CN1330133A - 替代汽油的一种燃料 - Google Patents

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Abstract

开发一种代替汽油并用于内燃机的燃料,该燃料低公害不排放氧化硫等有害气体,并具有高效率、大功率输出能力。该燃料以醇为主要成份,该燃料含有混合醇(为51－60重量%)、5－8个碳原子的链烷烃(为20±5重量%)及甲苯(为30±5重量%),混合醇又由乙醇及/或甲醇和异丙醇及异丁醇所组成(混合比为9～6∶1.5～O.5∶2～1)。该燃料完全不使用汽油或重整汽油,并具有与汽油相同的输出能力,还能减少氧化硫等有害气体的发生。

Description

替代汽油的一种燃料
技术领域
本发明涉及替代汽油的燃料，它以醇为主要成分，具体地说，该燃料含有由多种醇组成的混合醇、5-8个碳原子的链烷烃及甲苯，并具有高输出能力、效率高、且公害低。
背景技术
汽油或轻油等作为内燃机的燃料被广泛地使用，由于其燃烧向大气排出的氧化硫(SOX)、氮氧化物(NOX)、一氧化碳(CO)、重金属、粉尘等的大气污染物质，严重地威胁着人类的健康，或者成为酸雨影响大自然环境等，这些公害问题在社会上已引起人们的重视。
然而，石油是有限的资源其产油地又位于偏远的地方，社会上又要求节约资源、有效利用资源，并积极研究开发替代石油的燃料，同时提出了各种合成燃料的方案。
但是，现有合成燃料(主要是醇系燃料)几乎满足不了像汽油那样具有燃烧输出能力，即使能达到其输出能力，为了使之燃烧必需具备特殊的燃烧装置。因此，尽管对合成燃料提出过种种方案，但是单独作为内燃机用的燃料未被实际应用，从节省石油方面考虑，就现实而言，汽油混合醇作为醇系的一种燃料只不过是利用其一部分。
例如，在特公昭57-50839号公报上已提出一种不含汽油的燃料，为了提高这种燃料的燃烧输出能力(热量)将醇与过氧化氢混合。但是，正如该公报描述的那样，这种合成燃料的问题是为使之燃烧必须改进进口支管的入口等来调节空气，该公报又说，其输出能力及燃料消耗量与汽油相等，但过氧化氢是不稳定物质，其混合存在必须长时间处理的问题，一直没有被实际应用。
另外，在特开平5-140568号公报中提出了一种在汽油中混合醇的燃料，该燃料组合物是在重整汽油(经处理的石脑油)、甲醇及丁醇的混合比为2∶2∶1的燃料里添加了防锈剂及颜料。但是该公报的实施例1中描述的燃料组合物，当进行燃烧实验时，由于燃烧温度高，导致引擎温度过高，加快内燃机构件衬垫的磨损，又由于机器过热容易使内燃机的构造部分发生故障，容易引起内燃机的爆震。
在特开平9-227880号公报中进行了重整汽油与醇和甲苯混合形成合成燃料的一种尝试，又在特开平8-283751号公报中将其合成燃料用无机物等处理使之降低公害程度。
但是所述各种合成燃料即使能减少排气中的CO及HC的量，但是重整汽油中含硫量过多，同时还含有苯等有毒物质，从根本上仍解决不了排放气体造成的公害问题。由于石油产地或者重整方法使重整汽油的组成成分不同，这些组成成分的不同又造成特性上的差异而很难制备具有一定质量的合成燃料，因此，混合的重整汽油抗爆性能差，有时达不到必要的输出马力等造成性能方面的不平衡。
发明所解决的技术问题(目的)
就以上的现状来看，本发明所要解决的技术问题是，抑制CO、HC、CO2等大气污染物的排放，并在输出能力和燃烧消耗率上与汽油具有同等性能，开发一种对使用汽油的内燃机不加任何改造就能使用的低公害的合成燃料。技术方案
本发明的最大特征是，以醇为主要成分的燃料中混合有5-8个碳原子的链烷烃，而且使多种醇混合形成的混合醇中加有5-8个碳原子的链烷烃和甲苯，成功地开发了一种不使用汽油却具有与汽油同等甚至超越汽油的燃烧输出能力的，低公害的新型内燃机燃料。
即，本发明提供1)—5)中描述的新型替代汽油的一种燃料。
1)一种替代汽油的燃料，以醇为主要成分，并含有5-8个碳原子的链烷烃。
2)一种替代汽油的燃料，以醇为主要成分，并含有5-8个碳原子的链烷烃及甲苯。
3)上述1和2中的替代汽油的燃料，所述链烷烃是己烷。
4)一种替代汽油的燃料，以醇为主要成分，并含有由乙醇及/或甲醇和异丙醇及异丁醇组成的混合醇、己烷及甲苯。
5)一种替代汽油的燃料，以醇为主要成分，并含有混合醇、己烷及甲苯，混合醇由乙醇及/或甲醇和异丙醇及异丁醇所组成，其重量比为9～6∶1.5～0.5∶2～1，其燃料中各成分重量的百分比为，混合醇为51-60重量％、己烷为20±5重量％、甲苯为30±5重量％。
下面详细说明本发明。
实施发明的最佳方式
