CN103937564B - 一种窑炉高效专用油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种窑炉高效专用油，由以下三种组分混合而使用：组分一：基础油为脱酚油：1000重量份，添加剂A：2重量份；组分二：基础油为轮胎油：1000重量份，添加剂A:3重量份；组分三：基础油为洗油：1000重量份，添加剂B：3重量份。本发明同时公开了该专用油的制备方法。本发明提供的专用油安全性、燃烧油烟与柴油相当，热效率高于柴油，而且原料易得且价格相对低廉。

Description

一种窑炉高效专用油及其制备方法

技术领域

本发明涉及燃油技术领域，具体涉及一种窑炉高效专用油及其制备方法。

背景技术

目前，迫于环境压力，目前工业窑炉的燃料已由煤炭逐步转换为油、气，如柴油、燃料油、天然气、煤气等。

天然气是公认的清洁能源，价格也不高，用作窑炉燃料较油有优势，但随着社会的发展，这一优势也要重新认识。

第一，天然气虽然燃烧充分，但燃烧速度慢、火焰温度低、方向性差，在窑炉中使用时热效率比油低，因而消耗量大，单位产品的二氧化碳排放量也大，所以在窑炉上使用天然气时其环保与节能是相对的。

第二，随着天然气消耗量的迅速增长，价格也不断攀升，在窑炉上使用时其成本优势已不明显，有些地区已无成本优势甚至出现天然气成本高于油的情况。

反观燃料油的情况，近几年来燃料油的价格已基本稳定，成本劣势逐步缩小，由于以油为燃料时窑炉的热效率高，所以燃油窑炉从来未被天然气窑炉完全取代，新建窑炉在燃料的选择上也会增加对燃料油的关注，将来即使在天然气管网已经覆盖的地区也很可能使用燃油窑炉。

油质越好，窑炉的热效率就越高。某些较贵重物料的熔炼选择柴油为燃料，就是看重柴油的高效特性。柴油的火焰温度高，因而物料的熔炼时间短，物料烧失少浪费小；柴油的油烟小因而物料不易受污染，产品质量好。然而柴油价格高、用户承受的成本压力大，因此调合一种价格相对低廉、热效率比柴油高、排烟小的窑炉高效专用油是一项十分有益的工作。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种窑炉高效专用油及其制备方法，其安全性、燃烧油烟与柴油相当，且热效率高于柴油，从而消除上述背景技术中缺陷。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

一种窑炉高效专用油，由以下三种组分混合而使用：

组分一：

基础油为脱酚油：1000重量份，

添加剂A：2重量份；

组分二：

基础油为轮胎油：1000重量份，

添加剂A:3重量份；

组分三：

基础油为洗油：1000重量份，

添加剂B：3重量份；

所述组分一、组分二和组分三的重量比为：(20-50):(25-60):(20-50)；

所述添加剂A由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B由以下重量份的原料制备而成：

本发明中，所述添加剂A优选由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B优选由以下重量份的原料制备而成：

一种窑炉高效专用油的制备方法，步骤如下：

S1、添加剂A的制备：

常温常压下将丙二酸二异丙酯、丙二酸二乙酯和聚异丁烯基丁二酰亚胺按比例依次加入防爆型搪玻璃反应釜中，开搅拌，转速每分钟89转，不断搅拌下将油酸镁按比例加入反应釜中并继续搅拌2小时，静置15分钟后用25公斤塑料桶包装；

S2、添加剂B的制备：

常温常压下将乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯按比例依次加入防爆型搪玻璃反应釜中，开搅拌，转速每分钟89转，不断搅拌下将丁二酰亚胺和乙烯-醋酸乙烯共聚物依次按比例加入反应釜中并继续搅拌2小时，静置15分钟后用25公斤塑料桶包装；

S3、各组分的制备：

将各组分所需添加剂按量分别加入不同的油罐内，然后加入基础油，搅拌均匀；

S4、专用油的调和：

首先将各组分进行充分混合，在使用专用油前至少再混合一次。

本发明中，脱酚油是焦化副产品，切取煤焦油中170-210摄氏度或210-230摄氏度的馏分经脱酚脱萘后即为脱酚油。脱酚油的主要成分为重苯，是一种多组分混合物，闪点40摄氏度。洗油也是一种焦化副产，是煤焦油中230-300摄氏度的馏分，主要成分为甲基萘、二甲基萘、萘、甲酚、二甲酚、高沸点酚、重质吡啶、喹啉等，闪点高于110摄氏度。轮胎油是废旧汽车轮胎、废橡胶等经降解炼制的一种燃料油，闪点50摄氏度左右。

