CN103031163A - 一种煤基复合民用燃料 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种清洁燃料，具体为一种煤基复合民用燃料，解决现有民用燃料油存在诸多缺点的问题，是由煤焦轻油、甲醇、分散剂、腐蚀抑制剂、助燃剂构成，煤焦轻油是煤焦油分馏时在280℃以下蒸出的馏分，密度为0.91～0.99g/ml；分散剂为聚异丁烯琥珀酸亚胺、磷酸酰胺、脂肪胺、丁二酰亚胺中的任意一种或是几种以任意比例混合；所述腐蚀抑制剂为油酸乙二醇酯、N,N―二亚水杨丙二胺、苯骈三氮唑、2.6二叔丁基对甲酚中的任意一种或是几种以任意比例混合；所述助燃剂为环烷酸钙、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。易点燃、雾化性能好、燃烧更充分、热效率更高，烟气黑度等排放指标均符合要求，经济效果显著。

Description

一种煤基复合民用燃料

技术领域

本发明涉及一种清洁燃料，具体为一种煤基复合民用燃料。

背景技术

    拥有十多亿人口的中国，民用炊事燃料历来都是国计民生的一个重要问题，目前，中国城乡居民在炊事和取暖燃料方面支出的费用，与粮食支出的费用基本相同。近些年来，由于城市环境污染严重，禁止使用煤炉，而使用LPG供应没有保障，价格又贵，因此出现了一批使用液体燃料的柴油炉。但是，燃料柴油也有货源紧缺、价格昂贵和污染严重的问题。以煤炭为原料大规模工业化生产的煤焦油、甲醇等廉价原料替代柴油及LPG，为民用燃料开辟了一个新途径。

煤焦油是一种资源性产品，主要来自炼焦过程，是煤干馏过程中所得到的一种液体产物，它主要是由烷烃、芳香烃、胶质和沥青组成的有机物。煤焦油与石油外观相似，都是黑色粘稠液体，但是煤焦油的成分比石油复杂得多，煤焦轻油是煤焦燃料油中品质较好的一种新型的燃料，它的物化指标与柴油相近，可替代原油或重油等燃料油使用。使用煤焦轻油作燃料燃烧，不仅雾化良好，热量与原油相当，而且二氧化硫、氮氧化合物、烟气黑度等排放指标均符合国家环境保护标准。煤焦油改性加工的方法有很多，最为传统的方法是蒸馏分离法，能很好的切出各段馏分，但是用煤焦油制取燃料油时馏分油的收率比较低，而且对原料要求高，来源不广，原料油杂质含量比较多，能耗也较大，在使用时存在燃烧不完全，烟度比较大，容易导致灶具积碳等不足。

以甲醇为主体的醇基民用燃料油生产过程比较简单，原料来源多样，煤、石油和天然气均可制甲醇。甲醇本身含有50%的氧，燃烧后的废气排放比柴油和液化气少，具有燃烧充分的优势，是一种清洁燃料。但是以甲醇为主的燃料油在实际使用时普遍存在点火不畅、雾化不好、燃烧不稳定等诸多缺陷。

到目前为止，还未见有将煤焦轻油和甲醇有机搭配在一起构成复合燃料油，而且目前煤焦轻油和甲醇在单独使用时，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民用燃料油存在上述诸多缺点的问题，提供一种煤基复合民用燃料。

本发明是采用如下技术方案实现的：一种煤基复合民用燃料，该燃料油是由下列体积份数的原料组成：煤焦轻油60~80份，甲醇19~39份，分散剂0.1~0.3份，腐蚀抑制剂0.2~0.4份，助燃剂0.4~0.6份；上述原料中，所述煤焦轻油是煤焦油分馏时在280℃以下蒸出的馏分，黄色至褐色，有荧光，质轻，在20℃时的密度为0.91～0.99g/ml；所述分散剂为聚异丁烯琥珀酸亚胺、磷酸酰胺、脂肪胺、丁二酰亚胺中的任意一种或是几种以任意比例混合而成的；所述腐蚀抑制剂为油酸乙二醇酯、N,N ― 二亚水杨丙二胺、苯骈三氮唑、2.6二叔丁基对甲酚中的任意一种或是几种以任意比例混合而成的；所述助燃剂为环烷酸钙、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。

