CN1844329A - 膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法 - Google Patents
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Abstract
膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法，属发动机燃油技术领域。将未进行改性处理的膏桐籽精炼油直接与石化柴油掺配后所得混合物作为柴油发动机的通用燃油使用，膏桐籽精炼油占混合物总重量的10～50％，混合物中不加入醇及表面活性剂。该技术方案是通过克服本领域技术人员普遍存在的技术偏见，在坚实的试验基础上得出的。若再加入占混合物总重量0.02％～0.2％的高温型天然抗氧化剂，如迷迭香提取物、元宝枫提取物、柯子提取物、松树皮提取物等，能显著减缓混合物的氧化，延长贮存期限，使得经过长期贮存的混合物仍具有良好的流动性和燃烧性能。本发明方法大大降低了膏桐油作为生物柴油使用的成本。
Description
技术领域
本发明属发动机燃油技术领域，具体涉及一种直接用膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法。
背景技术
开发生产生物柴油，对于保护环境和节约能源资源，实施可持续发展战略具有十分重要的意义。现有生物柴油的制备工艺，一般是在动、植物油中加入甲醇或乙醇，在高温(230～250℃)及催化剂条件下，进行酯交换反应。
干热河谷地区的植物膏桐(Jtropha curcas L.)又名麻疯树，可在荒山荒坡大量种植，生长快，其种子产量大、含油率高，将是我国生物柴油的重要来源之一。至今发动机燃油技术领域的技术人员普遍存在这样一种认识：不能直接用膏桐油与石化柴油掺配，必须先将膏桐油改性后才能与石化柴油掺配、或者膏桐油与石化柴油掺配的同时还必须按较严格的工艺条件加入醇及表面活性剂。例如申请号为200410034487.1，名称为“生物柴油及其制备方法”的中国专利申请文件就认为：“麻疯树籽油，由于硬脂酸含量较高，在发动机中不能充分燃烧，而形成较高含量的碳化物，碳化物在发动机供油喷嘴和气缸内形成积碳，引起喷嘴堵塞，降低了发动机的性能。同时尾气排放的CO较高，污染较大。另一方面，硬脂酸含量高的生物柴油，其粘度偏大，也影响了生物柴油的喷雾燃烧性能。在发动机运行时，特别是在带负荷的情况下，经常出现发动机运转不稳定的现象，也与其粘度大有关。”根据上述认识，该专利文件要求必须将膏桐油改性使其中的硬脂酸含量降低至0.4(wt)％以下，并提出了以下改性工艺：水化脱胶→硷炼脱酸→脱水→间歇脱臭→乳化或酯化。又如申请号为200410034487.1，名称为“麻风树生物燃料混合物”的中国专利申请文件就提出，膏桐油与石化柴油掺配的同时还必须加入甲醇、乙醇或乙二醇，以及油酸等组成的表面活性剂，并且对添加上述物质的方法有较为严格的工艺条件。无论是对膏桐油进行酯交换反应或其他工艺的改性，还是加入醇及表面活性剂，都使膏桐油作为生物柴油的成本加大。
发明内容
本发明的目的在于提出直接用膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法，从而降低成本，有利于膏桐油生物柴油的推广应用。
本发明的技术方案是：将未进行改性处理的膏桐籽精炼油直接与石化柴油掺配后所得混合物作为柴油发动机的通用燃油使用，膏桐籽精炼油占混合物总重量的10～50％，混合物中不加入醇及表面活性剂。本发明的优化技术方案是：膏桐籽精炼油占混合物总重量的15～35％。
本发明的技术方案是通过克服发动机燃油技术领域的技术人员普遍存在技术偏见，在坚实的试验基础上得出的。
样品1：将未进行改性处理的膏桐籽精炼油直接与0号柴油掺配，膏桐籽精炼油占混合物总重量的20％。
样品2：将未进行改性处理的膏桐籽精炼油直接与-10号柴油掺配，膏桐籽精炼油占混合物总重量的30％。
将样品1和样品2与-10号和0号柴油进行质量指标检测对比，所有检测严格按标准进行。
检测结果如下：
| 项目 | 质量指标 | 试验方法 | |||
| -10号 | 0号 | 样品1 | 样品2 | ||
| 色度 | 3.5 | 1.0 | 1.5 | GB/T6540 | |
| 氧化安定性，总不溶物，mg/100ml，不大于 | 2.5 | SH/T0175 | |||
| 硫含量，％(m/m)，不大于 | 0.2 | 显著降低 | 显著降低 | GB/T380 | |
| 10％蒸余物残碳，％(m/m)，不大于 | 0.3 | 0.21 | 0.41 | GB/T17144 | |
| 灰份，％(m/m)，不大于 | 0.01 | - | - | GB/T508 | |
| 铜片腐蚀(50℃，3h)，级，不大于 | 1 | 1a | 1a | GB/T5096 | |
| 水分，％(V/V)，不大于 | 痕迹 | 痕迹 | 痕迹 | GB/T260 | |
