CN109593569A - 一种高效节能燃油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高效节能燃油，包括以下重量份数的原料：石油醇30份、碳五15份、2‑甲基四氢呋喃15份、二甲醚10份、汽油15份、叔丁基二茂铁1.5份、甲基环戊二烯三羰基锰1.5份、双氧水3份、二甲苯4份、无水乙醇28份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、氯酸钾0.5份、抗氧剂1份和N,N'‑二亚水杨基丙二胺1份。本发明的高效节能燃油含氧量高，燃烧效率高，无黑烟，无积碳，无残液残渣，废气排放低，清洁卫生，绿色环保且安全性高。

Description

一种高效节能燃油及其制备方法
技术领域
本发明涉及新能源及环保节能技术领域，特别涉及一种高效节能燃油及其制备方法。
背景技术
石油燃油在我们生产和生活中的用量愈来愈大，使不可再生的石油资源消耗过快，石油燃油燃烧产生的大量有害物质对人类生存造成了极大危害，并且石油燃油燃烧效率低，容易造成浪费，随着油价高长，使用石油燃油的成本也提高很多，要减少石油燃油用量是人们的一个共识，因此研制出一种廉价的可以减少石油燃油用量的新型高效节能燃油具有积极的现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种高效节能燃油及其制备方法，本发明的高效节能燃油含氧量高，燃烧效率高，无黑烟，无积碳，无残液残渣，废气排放低，清洁卫生，绿色环保且安全性高。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种高效节能燃油，包括以下重量份数的原料：石油醇30份-40份、碳五15份-20份、2-甲基四氢呋喃15份-20份、二甲醚10份-15份、汽油15份-20份、有机溶剂25份-35份。
本发明采用石油醇、碳五、2-甲基四氢呋喃、二甲醚和汽油为主体配置，以氢、氧和醇为主要原料，配以氧化、增热、稳定，燃烧时热值可高达8800大卡/kg，与柴油相当，高于汽油和液化气。以2-甲基四氢呋喃和二甲醚为原料在酸负载催化剂上反应经缩合工艺制得包含二甲氧基-1-甲基丁烷、双二甲氧基-1-甲基丁烷、三二甲氧基-1-甲基丁烷的混合物的醚类燃油，原料廉价易得，产品具有凝点低、热值高、润滑性好、腐蚀性低，弥补了现有醚类柴油的缺陷，同时在低温性、氧化安定性和水解安定性方面优于脂肪酸甲酯生物柴油，与石油柴油可以以任意比例互溶。而且本发明的高效节能燃油，在同等质量的情况下，相比柴油和汽油节省成本35％左右，相比液化气节省成本35％-50％，可广泛应用于民用以及车用动力，而且在燃烧过后的废气排放比石油液化气低80％以上，清洁卫生，绿色环保且安全性高，具有优良的经济效益和环保效益。
优选的，本发明的高效节能燃油包括以下重量份数的原料：石油醇35份、碳五18份、2-甲基四氢呋喃18份、二甲醚13份、汽油18份、有机溶剂30份。
优选的，还包括节能增效剂，所述节能增效剂包括以下重量比的原料：叔丁基二茂铁：甲基环戊二烯三羰基锰：双氧水＝1-1.2：1-1.2：2-3。
加入包括叔丁基二茂铁、甲基环戊二烯三羰基锰和双氧水的节能增效剂，甲基环戊二烯三羰基锰受热可以促进双氧水的分解，产生氧气，对燃油起到助燃的效果，提高燃烧效率，另外叔丁基二茂铁具有优良的消烟助燃作用，添加叔丁基二茂铁可以显著的减少燃油燃烧时产生的黑烟，并提高燃油的燃烧效率。
优选的，所述节能增效剂占所述燃油总重量的2％-5％。
优选的，所述有机溶剂包括以下重量比的原料：二甲苯：无水乙醇＝1：7-8。
优选的，本发明的高效节能燃油还包括助燃剂1份-2份、抗氧剂1份-2份和金属钝化剂1份-2份。
本发明的高效节能燃油中添加金属钝化剂和抗氧剂，可以有效抑制活性金属离子(铜、铁、镍、锰等)对该燃油的氧化、催化作用，将金属钝化剂与抗氧剂复合使用，可以提高燃油的抗氧化性及稳定性，延长储存期，本发明的高效节能燃油中还加有助燃剂，可以提高该燃油的燃烧效率。
优选的，所述助燃剂包括以下重量比的原料：十二烷基苯磺酸钠：氯酸钾＝1-1.05：1。