本发明的煤基复合民用燃料较柴油易点燃、雾化性能好、不甩油、燃烧更充分、热效率更高，无积碳结焦，氮氧化合物、烟气黑度等排放指标均等同于使用柴油，符合国家环境保护标准，复合燃料与柴油互溶性良好，可随时与柴油以任意比例混合燃烧，十分灵活。以加热25Kg，5℃的水至沸腾为例，柴油油耗0.95L，本产品为1.05L，替代比达1.1，燃料使用成本比柴油减少25%以上，经济效果显著，极具推广价值。

具体实施方式

本发明的一种煤基复合民用燃料，采用煤焦油与甲醇为主要原料，再配以必要的添加剂，实现了低成本，高热值，环保，方便的使用效果。在所述原料中，甲醇以工业甲醇技术指标（GB338—2004）为准，指标要求不低于一等品，这是本领域普通技术人员所熟知的；所述分散剂中，聚异丁烯琥珀酰亚胺作为燃料油清净分散剂，脂肪胺是广泛使用的阳离子表面活性剂和其他表面活性剂的原料，丁二酰亚胺具有优良的低温分散性和优异的高温稳定性，它对发动机运转中生成的低温油泥，沉积物等均有良好的分散性和去垢性，对于酸性燃烧物也有一定的增溶能力，且灰分很低，与金属清净剂，抗氧剂复合显示优异的加和效应；所述腐蚀抑制剂中，油酸乙二醇酯可作为醇类燃料金属腐蚀抑制剂，N,N ― 二亚水杨丙二胺油溶性好，能与活泼金属离子（铜、铁、镍、锰）形成螯合物，抑制金属离子对油品的催化作用，在油品中应用能延长油品储存期，降低胶质生成量，与抗氧剂复合使用，效果更加，苯骈三氮唑为水溶性，添加在燃料油中，可以吸附在金属表面形成一层很薄的膜，保护铜及其它金属免受大气及有害介质的腐蚀，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；所述的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%。所述原料均为现有公知产品，可从市场上直接购得。

制备时，可采用常规通用油品调和方法，先将上述分散剂、腐蚀抑制剂、助燃剂按比例投入经脱色、除味精制后的煤焦轻油中溶解，再将溶解有添加剂的煤焦轻油按比例投入甲醇中混合均匀，稳定2-4小时后即可使用。 

与现有技术相比，使用煤焦轻油复配甲醇等添加剂作燃料燃烧，适用于市场上所有以柴油为燃料的炊事灶具，与安装管道动辄就得十几万元的天然气与液化气相比，不需支付庞大的安装费，投入很小，同普通醇基民用燃料相比，不但热值提高近一倍，还不需要进行灶头、风机等设备改造，宾馆、食堂使用的柴油灶可在原有设备基础上直接燃用复合燃料，安装和使用非常方便，本发明可实现与柴油灶的无缝对接，用户无需对原有柴油灶做任何改动。

以下是一组本发明的煤基复合民用燃料检测数据。

按比例将“聚异丁烯琥珀酸亚胺”、“油酸乙二醇酯”同“二茂铁”的复合添加剂以1/1000、3/1000的添加量与其余燃料组分搅拌均匀放置1小时后使用。做灶用实验，主要看添加剂对油耗、气味、烟度等方面的影响。以将25升10℃的水加热至90℃时的油耗计算热值。烟度、气味等指标以主观目测为准。

