CN103074129A - 一种甲醇微乳液柴油的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种甲醇微乳液柴油的制备方法，是由柴油、甲醇为主要原料，以油酸、硬脂酸、异辛醇、异丁醇、乙酸乙酯、三乙醇胺为助剂，经乳化而得。制备的甲醇微乳液柴油产品，外观清澈透明，与纯柴油相似；物理性质与纯柴油基本一致，符合国家车用柴油标准GB/T19147-2003的技术指标要求，产品保质期较长，可稳定保存六个月以上。本发明助剂的添加剂毒性较低，对人体和环境危害小；添加剂用量较少，制备方法简单，工艺条件温和，在常温常压下即可制备，成本低，有利于工业化生产。

Description

一种甲醇微乳液柴油的制备方法

技术领域

本发明涉及一种微乳化柴油的制备方法，尤其涉及一种甲醇微乳液柴油的制备方法。

背景技术

醇类燃料是公认的清洁燃料。其中，甲醇的来源十分丰富，可以从固体原料煤、液体原料石脑油和渣油、气体原料天然气和油田气及煤层气等制取；也可直接用二氧化碳加氢制得；也可从其它化工和制药工业的副产品中获得。工业上制备甲醇的生产技术已经得到广泛成熟的应用。我国是富煤缺油少气的国家，预测我国煤炭资源总量达6000亿吨，是世界上煤炭储存量最丰富的国家之一，这样的国情也决定了以煤为原料生产甲醇燃料是缓解我国石油供求矛盾的有效措施之一。

与汽油机相比，柴油机具有热效率高、排放性能好、低速扭矩大、耐久性好、可靠性高等优点，因此应用领域广泛，但柴油机的发展却始终受到氮氧化合物的炭烟排放的制约。柴油机在其排放气中含有大量的由黑色含碳物质组成的微粒，其质量浓度是汽油机的30~80倍。这些微粒沉降速率很低，可长期悬浮在大气中，可对人体的健康造成极大的危害。要克服柴油机这些缺点，使用含氧燃料作为含氧添加剂与柴油混合被认为是降低柴油机污染物排放的有效措施。在柴油机中添加甲醇，利用甲醇本身含氧量高的特点，能使柴油中原本不能完全燃烧的部分得以充分燃烧，从而提高了燃油的利用率，有效地清除发动机内部积炭，而甲醇完全燃烧后主要生成水和二氧化碳，无环境污染。甲醇具有含氧量高、低温性能好、燃烧速度快、放热快、热效率高、辛烷值高、抗爆震、易降解、污染少等优点，而且常温下为液态，方便储存和运输。因此，国内外越来越多的专家学者将目光投入到柴油添加甲醇燃料的技术当中。

国内外研究成果和运行实践表明：在成品油中添加20%以下改性甲醇（即M20甲醇汽、柴油）可以在不改变发动机结构及参数的情况下，分别替代成品汽油、柴油应用于各种发动机，并且能与成品油互换使用，基本不影响发动机的动力性，且可以明显降低汽车尾气排放中的有害物质。美国DOC研究中心对10种汽车使用含有甲醇5%~10%的柴油进行测试，行驶结果表明：在一般柴油发动机上使用甲醇柴油时，燃烧排气中的一氧化碳比纯柴油减少了30%左右，碳氢化合物比纯柴油减少了30%~60%。由此可见，甲醇柴油是国内外公认的清洁能源。

世界各国相继开发出多种燃烧甲醇柴油混合燃料的方法，但共同的缺点是：（1）甲醇柴油的助剂价格高、闪点低、易着火、不安全；（2）易分层，合成柴油在油箱中存放时间不长，易吸水，见水即浑浊，不宜在潮湿环境中储藏，且在极端低温和高温下性能不稳定；（3）不能有效地降低柴油的凝点；（4）随着温度升高，会导致发动机输油罐路中“气堵”现象，而为了解决该问题，甚至要改动和调整发动机；（5）甲醇的十六烷值太低，气化潜热约为柴油的3.7倍，由此导致柴油机着火性能差，在低温条件下很难启动；且甲醇蒸发汽化时会降低气缸的压缩温度，导致滞燃期延长。这也是配制甲醇柴油所遇到的一个难点。正是由于以上诸多原因，再加上甲醇柴油的生产工艺还不过关、生产成本过高，因此目前市场上销售的甲醇柴油还很少。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的问题，提供一种添加剂用量较少、保质期较长、制备方法简单的甲醇微乳液柴油的制备方法。

本发明甲醇微乳液柴油的制备方法，是由以下原料和工艺步骤完成：

原料配比：以质量份计

柴油7~9份，甲醇1~5份，油酸0.4~0.8份，硬脂酸0.1~0.3份，异辛醇0.05~0.2份，异丁醇0.05~0.2份，乙酸乙酯0.05~0.3份，三乙醇胺0.05~0.2份，助燃剂0.001~0.2份；

