高，使用时需预热并且燃烧不充分，产生大量烟尘、CH化合物和CO、SO_X、NOx等有毒有害气体，因此在使用上受到极大限制。

现有技术中可代替重柴油前景较好的是改性煤焦油产品，目前对于煤焦油改性已有成熟技术，应用最多的是传统的蒸馏分离法，该方法能很好的切出各段馏分，但煤焦油来源不广，原料油杂质含量比较多，蒸馏能耗大，使用时燃烧不完全，烟度大，因此需二次洗油，加大了能耗。

现有技术中还有采用生物柴油作为工业燃料的应用实例，这类燃料油的硫含量较低，使用时含硫化合物排放可减少约30%(有催化剂时为70%)；此外在生物柴油中不含芳香族烷烃，燃烧废气中有害物排放较低。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%)；燃烧性能好于柴油。其存在的问题主要是：粘度较普通柴油高出10-20倍，挥发性及低温流动性不好；闪点和燃点比普通柴油高1倍多，比柴油难着火，且不同品质生物柴油的抗氧化性不同，对储蓄容器及运输管道存在不同程度的腐蚀等。

到目前为止，还未见有将改性煤焦油和生物柴油有机搭配在一起构成复合燃料油，而且目前改性煤焦油和生物柴油在单独使用时，都存在一些明显的不足，影响各自的使用性能。

发明内容

本发明为了解决现有工业燃料油存在上述诸多问题，提供一种复合工业燃料油。

本发明的一种复合工业燃料油，是由下列体积份数的原料组成：

改性煤焦油50-70份，生物柴油29-49份，复合添加剂0.2-0.4份，助燃剂0.6-0.8份；所述原料中，改性煤焦油在20℃时的密度为1.035～1.06g/ml，馏程为230～300℃，酚含量小于0.5%，萘含量小于0.5%，粘度E50大于1.5%；所述的复合添加剂为二乙醇胺、三乙醇胺、2，6二叔丁基对甲酚中任意一种或是几种以任何比例混合而成的；所述的助燃剂为非芳烃、芳烃C8、芳烃C9、环烷酸钙、环烷酸镁、环烷酸铁、二茂铁中的任意一种或是几种以任意比例混合而成的；

所述的非芳烃是指不带苯环的碳氢化合物。

所述的复合添加剂由二乙醇胺、三乙醇胺、2，6二叔丁基对甲酚三种成份按常温下体积各取三分之一混合而成。

本发明以改性煤焦油和生物柴油等为主的复合燃料产品来替代柴油、重油等石油基燃料油，产品热值高，凝点低，闪点、燃点适中，无需预热，易点燃，较轻、重柴油和重油、渣油等燃料油成本低廉，燃烧完全、无烟尘，污染物排放大幅下降，不但节约宝贵的石油资源、降低用户的使用成本，还可以降低排放，改善环保，具有十分显著的经济效益和社会效益。

具体实施方式

本发明的一种复合工业燃料油，以改性煤焦油与生物柴油为主要成分。其中改性煤焦油可以从市场购得，其理化指标需符合如下要求：

密度(20℃)：1.035～1.05 g/ml；馏程（760mmhg下）：240～290℃，并且在230℃前馏出量小于3%，300℃前馏出量大于90%；在-25℃时无沉淀物；酚含量小于0.5%；萘含量小于0.5%；粘 度(E50)大于1.5.

所述的生物柴油以生物柴油国家标准GB/T 20828-2007为准，这是本领域普通技术人员所熟知的，本发明所述的生物柴油可采用现有能用于制备生物柴油的一切原料来制备，优选地沟油、废餐饮油等原料，可大大降低生产成本。

本发明所述复合添加剂中的二乙醇胺可作为润滑剂、软化剂；三乙醇胺是良好的溶剂，而且也是高效螯合剂，可螯合各种重金属，以降低燃料油中重金属的含量；2，6二叔丁基对甲酚可作为抗氧剂，它的油溶性良好，加入后不影响油品色泽；采用上述助燃剂可使燃料消耗下降，节约燃料油10-14%，使得尾气中烟度下降30%。在使用时，上述添加剂可以用其中的任意一种或任意几种以任意比例混合使用。经实验证明，如果用上述三种成分按常温下体积各取三分之一均匀混合后作为添加剂使用效果最好。上述三种添加剂原料均为现有公知产品，可从市场上直接购得。