第一组：

燃料

复合添加剂

用时（分）

油耗（毫升）

烟

气味

燃烧状态

纯柴油

无

14.36

1140

正常

正常

稳定

替代燃料

无

15.59

1300

较多

略呛

不稳定

替代燃料

1/1000

14.36

1240

较好

较好

较为稳定

替代燃料

3/1000

14.36

1180

正常

正常

燃烧稳定

第二组

燃料

复合添加剂

用时（分）

油耗（毫升）

烟

气味

燃烧状态

纯柴油

无

14.20

1200

正常

正常

稳定

替代燃料

无

15.41

1280

较多

略呛

不稳定

替代燃料

1/1000

14.55

1240

较好

较好

较为稳定

替代燃料

3/1000

14.45

1210

正常

正常

燃烧稳定

第三组

燃料

复合添加剂

用时（分）

油耗（毫升）

烟

气味

燃烧状态

纯柴油

无

14.37

1190

正常

正常

稳定

替代燃料

无

15.38

1350

较多

略呛

不稳定

替代燃料

1/1000

14.31

1280

较好

较好

较为稳定

替代燃料

3/1000

14.25

1270

正常

正常

燃烧稳定

第四组

燃料

复合添加剂

用时（分）

油耗（毫升）

烟

气味

燃烧状态

纯柴油

无

14.33

1170

正常

正常

稳定

替代燃料

无

15.28

1345

较多

略呛

不稳定

替代燃料

1/1000

14.37

1286

较好

较好

较为稳定

替代燃料

3/1000

14.23

1216

正常

正常

燃烧稳定

第五组

燃料

复合添加剂

用时（分）

油耗（毫升）

烟

气味

燃烧状态

纯柴油

无

14.27

1176

正常

正常

稳定

替代燃料

无

15.42

1295

较多

略呛

不稳定

替代燃料

1/1000

14.29

1275

较好

较好

较为稳定

替代燃料

3/1000

14.22

1220

正常

正常

燃烧稳定

经反复试验，数据表现稳定有规律，加入1/1000、3/1000添加剂的平均油耗分别为：1264ml、1219ml，比未加入添加剂的平均油耗1314 ml分别降低50 ml、95 ml，降幅达3.8% — 7.2%。表明复合添加剂的加入对本发明替代燃料的燃烧效果有明显改善，烟度、燃烧气味均随添加比例的增加而明显降低，整体水平完全可以达到柴油使用效果。

实施例1：（每份为1升）

一种煤基复合民用燃料，该燃料油是由下列体积数的原料组成：煤焦轻油60份，甲醇19份，分散剂0.1份，腐蚀抑制剂0.2份，助燃剂0.4份；上述原料中，所述煤焦轻油是煤焦油分馏时在280℃以下蒸出的馏分，黄色至褐色，有荧光，质轻，在20℃时的密度为0.91～0.99g/ml；所述分散剂为聚异丁烯琥珀酸亚胺或磷酸酰胺或脂肪胺或丁二酰亚胺；所述腐蚀抑制剂为油酸乙二醇酯或N,N ― 二亚水杨丙二胺或苯骈三氮唑或2.6二叔丁基对甲酚；所述助燃剂为环烷酸钙或环烷酸镁或环烷酸铁或二茂铁。制备时，可采用常规通用油品调和方法，先将上述分散剂、腐蚀抑制剂、助燃剂按比例投入经脱色、除味精制后的煤焦轻油中溶解，再将溶解有添加剂的煤焦轻油按比例投入甲醇中混合均匀，稳定2小时后即可使用。

实施例2：每份为10升

一种煤基复合民用燃料，该燃料油是由下列体积数的原料组成：煤焦轻油80份，甲醇39份，分散剂0.3份，腐蚀抑制剂0.4份，助燃剂0.6份；上述原料中，所述煤焦轻油是煤焦油分馏时在280℃以下蒸出的馏分，黄色至褐色，有荧光，质轻，在20℃时的密度为0.91～0.99g/ml；所述分散剂为聚异丁烯琥珀酸亚胺和磷酸酰胺以任意比例混合而成的；所述腐蚀抑制剂为油酸乙二醇酯和N,N ― 二亚水杨丙二胺以任意比例混合而成的；所述助燃剂为环烷酸钙和环烷酸镁、环烷酸铁以任意比例混合而成的。制备时，可采用常规通用油品调和方法，先将上述分散剂、腐蚀抑制剂、助燃剂按比例投入经脱色、除味精制后的煤焦轻油中溶解，再将溶解有添加剂的煤焦轻油按比例投入甲醇中混合均匀，稳定4小时后即可使用。