选用十二烷基苯磺酸钠和氯酸钾按1-1.05：1的比例混合研磨的复合型催化助燃剂，一方面可以加强燃油的燃烧效率，提高燃油的燃烧产热量，另一方面，氯酸钾可以和十二烷基苯磺酸钠在高温热源中配成盐浴，可作为加热介质，是温度维持在1200℃-1300℃高温，提高燃烧的稳定性，另外，使用无氯的有机与无机复合的催化助燃剂，成本较低，无二次污染，无腐蚀性，对燃烧设备无损害。
优选的，所述抗氧剂为抗氧剂BHT、抗氧剂264、抗氧剂1010中的一种或多种。
优选的，所述金属钝化剂为N,N'-二亚水杨基丙二胺。
本发明还提供一种高效节能燃油的制备方法，其技术方案如下：
一种高效节能燃油的制备方法，包括以下步骤：
S1：按配方称取石油醇、碳五、汽油、无水乙醇和二甲苯，搅拌混合均匀，制得A液；
S2：按配方称取2-甲基四氢呋喃和二甲醚，在一定的反应温度和反应压力下进行酸负载催化2h-4h，制得B液，然后将制得的B液加入到A液中混合均匀，制得C液；
S3：按配方称取十二烷基苯磺酸钠和氯酸钾，分散研磨，制得粉末状混合物；
S4：将上述C液加热升温至40℃-50℃，然后，将上述制得的粉末状混合物以及按配方称取的抗氧剂和金属钝化剂依次加入到C液中，搅拌混合均匀，制得D液；
S5：按配方称取叔丁基二茂铁、甲基环戊二烯三羰基锰和双氧水，加入到上述D液中，40℃-50℃保温0.5h-1h，然后置放一定的时间，使各组分充分溶合；
S6：每隔15min-20min，对上述置放中的D液进行取样，检测热值、火焰高度、燃烧时间和燃烧后残留的指标；
S7：检测指标合格，冷却，即制得所述高效节能燃油。
优选的，步骤S2中所述的反应温度为180℃-200℃。
优选的，步骤S2中所述的反应压力为3MPa-4MPa。
对D液置放一定的时间后，进行取样检测，检测的项目包括热值、火焰高度、燃烧时间和燃烧后残留，对D液每隔15min-20min进行一次取样检测，检测的指标要求为：热值不低于8800大卡/kg，火焰高度达到30cm-45cm，燃烧时间与汽油相当，燃烧后无黑烟、无积碳、无残液残渣，若检测结果不达标则继续置放，使各组分继续溶合，当检测结果达到指标要求，即得到所述的高效节能燃油，灌装储存。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用石油醇、碳五、2-甲基四氢呋喃、二甲醚和汽油为主体配置，以氢、氧和醇为主要原料，配以氧化、增热、稳定，燃烧时热值可高达8800大卡/kg，与柴油相当，高于汽油和液化气，而且本发明的高效节能燃油，在同等质量的情况下，相比柴油和汽油节省成本35％左右，相比液化气节省成本35％-50％，可广泛应用于民用以及车用动力，而且在燃烧过后的废气排放比石油液化气低80％以上，清洁卫生，绿色环保且安全性高，具有优良的经济效益和环保效益。
2、本发明以2-甲基四氢呋喃和二甲醚为原料在酸负载催化剂上反应经缩合工艺制得包含二甲氧基-1-甲基丁烷、双二甲氧基-1-甲基丁烷、三二甲氧基-1-甲基丁烷的混合物的醚类燃油，原料廉价易得，产品具有凝点低、热值高、润滑性好、腐蚀性低，弥补了现有醚类柴油的缺陷，同时在低温性、氧化安定性和水解安定性方面优于脂肪酸甲酯生物柴油，与石油柴油可以以任意比例互溶。
3、本发明加入包括叔丁基二茂铁、甲基环戊二烯三羰基锰和双氧水的节能增效剂，甲基环戊二烯三羰基锰受热可以促进双氧水的分解，产生氧气，对燃油起到助燃的效果，提高燃烧效率，另外叔丁基二茂铁具有优良的消烟助燃作用，添加叔丁基二茂铁可以显著的减少燃油燃烧时产生的黑烟，并提高燃油的燃烧效率。
4、本发明的高效节能燃油中添加金属钝化剂和抗氧剂，可以有效抑制活性金属离子(铜、铁、镍、锰等)对该燃油的氧化、催化作用，将金属钝化剂与抗氧剂复合使用，可以提高燃油的抗氧化性及稳定性，延长储存期，本发明的高效节能燃油中还加有助燃剂，可以提高该燃油的燃烧效率。
5、选用十二烷基苯磺酸钠和氯酸钾按1-1.05：1的比例混合研磨的复合型催化助燃剂，一方面可以加强燃油的燃烧效率，提高燃油的燃烧产热量，另一方面，氯酸钾可以和十二烷基苯磺酸钠在高温热源中配成盐浴，可作为加热介质，是温度维持在1200℃-1300℃高温，提高燃烧的稳定性，另外，使用无氯的有机与无机复合的催化助燃剂，成本较低，无二次污染，无腐蚀性，对燃烧设备无损害。
