CN104673408A

CN104673408A - 醇烃燃料及其制备方法

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Publication number: CN104673408A
Application number: CN201510086179.1A
Authority: CN
Inventors: 田伟; 汤先耕; 田一然; 田飞
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2015-06-03

Abstract

本发明涉及可再生燃料能源，具体是一种醇烃燃料及其制备方法，醇烃燃料，包括按照重量份计算的甲醇82-88份、改性剂2-4份、热值剂10-14份。醇烃燃料制备方法是将制备的改性剂和热值剂与甲醇放入反应釜中混合搅拌均匀，静置至少24小时后即得产品醇烃燃料。本发明由于所述方案而具有的优点是：不需要改装汽车，与普通汽油可任意配比使用，对油泵、油路、发动机缸体无损害，供油顺畅，不分层和降低使用成本。

Description

醇烃燃料及其制备方法

技术领域

本发明涉及可再生燃料能源，尤其是一种不需要改装汽车，与普通汽油可任意配比使用，对油泵、油路、发动机缸体无损害，供油顺畅，不分层和降低使用成本的醇烃燃料及其制备方法。

背景技术

汽油通常是以石油为原料，经过多道工艺提炼得到C4-C12脂肪烃和环烃类，醇烃燃料由醇、烃两类物质构成；烃是碳氢化合物，醇可以看成是烃分子中的氢原子被被羟基取代后的生成物，常用的甲醇可看作是甲烷的一羟基衍生物，它们都是可燃的有机物质。甲烷【H₃C-H】，甲醇【H₃C-OH】。

醇烃燃料中的醇多是以煤化工产物甲醇作为基础燃料，再复配基础汽油、添加剂而得的混合物。用醇烃燃料替代或部份替代代石油产品是能源战略的重大课题，另外醇烃燃料和甲醇汽油一样其最大优点是能降低汽车尾气排放有害气体总量，比传统的汽油更加清洁有利于环境，因此成为研究热点。

但是现有技术中使用甲醇汽油主要有以下两种缺陷：

1、使用甲醇汽油时必须安装电子双控系统，对原车发动机系统进行改装，对喷油系统进行改装，增大其喷油量，并且当汽车动力不足时，自动转换使用传统的基础汽油；

2、需要使用专业的耐醇油泵。

经过改装的车辆使用甲醇汽油时也会出现如下问题：

1、动力不足：表现在车辆上坡、开空调行车，时速超过100公里；

2、能耗大：与93号传统汽油相比，能耗比达1∶1.8，某些车辆达1∶2(即同辆车行驶100公里耗汽油10升，用甲醇耗18升-20升)。

造成上述缺陷和问题的原因是：甲醇热值低，热值为4650大卡，汽油为10200大卡，热值低决定了动力不足，改动发动机系统后，增大喷油量，导致能耗增大；甲醇在运输和储存中游离分解出甲醛和甲酸，甲酸具有很强的腐蚀作用，对油泵、油路和缸体具体有腐蚀作用，对油泵、油路和缸体具有腐蚀作用，甲醇有较强的洗涤和溶解性能，对油箱、油路里的铁锈、污垢、胶质有清洗作用，造成油路和喷油咀堵塞，影响正常供油，通常普通油泵每月需更换一次，耐醇油泵3个月换一次；喷油咀易堵塞，对油路系统中塑胶溶涨，对油泵、油路、发动机缸体有腐蚀；首次使用必须对车辆油路系统进行清洗；与汽油混合使用时空气中的水分进入汽油达到1％后，甲醇汽油就会发生分层现象。

综上所述，现有技术的醇烃燃料若要使用在汽车上，就需要改装汽车，改装成本高；且对油泵、油路和缸体具有腐蚀作用，造成使用成本偏高；造成油路和喷油咀堵塞，影响正常供油，降低了实用性；易发生分层现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种不需要改装汽车，与普通汽油可任意配比使用，对油泵、油路、发动机缸体无损害，供油顺畅，不分层和降低使用成本的醇烃燃料。

