CN108929726A - 一种高热值环保醇基燃料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种高热值环保醇基燃料，由以下原料按重量份制备而成：醇基燃料40‑70份；新型杯芳烃助燃剂10‑20份；助溶剂0.5‑4.5份；增氧剂2‑7份；稳定剂1‑5份；吐温0.1‑0.5份；三乙醇胺1‑2份；所述新型杯芳烃助燃剂按照以下方法制备：在装有搅拌器、氮气保护装置、温度计、分水器的四口瓶中加入对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液、萘和溶剂二甲苯，通氮气保护，用油浴加热至回流，反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼依次用甲苯、石油醚、丙酮和水各洗涤，干燥，溶于氯仿中，加热浓缩，冷却至室温，过滤得到黄色粉末。本发明制备的高热值环保醇基燃料来源广，成本低，与精制的甲醇燃料或乙醇燃料相比，具有更高的热值，同时燃烧时不会产生有毒气体，经济环保。

Description

一种高热值环保醇基燃料及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及醇燃料技术领域，具体涉及一种高热值环保醇基燃料。
背景技术
目前，现有的柴油和石油液化气等燃料，饭店或家庭使用过程中，存在不干净、不卫生、冒黑烟、有积碳、不环保、费用高等缺点。而且燃料的火力弱，热值低，燃烧不稳定，原料资源不可以再生，更严重的是一旦产生泄漏将直接危机人的生命和财产安全。
甲醇燃料是国际上公认的清洁燃料，甲醇为含氧化合物，其燃烧排放的有害物质比石油基燃料所产生的有害物质明显降低。甲醇作为石油基燃料的替代能源，其市场应用和发展前景十分广阔。甲醇燃料具有动力性好、环保性好、方便安全、经济性好、质量稳定，且有燃烧速度快、放热快、热效率高等特点。
醇基燃料作为民用灶炉、锅炉燃料，特别是用于相关工业领域，如电厂、工业窑炉现用石油基燃料的替代，具有重要意义。一是减少了大量石油基产品的消耗，有利于国家能源安全；二是可大幅度降低因大量使用石油基燃料造成的有害气体排放，有利于环境质量的提高；三是降低了使用成本，有利于市场化推广；四是符合国家能源产业政策，有利于节能减排目标的实现。
在我国部分地区，对醇基燃料进行了开发和利用，但由于甲醇具有热值低，挥发性强等特点，一些醇基液体燃料由于增加热值的成分繁杂，存在产品不稳定、热效率差、燃烧不充分、产生进溅以及有不良气味等，尤其是与石油基燃料相比经济性差，这是醇基燃料没有尽快实现市场化的重要因素。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供一种高热值环保醇基燃料及其制备方法和应用，其目的在于，提供一种高热值环保醇基燃料，通过添加新型高分子杯芳烃助燃剂，能够有效产生催化助燃和节能助燃的作用，对发动机的磨损小，不易造成车辆的损耗。
本发明提供一种高热值环保醇基燃料，由以下原料按重量份制备而成：
醇基燃料40-70份；
新型杯芳烃助燃剂10-20份；
助溶剂0.5-4.5份；
增氧剂2-7份；
稳定剂1-5份；
吐温0.1-0.5份；
三乙醇胺1-2份；
所述新型杯芳烃助燃剂按照以下方法制备：在装有搅拌器、氮气保护装置、温度计、分水器的四口瓶中加入对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液、萘和溶剂二甲苯，通氮气保护，用油浴加热至回流，30min之后成为均相溶液，1h内有黄色沉淀析出，回流反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼依次用甲苯、石油醚、丙酮和水各洗涤，干燥，溶于氯仿中，加热浓缩，冷却至室温，过滤得到黄色粉末；
所述对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液和萘的物质的量之比为(20-30)：(1-2)：(2-3)：(10-15)。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：
醇基燃料50-60份；
新型杯芳烃助燃剂12-17份；
助溶剂1-3份；
增氧剂4-6份；
稳定剂2-4份；
吐温0.2-0.4份；
三乙醇胺1.2-1.7份。
作为本发明进一步的改进，由以下原料按重量份制备而成：
醇基燃料57份；
新型杯芳烃助燃剂15份；
助溶剂2份；
增氧剂5份；
稳定剂3份；
吐温0.3份；
三乙醇胺1.5份。
作为本发明进一步的改进，醇基燃料由甲醚、甲酸甲酯或乙酸乙酯、甲醇或乙醇、丙酮、异丙醇、丁酮、丁醇和高级脂肪醇复配而成。
作为本发明进一步的改进，醇基燃料各组分的重量百分比为：甲醚(5.5-12.5)％、甲酸甲酯或乙酸乙酯(10-20)％、甲醇或乙醇(45-60)％、丙酮(4.5-7.5)％、异丙醇(3-10)％、丁酮(0.5-4.5)％、丁醇(2.5-8)％和高级脂肪醇(3-5)％。
作为本发明进一步的改进，助溶剂选自苯甲酸钠、2-羟基丙烷1,2,3-三羧酸、烟酰胺、乙酰胺、异辛醇、乌拉坦、尿素中的一种或几种。