6、燃油燃烧稳定，火焰高度可达30cm-45cm，且火焰大小可调，使用方便，而且在燃烧后无黑烟、无积碳、无残液残渣。
7、泄露为液体，易发现，无明火不易点燃，万一失火，用水即可扑灭，不会引发爆炸的危险，安全可靠。
具体实施方式
下面对本发明的实施例进行详细说明。
实施例1
一种高效节能燃油，包括以下重量份数的原料：石油醇30份、碳五15份、2-甲基四氢呋喃15份、二甲醚10份、汽油15份、叔丁基二茂铁1.5份、甲基环戊二烯三羰基锰1.5份、双氧水3份、二甲苯4份、无水乙醇28份、十二烷基苯磺酸钠0.5份、氯酸钾0.5份、抗氧剂BHT1份和N,N'-二亚水杨基丙二胺1份。
本实施例高效节能燃油的制备方法如下：
S1：按配方称取石油醇30份、碳五15份、汽油15份、无水乙醇28份和二甲苯4份，搅拌混合均匀，制得A液；
S2：按配方称取2-甲基四氢呋喃15份和二甲醚10份，在180℃、3MPa的反应条件，在酸负载催化剂上进行2h的缩合反应，制得B液，然后将制得的B液加入到A液中混合均匀，制得C液；
S3：按配方称取十二烷基苯磺酸钠和氯酸钾各0.5份，分散研磨，制得粉末状混合物；
S4：将上述C液加热升温至40℃，然后，将上述制得的粉末状混合物以及按配方称取的抗氧剂BHT1份和N,N'-二亚水杨基丙二胺1份依次加入到C液中，搅拌混合均匀，制得D液；
S5：按配方称取叔丁基二茂铁1.5份、甲基环戊二烯三羰基锰1.5份和双氧水3份，加入到上述D液中，40℃保温0.5h，然后置放一定的时间，使各组分充分溶合；
S6：每隔15min，对上述置放中的D液进行取样，检测热值、火焰高度、燃烧时间和燃烧后残留的指标；
S7：检测指标合格，冷却，即制得所述高效节能燃油。
本实施例的检测结果如下：热值9020大卡/kg，火焰高度达到35cm，燃烧时间与汽油相当，燃烧后无黑烟、无积碳、无残液残渣。
实施例2
一种高效节能燃油，包括以下重量份数的原料：石油醇35份、碳五18份、2-甲基四氢呋喃18份、二甲醚13份、汽油18份、叔丁基二茂铁1份、甲基环戊二烯三羰基锰1.2份、双氧水2.4份、二甲苯3份、无水乙醇24份、十二烷基苯磺酸钠0.75份、氯酸钾0.75份、抗氧剂264和抗氧剂BHT的混合物1.5份和N,N'-二亚水杨基丙二胺1.5份。
本实施例高效节能燃油的制备方法如下：
S1：按配方称取石油醇35份、碳五18份、汽油18份、无水乙醇24份和二甲苯3份，搅拌混合均匀，制得A液；
S2：按配方称取2-甲基四氢呋喃18份和二甲醚13份，在190℃、3.5MPa的反应条件，在酸负载催化剂上进行3h的缩合反应，制得B液，然后将制得的B液加入到A液中混合均匀，制得C液；
S3：按配方称取十二烷基苯磺酸钠和氯酸钾各0.75份，分散研磨，制得粉末状混合物；
S4：将上述C液加热升温至45℃，然后，将上述制得的粉末状混合物以及按配方称取的抗氧剂264和抗氧剂BHT的混合物共1.5份和N,N'-二亚水杨基丙二胺1.5份依次加入到C液中，搅拌混合均匀，制得D液；
S5：按配方称取叔丁基二茂铁1份、甲基环戊二烯三羰基锰1.2份和双氧水2.4份，加入到上述D液中，45℃保温0.5h，然后置放一定的时间，使各组分充分溶合；
S6：每隔15min，对上述置放中的D液进行取样，检测热值、火焰高度、燃烧时间和燃烧后残留的指标；
S7：检测指标合格，冷却，即制得所述高效节能燃油。
本实施例的检测结果如下：热值8960大卡/kg，火焰高度达到31.5cm，燃烧时间与汽油相当，燃烧后无黑烟、无积碳、无残液残渣。
实施例3
一种高效节能燃油，包括以下重量份数的原料：石油醇40份、碳五20份、2-甲基四氢呋喃20份、二甲醚15份、汽油20份、叔丁基二茂铁1.5份、甲基环戊二烯三羰基锰1.5份、双氧水4.5份、二甲苯4份、无水乙醇30份、十二烷基苯磺酸钠1份、氯酸钾1份、抗氧剂BHT1份和N,N'-二亚水杨基丙二胺1份。
本实施例高效节能燃油的制备方法如下：
