CN1515655A - 可部分替代燃油的改性甲醇、制备方法及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可部分替代燃油的改性甲醇、制备方法及其应用，是将甲醇、丙酮和甲基叔丁基醚按一定重量份数配比，先后加入容器搅拌混合制成改性甲醇；将改性甲醇与普通汽油混合，可代替50％的汽油使用，其价格低廉，汽车尾气排放指标优于普通90号汽油；将改性甲醇与生物柴油按1∶1的比例混合后，可替代80％的普通柴油使用，从而减少了石油的进口量，节约了费用，同时还可回收利用废弃的油料，产生了良好的环境保护效应。上述改性甲醇与汽油或柴油混合后的合成燃料产品质量稳定，燃烧充分，尾气排放净化率高，生产无需专用设备，生产工艺简单，投资少，风险投资小，生产成本低，投资回收期短。

Description

可部分替代燃油的改性甲醇、制备方法及其应用

技术领域

本发明属于一种燃料，具体地说是一种能与汽油或柴油混合燃烧，可部分替代汽油或柴油的改性甲醇。

背景技术

目前用于提炼汽、柴油的原油世界范围内紧缺，在我们国家尤其如此，近年来原油的进口量高达30％以上，原油的紧缺造成价格的不断上涨，因此汽、柴油的价格也随着上升。为解决汽、柴油紧缺，价格高的问题，我国在不断研究用合成燃料来部分替代汽、柴油。

在汽油替代方面，乙醇曾经是选择的目标，据《中国石化报》报道，河南省南阳市下发文件规定，自2003年3月8日起，一律改用含10％的乙醇汽油；我国最新发布乙醇汽油的国家标准中，也明确规定了乙醇在乙醇汽油中的含量为10％；目前从各方面的报导看，乙醇替代汽油的比例仅可达到10％左右，这是因为，一方面乙醇的燃烧热值仅为5300千卡/公斤，而汽油的燃烧热值却高达10650千卡/公斤，其热值低决定了乙醇替代汽油的比例不能太大；另一方面乙醇存在着与汽油相溶性差的问题。甲醇与乙醇相比，其燃烧热值相差不大，但制造甲醇的原料来源更广，甲醇的成本价格更加便宜，仅为乙醇的二分之一。“中国石油与化工”月刊2001年第9期上曾报道：国内首创的含甲醇清洁汽油项目在西安进入产业化阶段，月产量达300吨，所述甲醇清洁汽油，就是在汽油中加入一定量的甲醇来部分替代汽油，但其难题在于，将甲醇溶于燃料油后，甲醇又会分离出来。由于醇类与汽油相溶性较差，易分层，而且因生产含甲醇清洁汽油的设备、工艺复杂，限制了生产量的提高；即便是甲醇能替代10％的汽油，月产量300吨也远远无法满足实际需求量。由于存在上述问题，一直影响着汽油燃料油替代品的品质及其推广应用，而且到目前为止，甲醇清洁汽油还仅仅处在报导阶段，至今未见有投入使用的记载。

在柴油替代品方面，目前仅有用生物柴油来替代柴油的报导，《石油学报(石油加工)》双月刊2003年4月第2期发表的题为“发展我国生物柴油的初探”一文中对生物柴油是这样定义的：生物柴油是将可再生的油脂原料经过脂交换反应所得到的脂肪酸单脂。在我国，近期生产生物柴油的原料主要是以废餐饮油、废地沟油、野生含油生物资源等。近年来，中国科技大学、江苏石油化工学院、北京化工大学等单位都先后研制成功利用菜籽油、大豆油、米糠油下脚料、工业猪油、牛油及野生植物小桐籽油、黄连木籽油等作原料生产生物柴油的工艺。在上述文章中还记载了美国支持生物柴油的生产和消费的消息，美国于1998年就制定了关于生物柴油的技术标准。为降低燃油的成本，一般在普通柴油中加入10-20％的生物柴油，例如美国标号为B20的柴油即为掺和20％生物柴油的柴油，日本、意大利等国也都在大量生产柴油的替代品生物柴油，但所有报导中，生物柴油的掺入量最高都不超过普通柴油的20％，并且生物柴油的生产主要采用化学法，生产中需要催化剂催化进行脂交换反应。目前国内外生产生物柴油虽然已工业化，但因其生产工艺较复杂，化学法生产必然会带来污染，成本相对来说仍较高；若从环保和对人体保健的角度考虑，利用了废餐饮油、废地沟油等排放的废油回收加工来作为柴油替代品，避免了不法商贩将上述废油回收后用到餐桌上，这种替代也是可取的。但是生物柴油本身所固有的粘度高、易氧化、不稳定、夏季有酸败味、燃烧时缸中易积碳等缺点，使生物柴油作替代品大量推广应用也有一定困难。

