CN106753610A - 高热值车用煤基燃料 - Google Patents

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Abstract

本发明属于燃料技术领域，特别涉及一种高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油80～95份，清净剂0.2～0.9份，螯合剂0.2～0.8份；燃烧促进剂0.1～0.7份，抗氧化剂0.01～0.09份，固硫剂0.01～0.08份。本发明的高热值车用煤基燃料能迅速、完全地燃烧，各项性能指标等同于柴油，但是相对柴油具有略高热值，且烟度，尾气排放方面比汽油优异，符合甚至高于国家环境保护的标准，相对柴油的替代比为1.05～1.15。

Description

高热值车用煤基燃料
技术领域
本发明属于燃料技术领域，特别涉及一种高热值车用煤基燃料。
背景技术
随着我国汽车工业的迅速发展，汽车尾气污染已日益成为城市大气环境的主要污染源。减少汽车尾气污染物排放量已成为保护环境的迫切需要。使用清洁燃料是减少汽车排放污染的有效途径。“缺油、少气、富煤”是我国的基本国情，在探明的能源储量中煤炭占94.3％，以煤化工产品替代石油是战略上的一种大趋势，发展清洁煤基复合燃料油是必然选择。
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。但是现有技术制备得到的煤焦轻油的原料油杂质含量比较多，在使用时存在燃烧不完全，烟度比较大，容易导致设备积碳等不足。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供高热值车用煤基燃料，其具有高热值，烟度和尾气排放量低，可替代现有的柴油。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油80～95份，清净剂0.2～0.9份，螯合剂0.2～0.8份；燃烧促进剂0.1～0.7份，抗氧化剂0.01～0.09份，固硫剂0.01～0.08份。
优选地，本发明所述的燃烧促进剂由6～18重量份的癸醇，4～10重量份的异丙醚和1～8重量份的环烷酸的混合物。本发明所述的燃烧促进剂能促使燃料迅速、完全地燃烧，提高热效率，从而降低油耗、减少燃烧室内的积炭和顶部活塞环的结焦。
优选地，本发明所述的清净剂为5～11重量份的乙二醇丁醚和3～9重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。本发明所述的清净剂可有效清除喷嘴积碳，确保良好的雾化性能，并保持发动机性能以及排放水平。
优选地，本发明所述的螯合剂为8～20重量份的乙二胺四乙酸钠、7～13重量份的二乙烯三胺和1～7重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。可以有效去除重金属杂质。
优选地，本发明所述的抗氧化剂为7～19重量份的异丙基醚，3～9重量份的乙二醇单乙醚和0.2～0.9重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。本发明所述的抗氧化剂防止燃料在贮存过程中氧化生成的胶质沉渣，在使用过程中溶在燃料中的胶质因燃料汽化与雾化而沉积吸入系统，影响发动机的正常运转，改善燃料的贮存稳定性。
更优选地，本发明所述的高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油86份，清净剂0.6份，螯合剂0.5份；燃烧促进剂0.4份，抗氧化剂0.05份，固硫剂0.04份。
更优选地，本发明所述的清净剂为8重量份的乙二醇丁醚和6重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
更优选地，本发明所述的螯合剂为14重量份的乙二胺四乙酸钠、10重量份的二乙烯三胺和4重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
更优选地，本发明所述的抗氧化剂为13重量份的异丙基醚，6重量份的乙二醇单乙醚和0.5重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
本发明的高热值车用煤基燃料的制备方法为：
将全部原料混合均匀，在0.1～0.7MPa条件下，85～105℃下，搅拌20～50min，过滤即可。
本发明所述的煤焦轻油煤焦油分馏时在200～250℃蒸出的馏分，此时的煤焦轻油含的金属杂质含量较高，硫含量也较高，而添加其他原料，经反应过滤后以后，金属杂质含量和硫含量显著降低。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的燃料能迅速、完全地燃烧，各项性能指标等同于柴油，但是相对柴油具有略高热值，且烟度，尾气排放方面比汽油优异，符合甚至高于国家环境保护的标准，相对柴油的替代比为1.05～1.15。
2、本发明的燃料还兼具抗冻和防腐蚀性能，同时抑制对橡胶等部件的腐蚀，延长了设备的维修周期，经试验，GB/T5096检测铜片腐蚀(50℃，3h)为1a级。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1
高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油80份，清净剂0.9份，螯合剂0.2份；燃烧促进剂0.7份，抗氧化剂0.01份，固硫剂0.08份；
上述的燃烧促进剂由6重量份的癸醇，10重量份的异丙醚和1重量份的环烷酸的混合物；
上述的固硫剂为9重量份的碳酸钠，2份碳酸氢钙和0.9份的高锰酸钾的混合物。
上述的清净剂为5重量份的乙二醇丁醚和9重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
上述的螯合剂为8重量份的乙二胺四乙酸钠、13重量份的二乙烯三胺和1重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
上述的抗氧化剂为19重量份的异丙基醚，3重量份的乙二醇单乙醚和0.9重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
上述的煤焦轻油煤焦油分馏时在200℃蒸出的馏分。
本发明的高热值车用煤基燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，在0.7MPa条件下，85℃下，搅拌50min，过滤即可。
实施例2
高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油82份，清净剂0.8份，螯合剂0.3份；燃烧促进剂0.6份，抗氧化剂0.02份，固硫剂0.06份；
上述的燃烧促进剂由8重量份的癸醇，9重量份的异丙醚和2重量份的环烷酸的混合物；
上述的固硫剂为8重量份的碳酸钠，3份碳酸氢钙和0.8份的高锰酸钾的混合物。
上述的清净剂为6重量份的乙二醇丁醚和8重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
上述的螯合剂为10重量份的乙二胺四乙酸钠、12重量份的二乙烯三胺和2重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
上述的抗氧化剂为17重量份的异丙基醚，4重量份的乙二醇单乙醚和0.7重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