为实现上述目的而采用的技术方案是这样的，即一种醇烃燃料，其特征是：包括如下重量份的原料，

甲醇82-88份、改性剂2-4份、热值剂10-14份；

所述改性剂又包括如下重量份的原料，

异丙醇15-25份、异丁醇25-35份、丙酸甲酯25-35份、叔丁醇15-20份、吐温80为0.2-0.4份、石油磺酸钠0.2-0.4份、甲基叔丁基醚0.1-0.2份、苯骈三氮唑0.1-0.2份、吡唑酮0.05-0.15份。

所述热值剂又包括如下重量份的原料，

甲苯15-25份、二甲苯35-45份、戊烷27-33份、巳烷8-12份。

本发明由于上述配比，使得不需要改装汽车，与普通汽油可任意配比使用，对油泵、油路、发动机缸体无损害，供油顺畅，不分层和降低使用成本。

本发明的又一目的是提供一种不需要改装汽车，与普通汽油可任意配比使用，对油泵、油路、发动机缸体无损害，供油顺畅，不分层和降低使用成本的醇烃燃料制备方法。

为实现上述目的而采用的技术方案是这样的，即一种醇烃燃料料制备方法，其特征是：包括如下步骤，

第一步，制备改性剂和热值剂；

a、制备改性剂：将按重量份计算的15-25份的异丙醇、25-35份的异丁醇、25-35份的丙酸甲酯、15-20份的叔丁醇加入反应釜中搅拌均匀后，再将按重量份计算的0.2-0.4份的吐温80、0.2-0.4份的石油磺酸钠、0.1-0.2份的甲基叔丁基醚、0.1-0.2份的苯骈三氮唑、0.05-0.15份的吡唑酮加入所述反应釜中搅拌均匀，静置至少24小时后即得改性剂；

b、制备热值剂，将按重量份计算的15-25份的甲苯、35-45份的二甲苯、27-33份的戊烷、8-12份的巳烷加入到又一反应釜中搅拌均匀，静置至少24小时后即得改性剂；

第二步，制备醇烃燃料，

将上述第一步中制备的改性剂和热值剂与甲醇放入再一反应釜中混合搅拌均匀，静置至少24小时后即得产品醇烃燃料；在该过程中，按照重量份计算采用2-4份的改性剂、10-14份的热值剂和82-88份的甲醇。

本发明由于上述制备方法，使得不需要改装汽车，与普通汽油可任意配比使用，对油泵、油路、发动机缸体无损害，供油顺畅，不分层和降低使用成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明：