本发明的作用机理分析如下。

众所周知，工业窑炉的热效率低、能耗高、污染大，但在人类的生产生活中又不可缺少，所以，生产一种窑炉高效专用油具有环保与节能双重意义。经过长期的生产实践，现代燃烧器的设计已渐趋合理，燃油的燃烧效率已经非常高，得益于此，许多燃油装置比如燃油锅炉的的热效率已经接近理想值，在这类装置上几无节能潜力可挖；窑炉的情况与锅炉大不相同。

锅炉以水为做功对象，因此后燃的低温火焰甚至烟气均可做有用功，只要水冷壁设计合理，火焰温度低一些对热效率影响不大；而窑炉则是需要高温才能做有用功的装置，所以输入能量相等的前提下火焰温度越高越有利于窑炉的高效运行，比如化铁，温度低于铁熔点的火焰只能起到预热作用而无法将铁熔化，而显而易见的是：预热对窑炉效率的贡献是较低的。可见，所谓的窑炉高效专用油，就是一种能产生高温火焰的燃料油。从理论上讲，这种油应当具备以下特性：较高的热值、较好的雾化性能、较快的燃速从而发出较为集中而收敛的高温火焰。

本发明选用热值9300千卡/千克以上、具有较高闪点和较好流动性的燃料油作为基础油加入添加剂复配而成专用油。组分一和组分二基础油的闪点低于50摄氏度，所以用油酸镁提高其使用安全性；组分三基础油的低温流动性略差，故使用乙烯醋酸乙烯共聚物改善其低温流动性。添加剂中的酰亚胺类表面活性剂用于清净油路、分散胶质、提高油的雾化性能；含亚甲基的羧酸酯类引发剂用于提高油的燃烧速度，并对胶质有一定的溶解性、减少聚集胶质燃烧不充分而形成的油烟。

本发明选用的三种基础油均为非石油类资源，具有较高的热值和较低的价格，但相对于柴油而言存在两点不足：一是热值、火焰温度、热效率均低于柴油；二是油中的不饱和化合物受热易脱氢聚合形成胶质导致燃烧油烟较大。对于第一点，本发明的添加剂可大大提高燃烧速度从而大幅提高火焰温度，使该油在窑炉中的热效率高于柴油，弥补了热值低的缺陷；对于第二点，添加剂的清净分散性和溶解性可减少胶质的聚集、其催化作用则可加速脱氢后碳链与氧的燃烧反应，减少其聚合几率阻碍大分子胶质的生成。

由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

第一，本专用油的基础油为非石油资源，原料易得且价格相对低廉，本发明的使用有助于合理利用资源。本专用油可在窑炉上替代柴油，有利于缓解我国石油资源相对稀缺的局面。

第二，本专用油在工业窑炉上使用时有很高的热效率，以配方1熔炼铜合金为例热值每千克9500千卡的专用油与热值每千克10800千卡的柴油进行比较，熔炼同质同量的铜合金，用油的重量相当，从而可以提高劳动生产率，专用油的熔炼速度快，可助企业节约劳动力，缓解用工难的不利局面。

第三，本专用油的调合简单方便，不需增加调合设备。

第四，本专用油燃速高、清净性好、结焦少、排放低，符合环保理念，专用油与基础油相比，烟度下降十分明显，废物排放大大减少。

综上所述，本发明提供的专用油安全性、燃烧油烟与柴油相当，热效率高于柴油，而且原料易得且价格相对低廉。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

一种窑炉高效专用油，由以下三种组分混合而使用：

组分一：基础油为脱酚油：1000重量份，添加剂A：2重量份；

组分二：基础油为轮胎油：1000重量份，添加剂A:3重量份；

组分三：基础油为洗油：1000重量份，添加剂B：3重量份。

实施例1

所述组分一、组分二和组分三的重量比为：30:40:30；

上述组分中，添加剂A由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B由以下重量份的原料制备而成：

实施例2

所述组分一、组分二和组分三的重量比为：40:30:30；

上述组分中，添加剂A由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B由以下重量份的原料制备而成：

实施例3

所述组分一、组分二和组分三的重量比为：50:25:25；

上述组分中，添加剂A由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B优选由以下重量份的原料制备而成：