上述的煤焦轻油煤焦油分馏时在210℃蒸出的馏分。
本发明的高热值车用煤基燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，在0.6MPa条件下，90℃下，搅拌45min，过滤即可。
实施例3
高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油85份，清净剂0.7份，螯合剂0.4份；燃烧促进剂0.5份，抗氧化剂0.03份，固硫剂0.05份；
上述的燃烧促进剂由10重量份的癸醇，8重量份的异丙醚和3重量份的环烷酸的混合物；
上述的固硫剂为7重量份的碳酸钠，4份碳酸氢钙和0.7份的高锰酸钾的混合物。
上述的清净剂为7重量份的乙二醇丁醚和7重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
上述的螯合剂为12重量份的乙二胺四乙酸钠、11重量份的二乙烯三胺和3重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
上述的抗氧化剂为15重量份的异丙基醚，5重量份的乙二醇单乙醚和0.6重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
上述的煤焦轻油煤焦油分馏时在215℃蒸出的馏分。
本发明的高热值车用煤基燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，在0.5MPa条件下，95℃下，搅拌40min，过滤即可。
实施例4
高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油86份，清净剂0.6份，螯合剂0.5份；燃烧促进剂0.4份，抗氧化剂0.05份，固硫剂0.04份；
上述的燃烧促进剂由12重量份的癸醇，7重量份的异丙醚和4重量份的环烷酸的混合物；
上述的固硫剂为6重量份的碳酸钠，5份碳酸氢钙和0.5份的高锰酸钾的混合物。
上述的清净剂为8重量份的乙二醇丁醚和6重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
上述的螯合剂为14重量份的乙二胺四乙酸钠、10重量份的二乙烯三胺和4重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
上述的抗氧化剂为13重量份的异丙基醚，6重量份的乙二醇单乙醚和0.5重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
上述的煤焦轻油煤焦油分馏时在220℃蒸出的馏分。
本发明的高热值车用煤基燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，在0.4MPa条件下，100℃下，搅拌35min，过滤即可。
实施例5
高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油89份，清净剂0.4份，螯合剂0.6份；燃烧促进剂0.3份，抗氧化剂0.06份，固硫剂0.03份；
上述的燃烧促进剂由14重量份的癸醇，6重量份的异丙醚和5重量份的环烷酸的混合物；
上述的固硫剂为5重量份的碳酸钠，6份碳酸氢钙和0.4份的高锰酸钾的混合物。
上述的清净剂为9重量份的乙二醇丁醚和5重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
上述的螯合剂为16重量份的乙二胺四乙酸钠、9重量份的二乙烯三胺和4重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
上述的抗氧化剂为11重量份的异丙基醚，7重量份的乙二醇单乙醚和0.4重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
上述的煤焦轻油煤焦油分馏时在230℃蒸出的馏分。
本发明的高热值车用煤基燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，在0.3MPa条件下，105℃下，搅拌30min，过滤即可。
实施例6
高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油92份，清净剂0.3份，螯合剂0.7份；燃烧促进剂0.2份，抗氧化剂0.07份，固硫剂0.02份；
上述的燃烧促进剂由16重量份的癸醇，5重量份的异丙醚和6重量份的环烷酸的混合物；
上述的固硫剂为4重量份的碳酸钠，7份碳酸氢钙和0.3份的高锰酸钾的混合物。
上述的清净剂为10重量份的乙二醇丁醚和4重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
上述的螯合剂为18重量份的乙二胺四乙酸钠、8重量份的二乙烯三胺和5重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
上述的抗氧化剂为9重量份的异丙基醚，8重量份的乙二醇单乙醚和0.3重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
上述的煤焦轻油煤焦油分馏时在240℃蒸出的馏分。
本发明的高热值车用煤基燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，在0.2MPa条件下，95℃下，搅拌25min，过滤即可。
实施例7
高热值车用煤基燃料，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油95份，清净剂0.2份，螯合剂0.8份；燃烧促进剂0.1份，抗氧化剂0.09份，固硫剂0.01份；
上述的燃烧促进剂由18重量份的癸醇，4重量份的异丙醚和8重量份的环烷酸的混合物；
上述的固硫剂为3重量份的碳酸钠，7份碳酸氢钙和0.2份的高锰酸钾的混合物。
上述的清净剂为11重量份的乙二醇丁醚和3重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
上述的螯合剂为20重量份的乙二胺四乙酸钠、7重量份的二乙烯三胺和7重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
上述的抗氧化剂为7重量份的异丙基醚，9重量份的乙二醇单乙醚和0.2重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
上述的煤焦轻油煤焦油分馏时在250℃蒸出的馏分。
本发明的高热值车用煤基燃料的制备方法为：将全部原料混合均匀，在0.1MPa条件下，85℃下，搅拌20min，过滤即可。
经大量详实的研究试验证明，本发明的车用煤基燃料均符合国标车用柴油要求并部分参数优于0号柴油，具体详见下表：
表1本发明燃料的各性能情况
燃料 热值/(kJ/kg) 闪点/℃ 凝点/℃ 十六烷值
柴油 42552 56 0 55
实施例1 45368 65 -7 62
实施例2 45267 68 -6 63
实施例3 45108 72 -8 59
实施例4 45689 73 -10 64
实施例5 45136 71 -5 60
实施例6 45257 70 -4 62
实施例7 45089 63 -6 63
测量方法 GB/T384-1981 GB/T261-2008 GB/T510-1983 GB/T386—2010
通过GB18352.3-2005方法测量本燃料的尾气排放情况，具体如下：
表2本发明的燃料尾气排放情况