作为本发明进一步的改进，增氧剂选自DMMn、甲缩醛、二甲醚、甲基叔丁基醚、甲基异丁基醚、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或几种，其中n＝2-8。
作为本发明进一步的改进，稳定剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-5、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、壬基酚聚氧乙烯醚NP-4、壬基酚聚氧乙烯醚NP-6、壬基酚聚氧乙烯醚NP-10、辛基酚聚氧乙烯醚OP-4、辛基酚聚氧乙烯醚OP-6、辛基酚聚氧乙烯醚OP-10中的一种或几种。
本发明进一步保护上述一种高热值环保醇基燃料的制备方法，按照以下方法制备：将上述各原料按比例称取，混合搅拌4-7h后，用循环泵打入成品罐，静置48-52h后即得成品。
本发明进一步保护上述一种的的应用，适用作为汽车、工业和民用的燃料。
本发明具有如下有益效果：
1.本发明通过添加新型高分子杯芳烃助燃剂，在高温下分解产生活性自由基，对燃料氧化燃烧，使其产生具有催化助燃和节能助燃的作用，相比金属助燃剂如二茂铁等，具有等效的助燃作用，同时由于其不含有金属元素，对发动机的磨损小，不易造成车辆的损耗；
2.本发明制备的高热值环保醇基燃料，来源广，成本低，与精制的甲醇燃料或乙醇燃料相比，具有更高的热值，同时燃烧时不会产生有毒气体，经济环保。
附图说明
图1为高热值环保醇基燃料的制备工艺图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所述的实施例只是本发明的部分具有代表性的实施例，而不是全部实施例，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其他所有实施例都属于本发明的保护范围。
实施例1高热值环保醇基燃料的制备
原料组成：
醇基燃料40份(甲醚6％、乙酸乙酯16％、乙醇45％、丙酮7.5％、异丙醇10％、丁酮4.5％、丁醇8％和高级脂肪醇3％)；
新型杯芳烃助燃剂10份；
乌拉坦0.5份；
甲缩醛2份；
壬基酚聚氧乙烯醚NP-41份；
吐温0.1份；
三乙醇胺1份。
所述新型杯芳烃助燃剂按照以下方法制备：在装有搅拌器、氮气保护装置、温度计、分水器的四口瓶中加入对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液、萘和溶剂二甲苯，通氮气保护，用油浴加热至回流，30min之后成为均相溶液，1h内有黄色沉淀析出，回流反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼依次用甲苯、石油醚、丙酮和水各洗涤，干燥，溶于氯仿中，加热浓缩，冷却至室温，过滤得到黄色粉末；
所述对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液和萘的物质的量之比为20：1：2：10。
按照以下方法制备：将上述各原料按比例称取，混合搅拌4h后，用循环泵打入成品罐，静置48h后即得成品。
实施例2高热值环保醇基燃料的制备
原料组成：
醇基燃料70份(甲醚5.5％、乙酸乙酯20％、甲醇60％、丙酮4.5％、异丙醇3％、丁酮1.5％、丁醇2.5％和高级脂肪醇3％)；
新型杯芳烃助燃剂20份；
2-羟基丙烷1,2,3-三羧酸4.5份；
碳酸二乙酯7份；
辛基酚聚氧乙烯醚OP-105份；
吐温0.5份；
三乙醇胺2份。
所述新型杯芳烃助燃剂按照以下方法制备：在装有搅拌器、氮气保护装置、温度计、分水器的四口瓶中加入对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液、萘和溶剂二甲苯，通氮气保护，用油浴加热至回流，30min之后成为均相溶液，1h内有黄色沉淀析出，回流反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼依次用甲苯、石油醚、丙酮和水各洗涤，干燥，溶于氯仿中，加热浓缩，冷却至室温，过滤得到黄色粉末；
所述对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液和萘的物质的量之比为30：2：3：15。
按照以下方法制备：将上述各原料按比例称取，混合搅拌7h后，用循环泵打入成品罐，静置52h后即得成品。
实施例3高热值环保醇基燃料的制备
原料组成：
醇基燃料50份(甲醚6％、甲酸甲酯15％、甲醇50％、丙酮5％、异丙醇8％、丁酮4％、丁醇7％和高级脂肪醇5％)；
新型杯芳烃助燃剂12份；
异辛醇1份；
甲基异丁基醚4份；
辛基酚聚氧乙烯醚OP-62份；
吐温0.2份；
三乙醇胺1.2份。
所述新型杯芳烃助燃剂按照以下方法制备：在装有搅拌器、氮气保护装置、温度计、分水器的四口瓶中加入对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液、萘和溶剂二甲苯，通氮气保护，用油浴加热至回流，30min之后成为均相溶液，1h内有黄色沉淀析出，回流反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼依次用甲苯、石油醚、丙酮和水各洗涤，干燥，溶于氯仿中，加热浓缩，冷却至室温，过滤得到黄色粉末；
