CN111909735A - 一种醇基燃料助燃剂及醇基燃料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种醇基燃料助燃剂，包括以下重量份的组分：共溶剂80～90份、溶剂油20～30份、消烟助燃剂1.5～5份和助溶剂3.5～10份；所述共溶剂为丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油中的至少一种；所述溶剂油为松子油、松脂油、松节油和甘油中的至少一种。该助燃剂能与甲醇形成理想混合液，提高整体燃料的闪点和热值，促进醇基燃料最终燃烧效率的显著提高。所述醇基燃料助燃剂原料来源广泛，清洁环保，可工业化量产。本发明还公开了一种由20～40份上述醇基燃料助燃剂和60～80份甲醇混合制备的醇基燃料，通过降低甲醇的含量，醇基燃料中的各组分形成理想混合液，加入的助燃剂组分使整体的热值和闪点提高，燃料燃烧效率高，安全污染少。

Description

一种醇基燃料助燃剂及醇基燃料
技术领域
本发明属于燃料及其助燃剂领域，具体涉及一种醇基燃料助燃剂及其制备的理想混合态醇基燃料。
背景技术
醇基燃料主要以单一甲醇为主，主要用于餐饮行业。然而醇基燃料在使用过程中存在闪点低、易挥发以及燃烧性能不稳定进而造成燃烧效率较低等缺点。为将醇基燃料推广至更多领域，人们研究了新型的醇基燃料及其醇基燃料助燃剂，在提高了燃料热值的同时，也保证了燃料基本的安全性。
专利(ZL103265981A)公开了一种醇基燃料助燃剂及醇基燃料。该醇基燃料助燃剂由共溶剂、生物油、消烟助燃剂及助溶剂组成，用于制备醇基燃料时能促进醇基燃料的充分燃烧，提高醇基燃料的燃烧热值及热值利用率。
但是，甲醇闪点较低(12℃)，用于制备醇基燃料时，若添加比例过大，则在温度较高时容易存在安全性问题；部分醇基燃料助燃剂与甲醇混合后会组合成非理想混合液(即混合后的闪点比两种纯组分的闪点都低)，对醇基燃料助燃剂及制备醇基燃料时各成分的比例仍有待优化及探究。
发明内容
基于现有技术的不足，本发明一个目的在于提供一种高闪点、高热值、相容性好且能与甲醇混合成理想混合液的醇基燃料助燃剂。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种醇基燃料助燃剂，包括以下重量份的组分：共溶剂80～90份、溶剂油20～30份、消烟助燃剂1.5～5份和助溶剂3.5～10份；所述共溶剂为丁醇、辛醇、氢蒽油和轻油的至少一种；所述溶剂油为松子油、松脂油、松节油和甘油的至少一种。
本发明所述醇基燃料助燃剂使用闪点较高、热值较高的丁醇、辛醇及提炼油作为共溶剂，在用于制备醇基燃料时能形成理想混合液，有效提高醇基燃料的闪点和热值；醇基燃料助燃剂中溶剂油具有进一步提高闪点的效果，同时还能促进其他组分的充分互溶，避免醇基燃料助燃剂存在的分层、乳化问题，最终提高醇基燃料的燃烧效率；该醇基燃料助溶剂原料来源广泛且廉价，燃烧后无有毒残渣。
优选地，所述共溶剂为丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的混合物；所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量之比为：丁醇：辛醇：加氢蒽油：轻油＝1～3:6～8:1～3:1。丁醇(35℃)和辛醇(79℃)的闪点较高，加氢蒽油和轻油本身作为石油提炼油，闪点及热值均较高，使用这两种溶剂醇和提炼油的混合物作为共溶剂的醇基燃料助燃剂与甲醇混合时效果更佳。更优选地，所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量之比为：丁醇：辛醇：加氢蒽油：轻油＝2:7:2:1。在此比例下制备的醇基燃料助燃剂混合效果最好，且用于制备醇基燃料时的燃烧效果最佳。
优选地，所述丁醇和辛醇的含水量为3～5％。溶剂醇中的含水量在此范围内不仅不影响使用过程的燃烧效率，使用后还能进一步提高所用醇基燃料的闪点。
优选地，所述溶剂油为松子油、松脂油、松节油和甘油的混合物。
优选地，所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量之比为：松子油：松脂油：松节油：甘油＝1:2～4:2～4:2～4。松子油、松脂油以及松节油均为来源广泛、易加工且热值高的植物油，而甘油闪点高(177℃)，与其他醇类及有机物混溶效果好，使用这些原料按比例搭配作为溶剂油不仅能避免醇基燃料助燃剂产生沉淀和变质，同时能保证助燃剂为理想混合液，提高闪点。更优选地，所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量之比为：松子油：松脂油：松节油：甘油＝1:3:3:3。
优选地，所述消烟助燃剂为二茂铁和硝酸异戊酷中的至少一种。使用该消烟助燃剂能有效减少有毒一氧化碳以及不完全燃烧积碳的产生，提高燃料燃烧效率的同时还能起到保护环境的作用。
优选地，所述助溶剂为丙酮、大豆溶剂油、大豆油、菜籽油、花生油、骨油的至少一种。所述助溶剂能进一步促进醇基燃料助燃剂中各组分的融合，避免因助燃剂本身存在的溶解性问题造成的醇基燃料燃烧不充分。