发明内容

为解决燃料油紧缺、价格高，其替代品又存在着如生产成本较高、相溶性差、掺入量少、产品质量不稳定等诸多问题，本发明的技术方案是生产一种与燃料油相溶性好、可降低与燃油的掺入比、产品质量稳定的改性甲醇，作为燃料油的部分替代品，改性甲醇是由下列组分组成的(用量为重量配比份数)：

甲        醇    85--100

丙        酮    1——9

甲基叔丁基醚    1——3

本发明的优选重量配比份数为：

甲        醇    90——96

丙        酮    3——6

甲基叔丁基醚    2——2.5

本发明的最佳重量配比份数为：

甲        醇    95

丙        酮    4

甲基叔丁基醚    2

上述组分制备本发明的制备方法是：

1、将计量后的丙酮在常温常压下注入容器；

2、将计量后的甲醇注入盛丙酮的容器，边注入边搅拌，搅拌要均匀，时间约为4.5-5.5分钟；

3、将计量后的甲基叔丁基醚注入上述有两种组分的容器继续搅拌4.5-5.5分钟即可得到改性甲醇。

上述改性甲醇的应用是：

将3-5份的改性甲醇与7-5份的汽油混合制成汽油合成燃料；

将改性甲醇以1∶1的比例与生物柴油均匀混合成混合液体，再以4份的混合液体与1份的柴油均匀混合制成柴油合成燃料。

本发明制备改性甲醇的重要特点是：

1、原料来源广，生产成本低；生产改性甲醇的主要原料是甲醇，而生产甲醇可用石油裂解或生产化肥的副产品，还可用煤、木材等蒸馏法获得，生产1吨改性甲醇所用甲醇成本约为1330元左右，丙酮和甲基叔丁基醚在500元左右，加起来1吨改性甲醇约为1830元/吨左右，而普通汽油或柴油成本则高达为3000元/吨左石。

2、生产工艺简单；生产改性甲醇仅仅是将各种原料按比例勾兑搅拌即成，使用时再与汽油或柴油混合即可作汽油或柴油替代品，不需专用设备，无投资风险，能耗低，产量可随意增减，据测算，生产1吨改性甲醇的电费不足1元。

3、替代比例高；改性甲醇的汽油替代率可高达50％，改性甲醇与生物柴油以1∶1的比例混合后，其混合液的柴油替代率可高达80％。

4、改性甲醇与汽油、柴油混合后的合成燃料稳定性好；合成燃料存放可达两年以上不分层、不变质。

5、改性甲醇与汽油混合后的合成燃料抗暴性能好；2003年5月，以30％的改性甲醇和70％的90#汽油混合，在国家石油产品质量监督检测中心以最新的国家标准检测(详见国家石油产品质量监督检测中心检验结果报告单)显示，其最重要的辛烷值指标达到98.8，比标准值90高出8.8。实际上，改性甲醇替代汽油的比例不仅可达到50％，当添加到60％-70％时仍有良好的使用性能。

6、改性甲醇与汽油混合后的合成燃料燃烧尾气净化率高；2000年3月，以30％的改性甲醇和70％的汽油混合在小型旅行客车上使用，由青岛市环境保护监测站进行汽车尾气监测(详见所附“汽车尾气监测报告”)显示，一氧化碳的净化率达到62.8％，碳氢化合物的净化率达到30.3％，空气总的净化率达46.5％；若将改性甲醇与汽油的比例提高到50％，其尾气净化率可达51％以上。

下面将普通汽油和用10％乙醇加90％汽油的合成汽油，以及用50％的改性甲醇加50％汽油的合成汽油各项重要指标对比；还有普通柴油和用40％的改性甲醇加40％的生物柴油再加20％的柴油的合成柴油各项重要指标对比，可以看出，改性甲醇应用后，其多项重要指标的优势是显著的。

表1为50％的普通汽油与50％的改性甲醇混合后各项重要指标的对比；

表2为普通柴油和用20％的普通柴油加40％的改性甲醇再加40％的生物柴油混合后各项重要指标的对比。

表1

	销售成本	销售利润	投资回收日期	百公里油耗费用
					普通汽油	3000元/吨	300元/吨每吨上交税金120元。	若投资500万元时，170天收回投资。	以微型汽车耗油6升/百公里，价格14.8元。
10％的乙醇与90％普通汽油混合	3000元/吨	依靠国家政策帮扶，与汽油等价销售，微利。	若投资500万元时，3～5年收回投资。	6升/百公里，价格14.8元。
					改性甲醇与普通汽油以1∶1混合	2130元/吨	870元/吨每吨上交税金200元	若投资500万元时，58天收回投资。	5.5升/百公里，价格13.4元。
	尾气情况	生产	设备投资	产品质量
					普通汽油	假设CO和HC各100份排放到大气。	生产工序复杂	由石油化工厂生产，设备投资巨大。	含有水分，2年左右存放质量下降。
10％乙醇加90％汽油	有轻微改善，未见报道具体净化率。	原材料供应有限，产量有限。	有专业化工企业生产，设备投资很大。	含水高，质量难稳定；每周一次清理油箱。
					改性甲醇加普通汽油以1∶1混合	空气总净化率达51％。	原材料供应充足、价低，产量可随意增加。	无需专用设备。	存放质量稳定；不含水份，不需清理油箱。