一种醇烃燃料，其中：包括如下重量份的原料，

甲醇82-88份、改性剂2-4份、热值剂10-14份；

所述改性剂又包括如下重量份的原料，

所述热值剂又包括如下重量份的原料，

甲苯15-25份、二甲苯35-45份、戊烷27-33份、巳烷8-12份。

为提高醇烃燃料的使用性能，上述实施例中，优选地：所述甲醇85份、改性剂3份、热值剂12份。

为进一步提高改性剂针对甲醇改性时的改性性能，上述实施例中，优选地：所述改性剂包括如下重量份的原料，

异丙醇20份、异丁醇30份、丙酸甲酯30份、叔丁醇19份、吐温80为0.3份、石油磺酸钠0.3份、甲基叔丁基醚0.15份、苯骈三氮唑0.15份、吡唑酮0.1份。

为进一步提高醇烃燃料的热值和燃烧效率，上述实施例中，优选地：所述热值剂包括如下重量份的原料，

甲苯20份、二甲苯40份、戊烷30份、巳烷10份。

为进一步提高醇烃燃料的使用性能，上述实施例中，优选地：所述甲醇的纯度按质量分数采用大于或等于99.9％。

一种醇烃燃料料制备方法，其中：包括如下步骤，

第一步，制备改性剂和热值剂；

第二步，制备醇烃燃料，

为提高制备的醇烃燃料的使用性能，上述实施例中，优选地：按照重量份计算，所述甲醇85份、改性剂3份、热值剂12份。

为进一步提高改性剂针对甲醇改性时的改性性能，上述实施例中，优选地：按照重量份计算，所述改性剂包括如下重量份的原料，

为进一步提高制备的醇烃燃料的热值和燃烧效率，上述实施例中，优选地：按照重量份计算，所述热值剂包括如下重量份的原料，

甲苯20份、二甲苯40份、戊烷30份、巳烷10份。

为进一步提高制备的醇烃燃料的使用性能，上述实施例中，优选地：所述甲醇的纯度按质量分数采用大于或等于99.9％。

在上述技术方案中，所述吐温80即聚山梨酯-80，为常用的乳化剂；石油磺酸钠为烷基磺酸钠，通常为含14-18个碳原子的烷基磺酸钠；甲基叔丁基醚是含氧量为18％的有机醚类；苯骈三氮唑即苯并三唑；吡唑酮即5-吡唑酮，又称5-吡唑啉酮，英文名5-pyrazolon。改性剂的作用是为甲醇改性，使甲醇和烃类化合物能长期有效互溶，且解决了甲醇的腐蚀、气阻、溶涨、洗涤、破坏高温润滑等不良问题的试剂，如醇类化合物、甲基叔丁基醚等；热值剂是由几种烃类物质组成，能提高醇烃燃料的热值和燃烧效率的试剂，如直链烃、苯类化合物。

由于添加苯骈三氮唑和其他改性物质的共同作用致使产品对金属、橡胶的腐蚀作用水平同汽油相当，而几种醇、醚、酯等添加剂的协同效能致使甲醇与烃相溶结合，较长时间不发生分层现象。

上述技术方案中所述醇烃燃料与传统的甲醇汽油相比具有以下优点：

1、能单独使用或与国标93#汽油任意比例混合使用，且不需对车辆进行任何改装；

2、对油泵和油路系统、喷油咀无腐蚀作用，第一次使用不需要彻底清洗车辆喷油系统。

3、动力强，使用本发明配置的甲醇汽油比使用国标93#汽油动力更强，而同辆车使用能耗与使用汽油相当为1～1.2：1；

4、本发明制备的醇厚烃燃料对塑胶的溶涨作用与汽油等同；

5、与汽油混合使用时，即使混入3％质量分数的水分，甲醇汽油也不会分层、不会乳化。

下面罗列出按照上述制备方法制备的三种不同配比的醇烃燃料：

第一种，

将58.8kg异丙醇、88.2kg异丁醇、88.2kg丙酸甲酯、55.9kg叔丁醇加入反应釜中搅拌均匀后，在该反应釜中再加入882g吐温80、882g石油磺酸钠、441g甲基叔丁基醚、441g苯骈三氮唑、294g吡唑酮，再搅拌均匀，静置24小时后即得改性剂；将235.3kg甲苯、470.5kg二甲苯、352.9kg戊烷、117.6kg巳烷加入又一反应釜中搅拌混合，静置24小时后即得热值剂；将配置好的改性剂和热值剂与8.42t甲醇加入再一反应釜混合搅拌均匀，静置24小时后即得产品醇烃燃料。

第二种，

将30.8kg异丙醇、65.3kg异丁醇、61.5kg丙酸甲酯、34.6kg叔丁醇加入反应釜中搅拌均匀后，在该反应釜中再加入769g吐温80、384g石油磺酸钠、288.5g甲基叔丁基醚、288.5g苯骈三氮唑、250g吡唑酮，再搅拌均匀，静置24小时后即得改性剂；将147kg甲苯、392.1kg二甲苯、325.5kg戊烷、127.4kg巳烷加入又一反应釜中搅拌混合，静置24小时后即得热值剂；将配置好的改性剂和热值剂与8.61t甲醇加入再一反应釜混合搅拌均匀，静置24小时后即得产品醇烃燃料。

第三种，

将92.2kg异丙醇、104.2异丁醇、112.3kg丙酸甲酯、64.2kg叔丁醇加入反应釜中搅拌均匀后，在该反应釜中再加入802g吐温80、1.604kg石油磺酸钠、401g甲基叔丁基醚、401g苯骈三氮唑、241g吡唑酮，再搅拌均匀，静置24小时后即得改性剂；将291.3kg甲苯、424.8kg二甲苯、382.3kg戊烷、127.4kg巳烷加入又一反应釜中搅拌混合，静置24小时后即得热值剂；将配置好的改性剂和热值剂与8.06t甲醇加入再一反应釜混合搅拌均匀，静置24小时后即得产品醇烃燃料。在该实施例中，与现有醇烃燃料和汽油相比，能够降低成本1760元左右。