实施例3：（每份为1升）

一种煤基复合民用燃料，该燃料油是由下列体积数的原料组成：煤焦轻油60份，甲醇39份，分散剂0.1份，腐蚀抑制剂0.4份，助燃剂0.4份；上述原料中，所述煤焦轻油是煤焦油分馏时在280℃以下蒸出的馏分，黄色至褐色，有荧光，质轻，在20℃时的密度为0.91～0.99g/ml；所述分散剂为脂肪胺和丁二酰亚胺以任意比例混合而成的；所述腐蚀抑制剂为苯骈三氮唑和2.6二叔丁基对甲酚以任意比例混合而成的；所述助燃剂为环烷酸铁和二茂铁以任意比例混合而成的。制备时，可采用常规通用油品调和方法，先将上述分散剂、腐蚀抑制剂、助燃剂按比例投入经脱色、除味精制后的煤焦轻油中溶解，再将溶解有添加剂的煤焦轻油按比例投入甲醇中混合均匀，稳定3小时后即可使用。

实施例4：

一种煤基复合民用燃料，该燃料油是由下列体积数的原料组成：煤焦轻油7000毫升，甲醇2500毫升，分散剂20毫升，腐蚀抑制剂30毫升，助燃剂50毫升；上述原料中，所述煤焦轻油是煤焦油分馏时在280℃以下蒸出的馏分，黄色至褐色，有荧光，质轻，在20℃时的密度为0.91～0.99g/ml；所述分散剂为聚异丁烯琥珀酸亚胺和脂肪胺、丁二酰亚胺以任意比例混合而成的；所述腐蚀抑制剂为油酸乙二醇酯和苯骈三氮唑以任意比例混合而成的；所述助燃剂为环烷酸钙和环烷酸铁以任意比例混合而成的。制备时，可采用常规通用油品调和方法，先将上述分散剂、腐蚀抑制剂、助燃剂按比例投入经脱色、除味精制后的煤焦轻油中溶解，再将溶解有添加剂的煤焦轻油按比例投入甲醇中混合均匀，稳定2小时后即可使用。

 

实施例5：（每份为1升）

一种煤基复合民用燃料，该燃料油是由下列体积数的原料组成：煤焦轻油75份，甲醇30份，分散剂0.25份，腐蚀抑制剂0.35份，助燃剂0.55份；上述原料中，所述煤焦轻油是煤焦油分馏时在280℃以下蒸出的馏分，黄色至褐色，有荧光，质轻，在20℃时的密度为0.91～0.99g/ml；所述分散剂为磷酸酰胺和丁二酰亚胺以任意比例混合而成的；所述腐蚀抑制剂为N,N ― 二亚水杨丙二胺和2.6二叔丁基对甲酚以任意比例混合而成的；所述助燃剂为环烷酸镁和环烷酸铁以任意比例混合而成的。制备时，可采用常规通用油品调和方法，先将上述分散剂、腐蚀抑制剂、助燃剂按比例投入经脱色、除味精制后的煤焦轻油中溶解，再将溶解有添加剂的煤焦轻油按比例投入甲醇中混合均匀，稳定4小时后即可使用。

Claims (1)

1.一种煤基复合民用燃料，其特征是该燃料油是由下列体积份数的原料组成：煤焦轻油60~80份，甲醇19~39份，分散剂0.1~0.3份，腐蚀抑制剂0.2~0.4份，助燃剂0.4~0.6份；

上述原料中，所述煤焦轻油是煤焦油分馏时在280℃以下蒸出的馏分，黄色至褐色，有荧光，质轻，在20℃时的密度为0.91～0.99g/ml；所述分散剂为聚异丁烯琥珀酸亚胺、磷酸酰胺、脂肪胺、丁二酰亚胺中的任意一种或是几种以任意比例混合而成的；所述腐蚀抑制剂为油酸乙二醇酯、N,N ― 二亚水杨丙二胺、苯骈三氮唑、2.6二叔丁基对甲酚中的任意一种或是几种以任意比例混合而成的；所述助燃剂为环烷酸钙、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。