实施例4

所述组分一、组分二和组分三的重量比为：25:25:50；

上述组分中，添加剂A由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B由以下重量份的原料制备而成：

实施例5

所述组分一、组分二和组分三的重量比为：20:60:20；

上述组分中，添加剂A由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B由以下重量份的原料制备而成：

实施例6

实施例1-5的专用油，采用的制备步骤如下：

S1、添加剂A的制备：

常温常压下将丙二酸二异丙酯、丙二酸二乙酯和聚异丁烯基丁二酰亚胺按比例依次加入防爆型搪玻璃反应釜中，开搅拌，转速每分钟89转，不断搅拌下将油酸镁按比例加入反应釜中并继续搅拌2小时，静置15分钟后用25公斤塑料桶包装；

S2、添加剂B的制备：

常温常压下将乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯按比例依次加入防爆型搪玻璃反应釜中，开搅拌，转速每分钟89转，不断搅拌下将丁二酰亚胺和乙烯-醋酸乙烯共聚物依次按比例加入反应釜中并继续搅拌2小时，静置15分钟后用25公斤塑料桶包装；

S3、各组分的制备：

将各组分所需添加剂按量分别加入不同的油罐内，然后加入基础油，搅拌均匀；

S4、专用油的调和：

首先将各组分进行充分混合，在使用专用油前至少再混合一次。

实施例7

实施例1-5专用油的实际使用：

基础油装槽车之前根据计划装油量将对应于该基础油的添加剂按比例加入油罐内然后加油，槽车抵达目的地后将油卸入用户油罐即可。添加剂与基础油在装车时混合一次、运输过程中进一步混合、卸车时再混合一次，可保证油、剂混合均匀。

对比实施例

将实施例1-5的专用油、柴油、脱酚油、洗油、轮胎油、后三种油的混合物(简称混合油)，在坩埚式铜炉上使用(操作方式均为常规操作)，测试结果如下表。

在效果测试期间，粗铜料的品质和外形尺寸基本稳定。

以下，火焰温度是指坩埚式熔化炉的炉膛中部温度，烟度是烟囱顶部烟度。

从上述表格中可知，

1、专用油的单耗已经低于柴油，其热值也低于柴油，因此热效率比柴油高。专用油热值取9700千卡，即便在单耗与柴油相等时，其热效率也比柴油高7.8％，而与洗油相比，热效率至少提高27％。计算公式为：

热效率提高率＝【(对比油热值*单耗-专用油热值*单耗)/对比油热值*单耗】*100％。

2、与单纯采用脱酚油、洗油、轮胎油以及混合油相比，实施例1-5的专用油火焰温度均有200摄氏度以上的提高，说明加剂后燃烧速度明显加快。

3、实施例1-5的专用油在空气中燃烧时的烟度明显降低，达到了柴油的烟度水平。

4、实施例1-5的专用油清焦次数明显比基础油少，说明专用油结焦减少，与柴油的结焦水平相当。

本发明不局限于上述具体实施方式，一切基于本发明的技术构思，所作出的结构上的改进，均落入本发明的保护范围之中。

Claims (3)

1.一种窑炉高效专用油，其特征在于：由以下三种组分混合而使用：

组分一：

基础油为脱酚油：1000重量份，

添加剂A：2重量份；

组分二：

基础油为轮胎油：1000重量份，

添加剂A:3重量份；

组分三：

基础油为洗油：1000重量份，

添加剂B：3重量份；

所述组分一、组分二和组分三的重量比为：(20-50):(25-60):(20-50)；

所述添加剂A由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B由以下重量份的原料制备而成：

2.如权利要求1所述的一种窑炉高效专用油，其特征在于：所述添加剂A由以下重量份的原料制备而成：

所述添加剂B由以下重量份的原料制备而成：

3.一种制备如权利要求1所述的窑炉高效专用油的方法，其特征在于：步骤如下：

S1、添加剂A的制备：

常温常压下将丙二酸二异丙酯、丙二酸二乙酯和聚异丁烯基丁二酰亚胺按比例依次加入防爆型搪玻璃反应釜中，开搅拌，转速每分钟89转，不断搅拌下将油酸镁按比例加入反应釜中并继续搅拌2小时，静置15分钟后用25公斤塑料桶包装；

S2、添加剂B的制备：

常温常压下将乙酰乙酸乙酯和丙二酸二乙酯按比例依次加入防爆型搪玻璃反应釜中，开搅拌，转速每分钟89转，不断搅拌下将丁二酰亚胺和乙烯-醋酸乙烯共聚物依次按比例加入反应釜中并继续搅拌2小时，静置15分钟后用25公斤塑料桶包装；

S3、各组分的制备：

将各组分所需添加剂按量分别加入不同的油罐内，然后加入基础油，搅拌均匀；

S4、专用油的调和：

首先将各组分进行充分混合，在使用专用油前至少再混合一次。