S1：按配方称取石油醇30份、碳五15份、汽油15份、无水乙醇28份和二甲苯4份，搅拌混合均匀，制得A液；
S2：按配方称取2-甲基四氢呋喃15份和二甲醚10份，在180℃、3MPa的反应条件，在酸负载催化剂上进行2h的缩合反应，制得B液，然后将制得的B液加入到A液中混合均匀，制得C液；
S3：按配方称取十二烷基苯磺酸钠和氯酸钾各0.5份，分散研磨，制得粉末状混合物；
S4：将上述C液加热升温至50℃，然后，将上述制得的粉末状混合物以及按配方称取的抗氧剂BHT2份和N,N'-二亚水杨基丙二胺2份依次加入到C液中，搅拌混合均匀，制得D液；
S5：按配方称取叔丁基二茂铁1.5份、甲基环戊二烯三羰基锰1.5份和双氧水4.5份，加入到上述D液中，50℃保温1h，然后置放一定的时间，使各组分充分溶合；
S6：每隔15min，对上述置放中的D液进行取样，检测热值、火焰高度、燃烧时间和燃烧后残留的指标；
S7：检测指标合格，冷却，即制得所述高效节能燃油。
本实施例的检测结果如下：热值9100大卡/kg，火焰高度达到42cm，燃烧时间与汽油相当，燃烧后无黑烟、无积碳、无残液残渣。
本发明的高效节能燃油与传统的液化气、柴油的相关性能指标对比如下表所示：
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高效节能燃油，其特征在于，包括以下重量份数的原料：石油醇30份-40份、碳五15份-20份、2-甲基四氢呋喃15份-20份、二甲醚10份-15份、汽油15份-20份、有机溶剂25份-35份。
2.根据权利要求1所述的高效节能燃油，其特征在于，包括以下重量份数的原料：石油醇35份、碳五18份、2-甲基四氢呋喃18份、二甲醚13份、汽油18份、有机溶剂30份。
3.根据权利要求1所述的高效节能燃油，其特征在于，还包括节能增效剂，所述节能增效剂包括以下重量比的原料：
叔丁基二茂铁：甲基环戊二烯三羰基锰：双氧水＝1-1.2：1-1.2：2-3。
4.根据权利要求3所述的高效节能燃油，其特征在于，所述节能增效剂占所述燃油总重量的2％-5％。
5.根据权利要求1所述的高效节能燃油，其特征在于，所述有机溶剂包括以下重量比的原料：
二甲苯：无水乙醇＝1：7-8。
6.根据权利要求1所述的高效节能燃油，其特征在于，还包括助燃剂1份-2份、抗氧剂1份-2份和金属钝化剂1份-2份。
7.根据权利要求6所述的高效节能燃油，其特征在于，所述助燃剂包括以下重量比的原料：
十二烷基苯磺酸钠：氯酸钾＝1-1.05：1。
8.根据权利要求1-7任一项所述高效节能燃油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：按配方称取石油醇、碳五、汽油、无水乙醇和二甲苯，搅拌混合均匀，制得A液；
S2：按配方称取2-甲基四氢呋喃和二甲醚，在一定的反应温度和反应压力下进行酸负载催化2h-4h，制得B液，然后将制得的B液加入到A液中混合均匀，制得C液；
S3：按配方称取十二烷基苯磺酸钠和氯酸钾，分散研磨，制得粉末状混合物；
S4：将上述C液加热升温至40℃-50℃，然后，将上述制得的粉末状混合物以及按配方称取的抗氧剂和金属钝化剂依次加入到C液中，搅拌混合均匀，制得D液；
S5：按配方称取叔丁基二茂铁、甲基环戊二烯三羰基锰和双氧水，加入到上述D液中，40℃-50℃保温0.5h-1h，然后置放一定的时间，使各组分充分溶合；
S6：每隔15mi n-20mi n，对上述置放中的D液进行取样，检测热值、火焰高度、燃烧时间和燃烧后残留的指标；
S7：检测指标合格，冷却，即制得所述高效节能燃油。
9.根据权利要求8所述的高效节能燃油的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的反应温度为180℃-200℃。
10.根据权利要求8所述的高效节能燃油的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述的反应压力为3MPa-4MPa。
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