其中，助燃剂为质量百分数0.001%~2%的二茂铁。

工艺步骤：

（1）将油酸加入到柴油中，搅拌使其溶解后，再加入硬脂酸，快速搅拌直至硬脂酸完全溶解形成溶液A；

（2）按异辛醇、异丁醇、乙酸乙酯、三乙醇胺依次溶解到甲醇中，得到溶液B；该步骤中，异辛醇、异丁醇、乙酸乙酯、三乙醇胺的加入顺序不容颠倒，且每加入下一种助剂前必须保证前一种助剂已经完全溶解。

（3）在快速搅拌下将溶液B加入到上述溶液A中，快速搅拌60min~80min，得到清澈透明的微乳液C；

（4）将助燃剂加到微乳液C中，快速搅拌使其完全溶解，得到目标产品。

上述反应过程中，搅拌速度均为240~360转/min。而且制备过程对搅拌时间要求很高，搅拌时间不得任意缩短或延长，否则得不到产品。

本发明制备的甲醇微乳液柴油产品，外观清澈透明，与纯柴油相似；物理性质与纯柴油基本一致，符合国家车用柴油标准GB/T 19147-2003的技术指标要求。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、助剂的添加剂用量较少，只需加入4.5份的助剂就可溶解10份的甲醇（均为质量百分数）；成本低；制备方法简单，工艺条件温和，在常温常压下即可制备，成本低，有利于工业化生产；

2、添加剂毒性较低，对人体和环境危害小； 

 3、产品保质期较长，可稳定保存六个月以上；

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明甲醇微乳化柴油的制备方法进行详细说明。

实施例1

（1）将2g油酸加入到40g柴油中，搅拌使其溶解后，再加入0.5g硬脂酸，快速搅拌直至硬脂酸完全溶解形成溶液A；

（2）将异辛醇、异丁醇、乙酸乙酯、三乙醇胺（均为0.5g）按顺序搅拌溶解到10g的甲醇中，得到溶液B（每加入下一种助剂前必须保证前一种助剂已经完全溶解）；在快速搅拌下将溶液B加入到上述溶液A中，快速搅拌300转/min，得到清澈透明的微乳液C；

（3）将0.1g的二茂铁（质量百分数为0.002%）加到微乳液C中，快速搅拌使其完全溶解，即得到目标产品。

得到的产品的理化指标见表1。

实施例2

（1）将3g油酸加入到40g柴油中，搅拌使其溶解后，再加入0.5g硬脂酸，快速搅拌直至硬脂酸完全溶解形成溶液A；

（2）将异辛醇0.5g、异丁醇0.5g、乙酸乙酯1g、三乙醇0.5g胺按顺序搅拌溶解到10g的甲醇中，得到溶液B（每加入下一种助剂前必须保证前一种助剂已经完全溶解）；在快速搅拌下将溶液B加入到上述溶液A中，快速搅拌300转/min，得到清澈透明的微乳液C；

（3）将0.1g的二茂铁（质量百分数为0.002%）加到微乳液C中，快速搅拌使其完全溶解，即得到目标产品。

得到的产品的理化指标见表1。

实施例3

（1）将2.5g油酸加入到40g柴油中，搅拌使其溶解后，再加入0.5g硬脂酸，快速搅拌直至硬脂酸完全溶解形成溶液A；

（2）将异辛醇0.5g、异丁醇0.5g、乙酸乙酯1.5g、三乙醇胺0.5g按顺序搅拌溶解到10g的甲醇中，得到溶液B（每加入下一种助剂前必须保证前一种助剂已经完全溶解）；在快速搅拌下将溶液B加入到上述溶液A中，快速搅拌300转/min，得到清澈透明的微乳液C；

（3）将0.1g的二茂铁（质量百分数为 0.002%）加到微乳液C中，快速搅拌使其完全溶解，即得到目标产品。

得到的产品的理化指标见表1。

表1   甲醇微乳液柴油的理化指标

Claims (3)

1.一种甲醇微乳液柴油的制备方法，是由以下原料和工艺步骤完成：

原料配比：以质量份计

柴油7～9份，甲醇1～5份，油酸0.4～0.8份，硬脂酸0.1～0.3份，异辛醇0.05～0.2份，异丁醇0.05～0.2份，乙酸乙酯0.05～0.3份，三乙醇胺0.05～0.2份，助燃剂0.001～0.2份；

工艺步骤：

（1）将油酸加入到柴油中，搅拌使其溶解后，再加入硬脂酸，快速搅拌直至硬脂酸完全溶解形成溶液A；

（2）按异辛醇、异丁醇、乙酸乙酯、三乙醇胺依次溶解到甲醇中，得到溶液B；

（3）在快速搅拌下将溶液B加入到上述溶液A中，快速搅拌60min～80min，得到清澈透明的微乳液C；

（4）将助燃剂加到微乳液C中，快速搅拌使其完全溶解，得到目标产品。

2.如权利要求1所述的甲醇微乳液柴油的制备方法，其特征在于：所述助燃剂为质量百分数0.001%～2%的二茂铁。

3.如权利要求1所述的甲醇微乳液柴油的制备方法，其特征在于：所述搅拌速度为240～360转/min。