CN1260382A - 高能轻质混合气 - Google Patents

Abstract

高能轻质混合气,采用低碳烃化合物,轻质气体和添加剂经混合,压缩或低温液化而成,其气体相对密度为0.78～0.88,总热值达49.8～52.4兆帕/公斤。适用于金属切割,热处理,热矫形和焊接,可在地下工程,通风条件差的生产场合使用。本发明具有不回火,不熄火,无黑烟,无污染,安全性好的特点,有益于操作人员的健康和生产环境的净化并可节省大量能源,为用户降低生产成本,是乙炔气理想的替代产品。

Description

高能轻质混合气

高能轻质混合气，涉及工业气体燃料的制作。本发明适用于金属切割，热处理，热矫形以及金属焊接。

用于金属切割，热处理，热矫形以及金属焊接的气体燃料中，由于乙炔气具有气体的相对密度较低(RD＝0.91)，总热值较高达50.4兆焦/公斤，所以是最常用的气体燃料。由于乙炔的生产和使用能耗大，成本高，安全性差，且环境污染严重，人们一直在研究可以替代的气体燃料。美国专利(US.3982883，Aug.1，1972)提出了一种含碳量高的以丙烷为基体加上微量添加剂配置成的气体燃料。该专利产品金属切割性能良好，但由于气体的相对密度过大(RD＝1.52)，产品的使用受到限制而且产品价格昂贵。美国专利(US.5380346 Jau.10，1995)提出了液化石油气(LPG)为基体，加入少量(2％～10％)的添加剂以强化燃烧，由于其基体原料价廉，价格较便宜，但它的相对密度高于空气亦高于乙炔气，使用范围受到限制，也难替代乙炔。目前市售有德国生产的气体燃料(割力神)其相对密度虽较空气轻但仍比乙炔大，要替代乙炔，在使用范围上仍受到限制，安全上仍感难以保证。在国内也早就有人开展这方面的研究，近年来也为市场提供了以石油天然气为基体加入少量添加剂配置成的高能混合气，虽然这种高能混合气的工作性能，总体效果要优于乙炔，但由于它的相对密度也较高，使用范围受到限制。

由于上述气体燃料的不足，经发明人长期研究后提出一种采用低碳烃类化合物和轻质气体为基体加入少量添加剂配置成具有热值高，气体相对密度低，安全，洁净，节能的轻质高能混合气。

本发明是采用低碳烃化合物、轻质气体作为基体和添加剂配制而成，其基体的组份是：

低碳烃化合物        65～95％wt

轻质气体            5～35％wt

两组份的总和为100％wt。

其中低碳烃化合物为烯烃、烷烃及其混合物，低碳为分子式中碳原子少于3个的烃化合物。轻质气体为天然气、甲烷、氢，由于这些气体的来源不同，物性有异，在采用时应调整其在组份中的含量。

添加剂采用酯类、醇类、酮类、醛类、醚类、以及硝基甲烷，二硫化碳，二茂铁，1，2-二氯丙烷化合物配制而成，具有助燃，消烟，阻聚和互溶作用。它的组份为；

醇和/或酯类化合物        50～70％wt

酮类化合物和/或醛类化合物和/或醚类化合物和/或硝基甲烷和/或二硫化碳和/或二茂铁和/或1.2-二氯丙烷化合物30～50％wt。

上述组份总和为100％wt。

其中酯类化合物指硝酸甲酯，硝酸乙酯，甲酸甲酯，甲酸乙酯，醋酸乙酯；醇类化合物是指异丙醇，萜品醇，叔丁醇；酮类化合物是指丁酮；醛类化合物指丙醛；醚类化合物是指乙二醇二乙醚，甲基叔丁基醚，石油醚。添加剂按混合气基体总量(100％wt)的0.5～5％wt加入。