本发明的另一目的还在于提供本发明所述醇基燃料助燃剂制备而成的醇基燃料。
一种醇基燃料，由重量份为20～40份本发明所述醇基燃料助燃剂及重量份为60～80份的甲醇组成。
优选地，所述甲醇的含水量≤0.1％。
醇基燃料中若甲醇的含量过高，温度过高时容易产生安全性问题；若含量过低，不仅醇基燃料的成本提升，还可能与助燃剂形成非理想混合液，燃烧效率变低，燃烧时还会产生过多副产物(烟尘等)造成环境污染。因此，本发明所述的醇基燃料相比于现有醇基燃料，降低了甲醇的比例，与醇基燃料助燃剂形成理想混合液，从而具有更高的闪点和热值。
本发明的有益效果在于，本发明提供了一种醇基燃料助燃剂，使用高闪点、高热值的原料作为共溶剂和溶剂油，在搭配其他组分充分互溶后，能与甲醇形成理想混合液，提高整体醇基燃料的闪点和热值。通过对各组分的比例分配，不仅能降低助燃剂在燃烧过程中产生的有害副产物的含量，提高醇基燃料助燃剂使用时的环保性，也能促进醇基燃料最终燃烧效率的显著提高。所述醇基燃料助燃剂原料来源广泛，清洁环保，可工业化量产。本发明还提供了一种由上述醇基燃料助燃剂和甲醇搅拌混合制备的醇基燃料，通过降低甲醇的含量，醇基燃料中的各组分形成理想混合液，加入的助燃剂组分使整体的热值和闪点提高，燃料燃烧效率高，安全且污染少。
具体实施方式
为了更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本发明作进一步说明。下述实施例中所使用的实验步骤如无特殊说明，均为常规方法；所使用的原料如无特殊说明，为可从商业途径得到的试剂和材料；所述使用醇类包括其同分异构体。
实施例1
本发明所述醇基燃料助燃剂的一种实施例，本实施例所述醇基燃料助燃剂包含以下重量份的组分：共溶剂84份、溶剂油30份、二茂铁5份和丙酮5份；所述共溶剂为丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的混合物，所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量比为2:7:2:1；所述溶剂油为松子油、松脂油、松节油和甘油的混合物，所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量比为1:3:3:3。
本实施例中所述丁醇和辛醇的含水量为4％。
将上述原料混合搅拌均匀，即得所述醇基燃料助燃剂。
一种醇基燃料，由40份本实施例所述醇基燃料助燃剂与60份甲醇组成。
实施例2
实施例2与实施例1的差别仅在于所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量比为1:8:1:1。
实施例3
实施例3与实施例1的差别仅在于所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量比为3:6:1:1。
实施例4
实施例4与实施例1的差别仅在于所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量比为1:6:3:1。
实施例5
实施例5与实施例1的差别仅在于所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量比为5:7:2:1。
实施例6
实施例6与实施例1的差别仅在于所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量比为2:7:5:1。
实施例7
实施例7与实施例1的差别仅在于所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量比为2:7:2:3。
实施例8
实施例8与实施例1的差别仅在于所述共溶剂为辛醇、加氢蒽油和轻油的混合物，所述辛醇、加氢蒽油和轻油的重量比为7:2:1。
实施例9
实施例9与实施例1的差别仅在于所述共溶剂为丁醇、加氢蒽油和轻油的混合物，所述丁醇、加氢蒽油和轻油的重量比为2:2:1。
实施例10
实施例10与实施例1的差别仅在于所述共溶剂为丁醇、辛醇和轻油的混合物，所述丁醇、辛醇和轻油的重量比为2:7:1。
实施例11
实施例11与实施例1的差别仅在于所述共溶剂为丁醇、辛醇和加氢蒽油的混合物，所述丁醇、辛醇和加氢蒽油的重量比为2:7:2。
实施例12
实施例12与实施例1的差别仅在于所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量比为1:3:4:2。
实施例13
实施例13与实施例1的差别仅在于所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量比为1:2:2:4。
实施例14
实施例14与实施例1的差别仅在于所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量比为1:1:3:5。
实施例15