所述对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液和萘的物质的量之比为22：1：2：12。
按照以下方法制备：将上述各原料按比例称取，混合搅拌5h后，用循环泵打入成品罐，静置50h后即得成品。
实施例4高热值环保醇基燃料的制备
原料组成：
醇基燃料60份(甲醚5.5％、乙酸乙酯10％、乙醇60％、丙酮4％、异丙醇10％、丁酮0.5％、丁醇8％和高级脂肪醇2％)；
新型杯芳烃助燃剂17份；
烟酰胺3份；
甲基叔丁基醚6份；
辛基酚聚氧乙烯醚OP-44份；
吐温0.4份；
三乙醇胺1.7份。
所述新型杯芳烃助燃剂按照以下方法制备：在装有搅拌器、氮气保护装置、温度计、分水器的四口瓶中加入对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液、萘和溶剂二甲苯，通氮气保护，用油浴加热至回流，30min之后成为均相溶液，1h内有黄色沉淀析出，回流反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼依次用甲苯、石油醚、丙酮和水各洗涤，干燥，溶于氯仿中，加热浓缩，冷却至室温，过滤得到黄色粉末；
所述对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液和萘的物质的量之比为27：2：3：14。
按照以下方法制备：将上述各原料按比例称取，混合搅拌6h后，用循环泵打入成品罐，静置50h后即得成品。
实施例5高热值环保醇基燃料的制备
原料组成：
醇基燃料57份(甲醚10％、甲酸甲酯15％、甲醇55％、丙酮5％、异丙醇5％、丁酮4％、丁醇2.5％和高级脂肪醇3.5％)；
新型杯芳烃助燃剂15份；
苯甲酸钠2份；
DMM15份；
脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-93份；
吐温0.3份；
三乙醇胺1.5份。
所述新型杯芳烃助燃剂按照以下方法制备：在装有搅拌器、氮气保护装置、温度计、分水器的四口瓶中加入对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液、萘和溶剂二甲苯，通氮气保护，用油浴加热至回流，30min之后成为均相溶液，1h内有黄色沉淀析出，回流反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼依次用甲苯、石油醚、丙酮和水各洗涤，干燥，溶于氯仿中，加热浓缩，冷却至室温，过滤得到黄色粉末；
所述对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液和萘的物质的量之比为25：1.5：2.5：12。
按照以下方法制备：将上述各原料按比例称取，混合搅拌5h后，用循环泵打入成品罐，静置50h后即得成品。
对照例1按照专利ZL 201511013488.2“提高甲醇燃料热值的甲醇煤基混合燃料”的方法制备
一种提高甲醇燃料热值的甲醇煤基混合燃料：其中甲醇：中低温煤焦油：轻质和重质焦油：燃料添加剂的质量比为：90：5：3：2，产品热值达到5300Kcal/Kg以上。
其中中低温煤焦油的温度为450℃-1000℃，密度为1.03-1.04g/cm3；轻质和重质焦油的干点720℃，其中轻质焦油和重质焦油的比例是40:60。
所述的燃料添加剂由乙二醇、小分子量的表面活性剂烷基聚氧乙烯醚系列、含氧金属助燃剂二茂铁和防腐剂组成，其中多元醇类和小分子量的表面活性剂：含氧及金属助燃剂：防腐剂的质量比为20:5:1.5。
测试例1性能测试
对本发明实施例1-5制备的高热值环保醇基燃料和对照例1制备的甲醇煤基混合燃料进行性能测试。具体参数及检测方法如下：
热值(KC/kg)，检测方法GB/T 384-1981，标准要求大于7000KC/kg；
密度(20℃)/(g/cm3)，检测方法GB/T 4472，标准要求0.730-0.760；
铅含量/(g/L)，检测方法GB/T 8020，标准要求不大于0.0045；
蒸气压/(kPa)，检测方法GB/T 8017，标准要求不大于72；
溶剂洗胶质/(mg/100mL)，检测方法GB/T 8019，标准要求不大于5；
未洗胶质/(mg/100mL)，检测方法GB/T 8019，标准要求不大于20；
硫含量/(mg/kg)，检测方法GB/T 380，标准要求不大于70；
水分(质量分数)/％，检测方法GB/T 6283，标准要求不大于0.20；
铜含量/(g/L)，检测方法SH/T 0102，标准要求不大于0.010；
铁含量/(g/L)，检测方法SH/T 0712，标准要求不大于0.010；
苯含量(V/V)/％，检测方法SH/T0693，标准要求不大于5。
结果见表1。
表1性能测试结果
由上表可知，本发明实施例制备高热值环保醇基燃料相比对照例1具备更好的性能：热值更高(15500-16000KC/kg)蒸气压更低(66.5-69.2kPa)，铅、铜、铁含量更低，硫含量更低(55-60mg/kg)，水分含量更低(0.11-0.14％)，同时未见有机械杂质，澄清度好。由此可见，本发明制备的高热值环保醇基燃料更环保，更安全，具有更好的应用价值。