所述的助燃剂为非芳烃（指不带苯环的碳氢化合物）、芳烃C8、芳烃C9、环烷酸钙、环烷酸镁、环烷酸铁、二茂铁中的任意一种或是几种以任意比例混合而成的；使用助燃剂的主要目的是为了降低复合燃料的闪点，改善点火性能。

闪点既是燃料安全性指标和点燃难易程度的指标，太低容易在使用中造成安全隐患，太高则难于点燃，因此工业燃料闪点指标以柴油标准为指导，做到可调可控，未添加助燃剂的复合工业燃料闪点物料性质高达88℃，安全性有余而点燃不足，本发明选用非芳烃为主的助燃剂，其添加量较小，调整幅度较规律，即能按不同用户要求和使用范围调整闪点值，还可以从一定程度上改善工业燃料燃烧效果。

以下表1是添加非芳烃助燃剂的复合工业燃料闪点变化实验数据。

                                                           表1

编号	燃油品种	非芳烃添加量（体积比）	闪点（闭口）
				1	-10号柴油		55℃
2	复合工业燃料		88℃
				3	复合工业燃料	0.05%	80℃
4	复合工业燃料	0.1%	72℃
				5	复合工业燃料	0.15%	64℃
6	复合工业燃料	0.2%	56℃

表2所示是添加剂对工业燃料燃烧状态影响的检测结果（以工业燃油燃烧器为实验工具，油耗为同比温升消耗油量。烟度、气味为燃烧充分程度，由人主观目测）。

                                                表2

表中:

配方编号1为 -10号柴油。

配方编号2、3为纯复合工业燃料。

配方4、5为纯复合工业染料添加2/1000复合添加剂、6/1000助燃剂。

配方6、7为纯复合工业染料添加4/1000复合添加剂、8/1000助燃剂。

表3所示是表2中配方6、7经山西省产品质量监督检验所检验结果。

                                         表3

表3所示各项指标完全达到优质燃料油标准。

以上三组实验数据证明，通过微量添加剂的使用，可以明显改善复合工业燃料的燃烧性能，改善点燃难度，促进充分燃烧，降低燃料油耗，保证实用性和经济性，基本达到全面替代柴油的使用目的。

本发明所述复合工业燃料的制备过程如下。

先将复合添加剂、助燃剂按比例投入改性煤焦油中溶解，再将生物柴油按上述比例投入改性煤焦油中混合均匀，稳定5-8小时后即可。

与现有技术相比，本发明由改性煤焦油、生物柴油和多种添加剂混配而成，经过各组分的优化搭配，能显著地提高燃料的经济性和环保性，具有节能、经济、方便等特点，具体如下：

1、性能优良：燃料效果优于于柴油、重油、渣油等燃料油，燃烧完全，热效率高，雾化好，火力猛。

2、安全环保：在保证安全的前提下，将燃料闪点控制在50—60℃之间，易点燃，燃烧充分，无积炭，无黑烟，低排放。

3、使用方便：不需改造原有设备的结构和燃油管路，无需预热，使用方法同柴油一样，可直接替代柴油、重油、渣油用于沥青搅和站燃烧器、陶瓷烧成窑炉、燃油型中央空调机组、船舶锅炉燃料、加热炉燃料、冶金炉和其它工业炉燃料等，适用于市场上所有以燃油为主的燃烧器。

4、适应性好：凝点在-20℃左右（普通柴油为0-10℃），一年四季均可使用。

5、燃油经济性提高：与柴油相比，基本可以等量替代，而价格较柴油低20—30%。

6、宜储存：存储周期长，长期存放不变质。

7、供应可靠：所用原料来源广泛、价格低廉，是一种适应性强、供应可靠的优良替代燃料。

实施例1：（每份为1升）

一种复合工业燃料油，该燃料油是由下列体积数的原料组成：改性煤焦油50份，生物柴油29份，复合添加剂0.2份，助燃剂0.6份，上述原料中，所述的改性煤焦油在20℃时的密度为1.035～1.06g/ml，馏程为230～300℃，酚含量小于0.5%，萘含量小于0.5%，粘度E50大于1.5%；所述的复合添加剂为二乙醇胺或三乙醇胺或2，6二叔丁基对甲酚；所述的助燃剂为非芳烃、芳烃C8或芳烃C9。制备时，先将复合添加剂、助燃剂按比例投入改性煤焦油中溶解，再将生物柴油按上述比例投入改性煤焦油中混合均匀，稳定5-8小时后即可。