实施例15与实施例1的差别仅在于所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量比为1:5:5:1。
实施例16
实施例16与实施例1的差别仅在于所述溶剂油为松脂油、松节油和甘油的混合物，所述松脂油、松节油和甘油的重量比为1:1:1。
实施例17
实施例17与实施例1的差别仅在于所述溶剂油为松子油、松节油和甘油的混合物，所述松子油、松节油和甘油的重量比为1:3:3。
实施例18
实施例18与实施例1的差别仅在于醇基燃料组成不同，本实施例中，醇基燃料由30份实施例1所述醇基燃料助燃剂与70份甲醇组成。
实施例19
实施例19与实施例1的差别仅在于醇基燃料组成不同，本实施例中，醇基燃料由20份实施例1所述醇基燃料助燃剂与80份甲醇组成。
对比例1
对比例1与实施例1的差别仅在于醇基燃料助燃剂中共溶剂的重量份为60份。
对比例2
对比例2与实施例1的差别仅在于醇基燃料助燃剂中溶剂油的重量份为10份。
对比例3
对比例3与实施例1的差别仅在于所述共溶剂为乙醇、丙醇、煤焦油和轻油的混合物，所述乙醇、丙醇、煤焦油和轻油的重量比为2:7:2:1。
对比例4
对比例4与实施例1的差别仅在于所述溶剂油为地沟油、椰子油、牛油和甘油的混合物，所述地沟油、椰子油、牛油和甘油的重量比为1:3:3:3。
对比例5
对比例5与实施例1的差别仅在于醇基燃料的组成不同，本实施例中，醇基燃料由5份实施例1所述醇基燃料助燃剂与95份甲醇组成。
对上述实施例1～19及对比例1～5所制备的醇基燃料进行性能测试，测试方法及结果如表1所示。
表1
Figure BDA0002590153950000071
如表1结果所示，实施例1～19制备的醇基燃料闪点均在65℃以上，热值在9000卡/g以上，燃烧后产生的副产物量较少；其中，当醇基燃料助燃剂中所述共溶剂为丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的混合物，且重量比为1～3:6～8:1～3:1，所述溶剂油为松子油、松脂油、松节油和甘油的混合物，重量比为1:2～4:2～4:2～4时，制备的醇基燃料燃烧效率最高，产生的副产物最少。随着醇基燃料中醇基燃料助燃剂的比例增多，闪点和热值也逐渐提高。对比例1与实施例1～19的区别在于所述共溶剂的比例不在本发明限定范围内；对比例2与实施例1～19的区别在于所述溶剂油的比例不在本发明限定范围内；从数据对比可以看出，两组燃料的闪点和热值均低于实施例1～19，说明共溶剂及溶剂油中各组分的合理比例能提高最终制备的醇基燃料的燃烧效率。对比例3和4与实施例1～19的差别在于共溶剂和溶剂油的组分不同，相对闪点和热值均较低，且产生的副产物含量较多。对比例5中的醇基燃料中助燃剂的重量份比例较少，闪点和热值与实施例1～19相比更低。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种醇基燃料助燃剂，其特征在于，包括以下重量份的组分：共溶剂80～90份、溶剂油20～30份、消烟助燃剂1.5～5份和助溶剂3.5～10份；
所述共溶剂为丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油中的至少一种；所述溶剂油为松子油、松脂油、松节油和甘油中的至少一种。
2.如权利要求1所述的醇基燃料助燃剂，其特征在于，所述共溶剂为丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的混合物。
3.如权利要求2所述的醇基燃料助燃剂，其特征在于，所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量之比为：丁醇：辛醇：加氢蒽油：轻油＝1～3:6～8:1～3:1。
4.如权利要求2所述的醇基燃料助燃剂，其特征在于，所述丁醇、辛醇、加氢蒽油和轻油的重量之比为：丁醇：辛醇：加氢蒽油：轻油＝2:7:2:1。
5.如权利要求1～4中任一项所述的醇基燃料助燃剂，其特征在于，所述丁醇和辛醇的含水量为3～5％。
6.如权利要求1所述的醇基燃料助燃剂，其特征在于，所述溶剂油为松子油、松脂油、松节油和甘油的混合物。
7.如权利要求6所述的醇基燃料助燃剂，其特征在于，所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量之比为：松子油：松脂油：松节油：甘油＝1:2～4:2～4:2～4；优选地，所述松子油、松脂油、松节油和甘油的重量之比为：松子油：松脂油：松节油：甘油＝1:3:3:3。
8.如权利要求1所述的醇基燃料助燃剂，其特征在于，所述消烟助燃剂为二茂铁和硝酸异戊酷中的至少一种。
9.如权利要求1所述的醇基燃料助燃剂，其特征在于，所述助溶剂为丙酮、大豆溶剂油、大豆油、菜籽油、花生油和骨油的至少一种。
10.一种醇基燃料，其特征在于，由重量份为20～40份的权利要求1～9中任一项所述醇基燃料助燃剂及重量份为60～80份的甲醇组成。
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