本领域的技术人员在不脱离权利要求书确定的本发明的精神和范围的条件下，还可以对以上内容进行各种各样的修改。因此本发明的范围并不仅限于以上的说明，而是由权利要求书的范围来确定的。

Claims (10)

1.一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：
醇基燃料40-70份；
新型杯芳烃助燃剂10-20份；
助溶剂0.5-4.5份；
增氧剂2-7份；
稳定剂1-5份；
吐温0.1-0.5份；
三乙醇胺1-2份；
所述新型杯芳烃助燃剂按照以下方法制备：在装有搅拌器、氮气保护装置、温度计、分水器的四口瓶中加入对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液、萘和溶剂二甲苯，通氮气保护，用油浴加热至回流，30min之后成为均相溶液，1h内有黄色沉淀析出，回流反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼依次用甲苯、石油醚、丙酮和水各洗涤，干燥，溶于氯仿中，加热浓缩，冷却至室温，过滤得到黄色粉末；
所述对甲氧基苯酚、多聚甲醛、氢氧化钠溶液和萘的物质的量之比为(20-30)：(1-2)：(2-3)：(10-15)。
2.根据权利要求1所述一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：
醇基燃料50-60份；
新型杯芳烃助燃剂12-17份；
助溶剂1-3份；
增氧剂4-6份；
稳定剂2-4份；
吐温0.2-0.4份；
三乙醇胺1.2-1.7份。
3.根据权利要求1所述一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，由以下原料按重量份制备而成：
醇基燃料57份；
新型杯芳烃助燃剂15份；
助溶剂2份；
增氧剂5份；
稳定剂3份；
吐温0.3份；
三乙醇胺1.5份。
4.根据权利要求1所述一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，所述醇基燃料由甲醚、甲酸甲酯或乙酸乙酯、甲醇或乙醇、丙酮、异丙醇、丁酮、丁醇和高级脂肪醇复配而成。
5.根据权利要求4所述一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，所述醇基燃料各组分的重量百分比为：甲醚(5.5-12.5)％、甲酸甲酯或乙酸乙酯(10-20)％、甲醇或乙醇(45-60)％、丙酮(4.5-7.5)％、异丙醇(3-10)％、丁酮(0.5-4.5)％、丁醇(2.5-8)％和高级脂肪醇(3-5)％。
6.根据权利要求1所述一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，所述助溶剂选自苯甲酸钠、2-羟基丙烷1,2,3-三羧酸、烟酰胺、乙酰胺、异辛醇、乌拉坦、尿素中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，所述增氧剂选自DMMn、甲缩醛、二甲醚、甲基叔丁基醚、甲基异丁基醚、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的一种或几种，其中n＝2-8。
8.根据权利要求1所述一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，所述稳定剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-5、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-7、脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-9、壬基酚聚氧乙烯醚NP-4、壬基酚聚氧乙烯醚NP-6、壬基酚聚氧乙烯醚NP-10、辛基酚聚氧乙烯醚OP-4、辛基酚聚氧乙烯醚OP-6、辛基酚聚氧乙烯醚OP-10中的一种或几种。
9.根据权利要求1-8任一权利要求所述一种高热值环保醇基燃料的制备方法，其特征在于，按照以下方法制备：将上述各原料按比例称取，混合搅拌4-7h后，用循环泵打入成品罐，静置48-52h后即得成品。
10.根据权利要求1-8任一权利要求所述一种高热值环保醇基燃料，其特征在于，适用作为汽车、工业和民用的燃料。
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CN109868165A (zh) * 2019-03-26 2019-06-11 林国兵 一种主要用于工业锅炉窑炉汽车的高热值醇基环保油以及合成方法
CN110016371A (zh) * 2019-05-05 2019-07-16 中易华恒石油化工有限责任公司 一种甲醇汽油及其制备方法
CN113136250A (zh) * 2021-04-27 2021-07-20 福建中源新能源股份有限公司 一种新型高清洁甲醇汽油添加剂

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