本发明制作时首先调整混合气基体各组份和添加剂的配方，按规定组份比充入配气贮槽，由压缩机将混合气压缩至8～15兆帕压入钢瓶，制得高能轻质混合气，相对密度为RD＝0.78～0.88，总热值达49.8～52.4兆焦松斤，在-20℃～50℃的环境温度范围内使用性能稳定。或者气体混合后经过-60℃～-100℃以下低温处理使混合气体全部为液化状态，体积缩小数百倍以适合大量用气要求。

本发明的优点在于：采用低碳烃类化合物和轻质气体为基体和本发明提供的添加剂配置成的高能轻质混合气其组份间具有良好的亲和力和互溶性，在混合气不会出现分层，沉淀和变质，使用时不回火，不熄火，无黑烟，气体易扩散，不污染环境，对人体无害，安全性好。可以大量生产，长期保存，可以气态和液态两种方式供应，方便了使用者。由于本发明对工作环境的温度要求较宽，所以可作为全天候的气体燃料，尤其是本发明的相对密度低且总热值高，气体扩散迅速，因此可在地下工程，作业面空间狭小或通风条件较差的生产环境中使用。本发明的建厂投资和建厂周期与乙炔相比节省投资约50％，工期缩短约一半，节省大量能源，同时使用户降低生产费用30～50％。

根据上述描述对本发明的实施举例进一步说明如下；

实施例一.混合气基体按；

烯烃        2400克

天然气      600克配置，

添加剂按；

甲酸乙酯    18克

异丙醇      24克

石油醚      18克配置，气化，

在制作高能轻质混合气时，先把40升钢瓶烘干，抽真空至2千帕后充入经气化的添加剂60克，向已抽真空至2千帕容积10米³常压容器中充入石油醚600克，烯烃2400克，用压缩机将常压容器中的轻质混合气压入已加添加剂的40升钢瓶内并根据使用要求冲气加压在8～15兆帕范围内调整，得高能轻质混合气，在标准状态下，气体相对密度为0.87，总热值为49.8兆焦/公斤。

实施例二，混合气基体按；

烯烃        2550克

天然气      450克配置，

添加剂按；

甲酸乙酯    18克

异丙醇      24克

石油醚      18克配置，气化。

在制作高能轻质混合气时，先把40升钢瓶烘干，抽真空至2千帕后充入经气化的添加剂60克，向已抽真空至2千帕容积10米³常压容器中充入石油醚450克，烯烃2550克，用压缩机将常压容器中的轻质混合气压入已加添加剂的40升钢瓶内并根据使用要求冲气加压在8～15兆帕范围内调整，得高能轻质混合气，在标准状态下，气体相对密度为0.88，总热值为52.4兆焦/公斤。

Claims (4)

1.高能轻质混合气，其特征在于；采用低碳烃化合物，轻质气体基体和添加剂混合配置，压缩或低温液化制成，其中；

a.基体组份为，

低碳烃类化合物        65～95％wt

轻质气体              5～35％wt

组份总和为100％wt

b.添加剂组份为，

酯类化合物和/或醇类化合物           50～70％wt

酮类和/或醛类化合物和/或醚类化合物和/或硝基甲烷和/或1.2-二氯丙烷，二硫化碳，二茂铁        30～50％wt

各组份的总和为100％，添加剂按混合气基体总量(100％wt)的0.5～5.0％wt加入；

2.根据权利要求1所述的混合气，其中低碳烃化合物为烯烃，烷烃及其混合物，低碳指分子式中碳原子少于3个；

3.根据权利要求1所述的混合气，其中添加剂中的酯类化合物指硝酸甲脂，硝酸乙酯，甲酸甲酯，甲酸乙酯，醋酸乙酯；醇类化合物指异丙醇，萜品醇，叔丙醇；酮类化合物指丁酮；醛类化合物指丙醛；醚类化合物指乙二醇二乙醚，甲基叔丁基醚，石油醚。

4.根据权利要求1所述的混合气，其特征在于气体相对密度为0.78～0.88，总热值达49.8～52.4兆帕/公斤。