实施例2：每份为10升

一种复合工业燃料油，该燃料油是由下列体积数的原料组成：改性煤焦油70份，生物柴油49份，复合添加剂0.4份，助燃剂0.8份，上述原料中，所述的改性煤焦油在20℃时的密度为1.035～1.06g/ml，馏程为230～300℃，酚含量小于0.5%，萘含量小于0.5%，粘度E50大于1.5%；所述的复合添加剂为二乙醇胺和三乙醇胺以任何比例混合而成的；所述的助燃剂为环烷酸钙或环烷酸镁或环烷酸铁。制备时，先将复合添加剂、助燃剂按比例投入改性煤焦油中溶解，再将生物柴油按上述比例投入改性煤焦油中混合均匀，稳定5-8小时后即可。该燃料油经过在工业炉上试验，易点燃，燃烧充分，无积炭，无黑烟，低排放。

实施例3：（每份为1升）

一种复合工业燃料油，该燃料油是由下列体积数的原料组成：改性煤焦油50份，生物柴油49份，复合添加剂0.2份，助燃剂0.8份，上述原料中，所述的改性煤焦油在20℃时的密度为1.035～1.06g/ml，馏程为230～300℃，酚含量小于0.5%，萘含量小于0.5%，粘度E50大于1.5%；所述的复合添加剂为二乙醇胺与2，6二叔丁基对甲酚以任何比例混合而成的；所述的助燃剂为二茂铁。制备时，先将复合添加剂、助燃剂按比例投入改性煤焦油中溶解，再将生物柴油按上述比例投入改性煤焦油中混合均匀，稳定5-8小时后即可。

实施例4：每份为100毫升

一种复合工业燃料油，该燃料油是由下列体积数的原料组成：改性煤焦油60份，生物柴油35份，复合添加剂0.3份，助燃剂0.7份，上述原料中，所述的改性煤焦油在20℃时的密度为1.035～1.06g/ml，馏程为230～300℃，酚含量小于0.5%，萘含量小于0.5%，粘度E50大于1.5%；所述的复合添加剂为二乙醇胺、三乙醇胺与2，6二叔丁基对甲酚以任何比例混合而成的；所述的助燃剂为环烷酸钙、环烷酸镁与环烷酸铁以任意比例混合而成的。制备时，先将复合添加剂、助燃剂按比例投入改性煤焦油中溶解，再将生物柴油按上述比例投入改性煤焦油中混合均匀，稳定5-8小时后即可。

实施例5：（每份为1升）

一种复合工业燃料油，该燃料油是由下列体积数的原料组成：改性煤焦油65份，生物柴油40份，复合添加剂0.35份，助燃剂0.75份，上述原料中，所述的改性煤焦油在20℃时的密度为1.035～1.06g/ml，馏程为230～300℃，酚含量小于0.5%，萘含量小于0.5%，粘度E50大于1.5%；所述的复合添加剂为2，6二叔丁基对甲酚；所述的助燃剂为非芳烃与二茂铁以任意比例混合而成的。制备时，先将复合添加剂、助燃剂按比例投入改性煤焦油中溶解，再将生物柴油按上述比例投入改性煤焦油中混合均匀，稳定5-8小时后即可。

Claims (2)

1.一种复合工业燃料油，其特征在于该燃料油是由下列体积份数的原料组成的：改性煤焦油50-70份，生物柴油29-49份，复合添加剂0.2-0.4份，助燃剂0.6-0.8份；

所述原料中，改性煤焦油在20℃时的密度为1.035～1.06g/ml，馏程为230～300℃，酚含量小于0.5%，萘含量小于0.5%，粘度E50大于1.5%；所述的复合添加剂为二乙醇胺、三乙醇胺、2，6二叔丁基对甲酚中任意一种或是几种以任何比例混合而成的；所述的助燃剂为非芳烃、芳烃C8、芳烃C9、环烷酸钙、环烷酸镁、环烷酸铁、二茂铁中的任意一种或是几种以任意比例混合而成的；

所述的非芳烃是指不带苯环的碳氢化合物。

2.根据权利要求1的一种复合工业燃料油，其特征在于所述的复合添加剂由二乙醇胺、三乙醇胺、2，6二叔丁基对甲酚三种成份按常温下体积各取三分之一混合而成。