| 机械杂质 | 无 | - | - | GB/T511 | |
| 运动粘度(20℃)，mm2/s | 3.0～8.0 | 5.60 | 7.59 | GB/T265 | |
| 凝点，℃，不高于 | -10 | 0 | -14 | -20 | GB/T510 |
| 闪点(闭口)，℃，不低于 | 55 | 86 | 88 | GB/T386 | |
| 十六烷值，不小于 | 45 | 62.4 | 62.0 | GB/T386-91 | |
| 馏程50％回收温度，℃，不高于90％回收温度，℃，不高于 | 300355 | 263.5332.5 | 270.0315.5 | GB/T6536 | |
| 密度(20℃)，kg/m3 | 实测 | 0.8247 | 0.8364 | GB/T1884GB/T1885 | |
检验结果分析：
1、样品的十六烷值高达到62、燃烧性能优于石化柴油，一般要求柴油的十六烷值不低于43。
2、样品的铜片腐蚀质量指标达1a，1a级几乎无腐蚀。
3、样品的运动粘度在正常值范围3.0～8.0之间，为5.6和7.59。
4、样品的凝点为-14和-20℃，膏桐籽精炼油直接与石化柴油掺配可改善轻柴油的低温性能。
5、由于膏桐籽精炼油不含硫，因此样品的硫含量显著低于石化柴油，发动机尾气中的硫化物减少，对保护环境具有重要意义。
6、样品的闪点远高于石化柴油，在运输、贮存和使用方面安全性好。
膏桐籽精炼油中含有大量的多价不饱和脂肪酸，它们易被空气中的氧所氧化，使得膏桐籽精炼油与石化柴油掺配所得混合物的贮存时间较短。为了克服此缺点，本发明方法的进一步优化技术方案是：往膏桐籽精炼油与石化柴油掺配后所得混合物中，再加入占混合物总重量0.02％～0.2％的高温型天然抗氧化剂，如迷迭香提取物、元宝枫提取物、柯子提取物、松树皮提取物等，其效果是能显著减缓混合物的氧化，延长贮存期限，使得经过长期贮存的混合物仍具有良好的流动性和燃烧性能。
本发明的有益效果：和现有技术相比，本发明方法大大降低了膏桐油作为生物柴油使用的成本。
具体实施方式
实施例1：膏桐精炼油为云南元阳县生物资源创新公司所提供，其亚油酸含量大于30％，膏桐籽产地为元阳县南沙镇。
将上述膏桐籽精炼油与0号柴油掺配，前者占混合物总重量的20％，得混合燃油1。
将上述膏桐籽精炼油与0号柴油掺配，前者占混合物总重量的30％，得混合燃油2。
作对比试验：将0号柴油、混合燃油1、混合燃油2分别作为柴油发动机的燃油运行。柴油发动机型号为4100QBZ，大气温度为20～27℃，大气压力为936～950Pa，相对湿度为70～90％。
结果表明，混合燃油1、混合燃油2能保证柴油发动机正常工作，与0号柴油相比，发动机平均功率降低1.2％、2.8％，排气温度平均降低2.6％、2.4％，负荷特性燃油耗(比油耗)平均增加2％。排气烟度、排气污染有所减少。
可见，混合燃油1和2与0号柴油的动力性能基本相同。
实施例2：与实施例1的差别在于膏桐籽精炼油占混合燃油总重量的48％。与0号柴油相比，发动机平均功率降低5.8％，其他性能指标基本相同。该混合燃油可以作为农用拖拉机等的燃油使用。
实施例3：将膏桐籽精炼油与0号柴油掺配，前者占燃油混合物总重量50％。往燃油混合物中分别添加不同含量的市售迷迭香提取物和测定不同时期的富含亚油酸的燃油混合物的过氧化值，平行测定3次，并做一对照试验(不添加迷迭香提取物)，以其算术平均值为结果。结果见下表。
添加不同含量迷迭香提取物后燃油混合物的过氧化值
测定次数n＝3
结果表明，迷迭香提取物减缓燃油混合物氧化的能力与添加量成量效关系。迷迭香提取物对燃油混合物有良好的抗氧化作用，能抑制其衰败、酸败和减少自由基过氧化物的生成。
Claims (4)
1、膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法，其特征在于：将未进行改性处理的膏桐籽精炼油直接与石化柴油掺配后所得混合物作为柴油发动机的通用燃油使用，膏桐籽精炼油占混合物总重量的10～50％，混合物中不加入醇及表面活性剂。
2、如权利要求1所说的膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法，其特征在于：膏桐籽精炼油占混合物总重量的15～35％。
3、如权利要求1所说的膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法，其特征在于：往膏桐籽精炼油与石化柴油掺配后所得混合物中，再加入占混合物总重量0.02％～0.2％的高温型天然抗氧化剂。
4、如权利要求3所说的膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法，其特征在于所说高温型天然抗氧化剂为迷迭香提取物。
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