Claims (8)

1.高热值车用煤基燃料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油80～95份，清净剂0.2～0.9份，螯合剂0.2～0.8份；燃烧促进剂0.1～0.7份，抗氧化剂0.01～0.09份，固硫剂0.01～0.08份；
所述的燃烧促进剂由6～18重量份的癸醇，4～10重量份的异丙醚和1～8重量份的环烷酸的混合物；
所述的固硫剂为3～9重量份的碳酸钠，2～7份碳酸氢钙和0.2～0.9份的高锰酸钾的混合物。
2.根据权利要求1所述的高热值车用煤基燃料，其特征在于：所述的清净剂为5～11重量份的乙二醇丁醚和3～9重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
3.根据权利要求1所述的高热值车用煤基燃料，其特征在于：所述的螯合剂为8～20重量份的乙二胺四乙酸钠、7～13重量份的二乙烯三胺和1～7重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
4.根据权利要求1所述的高热值车用煤基燃料，其特征在于：所述的抗氧化剂为7～19重量份的异丙基醚，3～9重量份的乙二醇单乙醚和0.2～0.9重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的高热值车用煤基燃料，其特征在于，由以下重量份的原料制成：煤焦轻油86份，清净剂0.6份，螯合剂0.5份；燃烧促进剂0.4份，抗氧化剂0.05份，固硫剂0.04份。
6.根据权利要求5所述的高热值车用煤基燃料，其特征在于：所述的清净剂为8重量份的乙二醇丁醚和6重量份的N，N-二甲基癸酰胺的混合物。
7.根据权利要求5所述的高热值车用煤基燃料，其特征在于：所述的螯合剂为14重量份的乙二胺四乙酸钠、10重量份的二乙烯三胺和4重量份的十二烷基苯磺酸钠的混合物。
8.根据权利要求5所述的高热值车用煤基燃料，其特征在于：所述的抗氧化剂为13重量份的异丙基醚，6重量份的乙二醇单乙醚和0.5重量份的丁基羟基苯甲醚混合物。
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