表2

	销售成本	销售利润	投资回收日期	百公里油耗
					普通柴油	3000元/吨	纯利润300元/吨，每吨上交税金120元。	若投资500万元时，170天收回投资。	以五十铃客货两用车为例，耗油8升/百公里，合人民21.6元。
4份改性甲醇、4份生物柴油、2份普通柴油	2215元/吨	纯利润870元/吨，每吨上交税金200元。	若投资500万元时，65天收回投资。	耗油7.5升/百公里，合人民币20.3元。

	尾气情况	产量	设备投资	产品质量
					普通柴油	尾气中有黑烟	生产工序复杂	由石油化工厂生产，设备投资巨大	易积碳2年存放质量下降
2份改性甲醇、2份生物柴油、1份普通柴油	尾气中无黑烟，有少许淡蓝色尾气。	消耗生物柴油，既保护环境，价格又低。产量可随意增加。	仅需原材料及产品储存罐及一个搅拌油泵即可，无需专用设备。	2年以上使用无积碳，2年存放质量不变化。

具体实施方式

实施例1(用量为重量配比份数)：

改性甲醇是由下列组分组成的：

甲        醇    85——100

丙        酮    1——9

甲基叔丁基醚    1——3

在甲醇中加入丙酮，增加了甲醇与汽油的相溶性；加入甲基叔丁基醚，提高了甲醇的爆发力，使甲醇燃烧更加充分。

上述组分制备本发明的制备方法是：

1、将计量后的丙酮在常温常压下注入容器；

2、将计量后的甲醇注入盛丙酮的容器，边注入边均匀搅拌，搅拌时间约为4.5-5.5分钟；

3、将计量后的甲基叔丁基醚注入上述有两种组分的容器继续充分搅拌4.5-5.5分钟，即可得到改性甲醇。

上述改性甲醇的应用是：

将3-5份的改性甲醇与7-5份的汽油混合制成汽油合成燃料，考虑其经济效益、应用效果、环保等综合因素，混合最佳配比为1∶1；

将改性甲醇与生物柴油以1∶1的比例混合，再用混合液体与普通柴油以4∶1的比例混合制成柴油合成燃料，生物柴油虽然其制造成本偏高，但比起普通柴油来还是要低，并且使用生物柴油可以回收废油，有利于环境保护和人体健康，再者生物柴油的加入，还能弥补因加入改性甲醇后造成的柴油粘度降低的不足。

实施例2(用量为重量配比份数)：

甲        醇    90——96

丙        酮    3——6

甲基叔丁基醚    2——2.5

上述组分制备本发明的制备方法同实施例1。

上述改性甲醇的应用同实施例1。

实施例3(用量为重量配比份数)：

甲        醇    95

丙        酮    4

甲基叔丁基醚    2

上述组分制备本发明的制备方法同实施例1。

上述改性甲醇的应用同实施例1。

Claims (6)

1、一种可部分替代燃油的改性甲醇，包括甲醇、丙酮、甲基叔丁基醚，其特征在于：各原料组分的重量配比为：

甲        醇    85——100

丙        酮    1——9

甲基叔丁基醚    1——3

2、如权利要求1所述的改性甲醇，其特征在于：各原料组分的重量配比为：

甲        醇    90——96

丙        酮    3——6

甲基叔丁基醚    2——2.5

3、如权利要求1所述的改性甲醇，其特征在于：各原料组分的重量配比为：

甲        醇    95

丙        酮    4

甲基叔丁基醚    2

4、一种可部分替代燃油的改性甲醇的制备方法，其特征在于：

(1)将计量后的丙酮在常温常压下注入容器；

(2)将计量后的甲醇注入盛丙酮的容器，边注入边搅拌，以搅拌均匀为限，时间约为4.5-5.5分钟；

(3)将计量后的甲基叔丁基醚注入上述有两种组分的容器继续搅拌4.5-5.5分钟即可得到改性甲醇。

5、一种可部分替代燃油的改性甲醇的应用，其特征在于：

(1)将3-5份的改性甲醇与7-5份的汽油混合制成汽油合成燃料；

(2)将改性甲醇以1∶1的比例与生物柴油混合，再以4份的混合液体与1份的柴油混合制成柴油合成燃料。

6、如权利要求5所述的改性甲醇的应用，其特征在于：将改性甲醇与汽油按1∶1的比例混合制成汽油合成燃料。