上述三种配比成本相差甚小，量大价低的甲醇重量差在±3％内，而价高的添加中改性剂总量比重小，热值剂几类价格相近，因此按目前在用的第一种进行对比，第二、第三种价格相同。

如汽油每吨价格为8000元，此发明产品M30【M30表示醇含量为百分之三十】价格为6800元/吨，1.05吨M30替代1吨汽油，每替代1吨汽油节约开支860元。M70【M70表示醇含量为百分之七十】产品价格为5200元/吨，1.20吨M70替代1吨汽油，每替代1吨汽油节约开支1760元。

将上述三种配比的的醇烃燃料送浙江、贵州省质量技术监督检测部门，上海SGS通标标准按GB17930-2011车用汽油国IV标准检测，其各项检测指标优于市售97#国标汽油。醇烃燃料送西安长安大学进行台架试验，与93#汽油相比其动力、排放优于93#汽油，其能耗低于现有技术的醇烃燃料。

发明的醇烃燃料与国内外现用的名称为甲醇汽油有概念上的差异，我们定义的醇烃燃料是指由醇及醇衍生物质与烃类物质的制成物，汽油仅是烃类物质的一部分，醇烃燃料的烃可以用汽油；也可以非汽油的其他烃类物质。我们的醇，甲醇算是主力，但也采用了其他醇及今后将采用的醇的衍生物。因此，我们发明的醇烃燃料是一个未来将在燃料领域占有重大意义的一类燃料。

行业内M表甲醇，后数字代表百分比，如M30代表甲醇含量为30％。

本发明所述醇烃燃料与目前国内外甲醇汽油和国标93#汽油比较如下表所示：

将本发明与市售合格97#汽油进行怠速排放物对比测试，其结果如下表所示：

由上表可看出本发明在汽车有害气体减排方面的明显效果。

【以上述三种配比的的醇烃燃料实践】，通过2014年醇烃燃料在贵州的实践，全年耗用醇烃燃料181.6吨，按每次加注40公斤计，合计4.54万次，按百公里油耗7.5公斤平均水平计算，总计行驶里程达2288.0万公里，未出现任何燃料不适事态。181.6吨醇烃燃料中扣除主要开展试验工作外，节约资金12.46万元、节能257338.6万千卡、减少C02排放90.55吨的经济社会效益。

显然，上述描述的所有实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范畴。

综上所述，本发明提供的醇烃燃料以及制备方法制备的醇烃燃料不需要改装汽车，与普通汽油可任意配比使用，对油泵、油路、发动机缸体无损害，供油顺畅，不分层和降低使用成本。

Claims

1.一种醇烃燃料，其特征是：包括如下重量份的原料，

甲醇82-88份、改性剂2-4份、热值剂10-14份；

所述改性剂又包括如下重量份的原料，

所述热值剂又包括如下重量份的原料，

甲苯15-25份、二甲苯35-45份、戊烷27-33份、巳烷8-12份。

2.根据权利要求1所述的醇烃燃料，其特征是：所述甲醇85份、改性剂3份、热值剂12份。

3.根据权利要求1或2所述的醇烃燃料，其特征是：所述改性剂包括如下重量份的原料，

4.根据权利要求1或2所述的醇烃燃料，其特征是：所述热值剂包括如下重量份的原料，

甲苯20份、二甲苯40份、戊烷30份、巳烷10份。

5.根据权利要求1或2所述的醇烃燃料，其特征是：所述甲醇的纯度按质量分数采用大于或等于99.9％。

6.一种醇烃燃料料制备方法，其特征是：包括如下步骤，

第一步，制备改性剂和热值剂；

第二步，制备醇烃燃料，

7.根据权利要求6所述的醇烃燃料料制备方法，其特征是：按照重量份计算，所述甲醇85份、改性剂3份、热值剂12份。

8.根据权利要求6或7所述的醇烃燃料料制备方法，其特征是：按照重量份计算，所述改性剂包括如下重量份的原料，

9.根据权利要求6或7所述的醇烃燃料料制备方法，其特征是：按照重量份计算，所述热值剂包括如下重量份的原料，

甲苯20份、二甲苯40份、戊烷30份、巳烷10份。

10.根据权利要求6或7所述的醇烃燃料料制备方法，其特征是：所述甲醇的纯度按质量分数采用大于或等于99.9％。