可以这样说，本发明的燃料是以5-8个碳原子的链烷烃替代汽油的燃料特性方面起着重要的作用。即，就醇类而言，本发明燃料中的5-8个碳原子的链烷烃是提高辛烷值的很好材料，且能改善抗爆性能。5-8个碳原子的链烷烃和甲苯的合用会提高醇的燃烧功率，作为内燃机的燃料并具备与汽油相媲美的性能。再者该链烷烃除了是极稳定的物质外，它还具有脱水剂的效用，因此，本发明的燃料，在储备时该链烷烃具有防止水珠的作用，即使长期保存也不会降低燃料特性，另一个优点是，作为燃料最重要的一个条件就是使用安全、便利。
成为主要成分的醇，即使单独使用乙醇或甲醇都不具有内燃机燃料的特性。必需将多种醇组合起来使用才能获得替代汽油的特性，由乙醇及/或甲醇和异丙醇及异丁醇组成的3种或4种混合醇是最佳配合。现有的醇系合成燃料几乎都使用甲醇或乙醇，但是同时使用异丙醇及异丁醇也是本发明的一大特征。其混合比以重量比计优选组合范围为9～6∶1.5～0.5∶2～1。
优选所述混合醇、5-8个碳原子的链烷烃及甲苯的混合比是，混合醇为51-60重量％、该链烷烃为20±5重量％、甲苯为30±5重量％。尤其是醇的混合比不在本范围的话，抗爆性能降低，内燃机所必需的燃烧输出能力丧失，故不优选。
另外，本发明燃料可以添加众所周知的防锈剂、稳定剂。
使用本发明燃料的主要目的虽然是代替汽油使之成为汽车、船舶等内燃机使用的燃料，但它也可与汽油混合使用，可作其他工业用燃料，或家庭用燃料。
通过实施例及试验例进一步详细阐述本发明，但实施例对本发明不作任何限定。
实施例
实施例1
用①-③的醇组成的混合醇按照如下的配合制备燃料。各成分的混合顺序是任意的。混合醇          52重量％
①甲醇      36重量％
②异丙醇    10重量％
③异丁醇     6重量％甲苯            33重量％链烷烃(己烷)    15重量％
实施例2
使用将实施例1的甲醇换成乙醇的混合醇，再制备其组合燃料。混合醇          53重量％
①乙醇      44重量％
②异丙醇     3重量％
③异丁醇     6重量％甲苯            29重量％链烷烃(己烷)    18重量％试验例1
关于实施例1所述的燃料，当辛烷值与汽油基准值比较时，汽油基准值在高辛烷值汽油中其辛烷值为95，通用汽油其辛烷值为85，而本发明燃料的辛烷值为104.3。试验例2
关于实施例2所述的燃料，装有总排气量为1500cc(形式：丰田E-AE110)的引擎机动车为试验机动车，根据10.15机型法试验，其结果是，燃烧消耗率为8.9km/l，与汽油的燃烧消耗率(8.7km/l)相等。并得出排放气体中各种成分的以下测试结果(测试单位：(财团法人)日本机动车运输技术协会)：
成分    实施例2     汽油
CO      1.19ppm    193.01ppm
HC      6.36ppmc   10.86ppmc
NOX    38.81ppm   6.96ppm
CO2    0.841％    0.848％
以上试验结果表明，本发明燃料与汽油相比，CO和HC各自被抑制了约1/5和1/2，CO量少说明燃料燃烧完全。
本发明燃料不含重整汽油，所以排放气体中基本不含氧化硫。试验例3
关于实施例2所述的燃料，当将热量、发动机转数、行车距离、着火点、钢板腐蚀、橡胶检测、辛烷值等与汽油相比时，所有测试项目都能与汽油媲美。其中，本发明燃料的着火点、闪点等测试结果如下(测试单位：东京化学分析中心)。
              实施例2    汽油
着火点        404℃      300℃
闪点         -14.4℃    -40℃
铜板腐蚀       1           1
存在橡胶检测   0           0
辛烷值        104.3    85(普通辛烷值)/95(高辛烷值)发明效果
从以上说明可知，本发明的替代汽油燃料极少发生有害气体的排放如CO、HC、CO2、SOX，并具有与汽油相媲美的优异性能如热量、发动机转数、行车距离、马力等，它可代替汽油用于内燃机，是一种低公害的燃料。

Claims (5)

1.一种替代汽油的燃料，它以醇为主要成分，其特征为，该燃料含有5-8个碳原子的链烷烃。
2.一种替代汽油的燃料，它以醇为主要成分，其特征为，该燃料含有5-8个碳原子的链烷烃和甲苯。
3.根据权利要求1或2的替代汽油的燃料，其特征为，所述链烷烃是己烷。
4.一种替代汽油的燃料，它以醇为主要成分，其特征为，该燃料含有混合醇、己烷及甲苯，混合醇由乙醇及/或甲醇和异丙醇及异丁醇所组成。
5.一种替代汽油的燃料，以醇为主要成分，其特征为，该燃料含有混合醇、己烷及甲苯，混合醇由乙醇及/或甲醇和异丙醇及异丁醇所组成，其重量比为9～6∶1.5～0.5∶2～1，燃料中各成分重量的百分比为，混合醇为51-60重量％、己烷为20±5重量％、甲苯为30±5重量％。
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