CN102559300A

CN102559300A - 一种车用醇醚柴油燃料及其配制方法

Info

Publication number: CN102559300A
Application number: CN2012100494110A
Authority: CN
Inventors: 蒋文清; 陆秀芳; 徐韫怡
Original assignee: Shanghai Sapphire Energy Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Sapphire Energy Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2012-02-29
Filing date: 2012-02-29
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明公开了一种车用醇醚柴油燃料及其配制方法，该燃料按重量组成百分比计包含：柴油40～50%、生物柴油20～40%、甲醇10～20%、助溶剂6～10%，以及改进剂0.1～2.5%。其中，助溶剂按重量百分比计包含：正丁醇40～60%，油酸40～60%。改进剂按重量百分比计包含：柴油清净剂1～5%、十六烷值提高剂1～5%，以及蓖麻油90～95%。该车用醇醚柴油燃料的配置方法为首先将助溶剂混合，再将改进剂混合，最后将柴油、生物柴油、甲醇、混合后的助溶剂和改进剂，按配比同时加入合成罐，混合成功后注入成品罐，取小样检验合格后即得产品。本发明的车用醇醚柴油燃料可替代柴油用于内燃机柴油机车，并具有燃烧完全，动力性强，节能效果明显，加速性能优良的特点。

Description

一种车用醇醚柴油燃料及其配制方法

技术领域

本发明涉及一种内燃机柴油机车燃料及其配置方法，具体地，涉及一种车用醇醚柴油燃料及其配制方法。

背景技术

当今世界面临着两大问题，一是石油能源危机。二是环境污染。中国经济持续高速发展，近几年已进入汽车的高速发展期，汽车产业已成为国家的主要支柱产业，它对经济的可持续发展和人民生活水准的提高都具有重要的作用。然而，伴生而来的一些问题也日益严重，例如，中国近年来石油进口量不断增长、石油对外依存度将会不断扩大，能源安全形势非常严峻。汽车尾气排放所造成的污染已经造成人居环境空气质量的严重恶化。目前中国汽车工业的迅速发展，充斥的都是世界各大汽车公司以石油为基础的汽柴油为燃料的车型，选择出一条符合中国国情的清洁代用燃料和清洁汽车路线，才有可能走出一条有自主发展和有特色的汽车工业路线，并能保证百年以上的燃料安全供应。

车用醇醚柴油燃料是柴油中按体积或重量比加入一定比例的变性燃料甲醇配制而成的一种环保节能燃料。车用醇醚柴油燃料其外观为接近于柴油的澄清透明液体，粘度、热值等指标均接近柴油，可替代柴油用于内燃机柴油机车、工业锅炉、灶炉等领域。过去市场上的做法是是将柴油、甲醇、互溶剂通过一定的比例进行混合，通过助溶剂使甲醇与柴油可以不同比例混溶，并延长稳定期；而且该助溶剂能够提高车用醇醚柴油燃料的热效率，满足发动机的动力需求。但是以上仅仅是物理调和的过程，在以往的车辆运用中，甲醇的闪点、热值、稳定性在根本上没有解决，在市场上推行运用中有一定的难度，在车辆运行中显示其动力性能受到一定的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于内燃机柴油机车辆的燃料机器配置方法，向柴油中按体积或重量比加入一定比例的变性燃料甲醇以替代柴油，同时克服甲醇发火性差、粘度低的问题，并达到提高燃烧效率，降低烟度，改善排放，节能环保的效果。

为了达到上述目的，本发明提供了一种车用醇醚柴油燃料，按重量百分比计包含：柴油40～50%、生物柴油20～40%、甲醇10～20%、助溶剂6～10%，以及改进剂0.1～2.5%。

所述的生物柴油（Biodiesel）是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，其主要成分是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯，即生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物。

所述的甲醇，分子式为CH₃OH，能与水、醇、醚等有机溶剂互溶，能与多种化合物形成共沸混合物。甲醇的闪点为11℃，热值为727 kJ/mol，其与柴油的互溶难度较大，必须筛选有效的助溶剂才能使其互溶。本发明中对甲醇进行了改性调制，使甲醇的热值升高、黏度增加、闪点提高、腐蚀性降低，合成为一种类似于柴油的组分。

上述的车用醇醚柴油燃料，其中，所述的助溶剂按重量百分比计包含：正丁醇40～60%，油酸40～60%。

所述的正丁醇分子式为CH₃CH₂CH₂CH₂OH，所述的油酸分子式为C₁₈H₃₄O₂。

上述的车用醇醚柴油燃料，其中，所述的改进剂按重量百分比计包含：柴油清净剂1～5%、十六烷值提高剂1～5%，以及蓖麻油90～95%。

所述的柴油清净剂是一种含有极性基和非极性基的一种表面活性物质，它能够吸附在发动机内部金属表面上，从而阻止柴油沉淀物在金属表面上生成和堆积，同时还能够分散柴油沉淀物，以防止沉淀物聚集。

所述的十六烷值提高剂，如硝酸异辛酯，可提高柴油的十六烷值，有效改善柴油的燃烧性能，提高机动车的动力性，节油效果明显。其中，所述的十六烷值是表示柴油在柴油机中燃烧时的自燃性的指标，其大小与柴油组分的性质有关。

所述的蓖麻油是脂肪酸的三甘油酯，存在于蓖麻的种子中，通过榨取或溶剂萃取法制得。

本发明还提供了一种车用醇醚柴油燃料的配置方法，该方法为：

首先将上述的助溶剂混合，再将上述的改进剂混合，最后将柴油、生物柴油、甲醇、混合后的助溶剂和改进剂，按配比同时加入合成罐，混合成功后注入成品罐，取小样检验合格后即得产品。

本发明提供的车用醇醚柴油燃料具有以下优点。

1. 动力性强：在配制过程中，将甲醇进行改性调制为添加剂，从而提高了热值、增强了动力的组分。与同类产品比较，动力性有所增强。

2. 减少污染：柴油机使用车用醇醚柴油燃料时的有害排放物明显比使用柴油时减少。

3. 滤点降低：该产品的凝点和滤点可比同标号柴油降低7-9个单位。

4通用性好：无需改变柴油发动机结构及参数的情况下，直接使用能满足发动机的要求和稳定运行。且与同标号成品柴油具有等同的适用范围和效果。

5 保持期长：车用醇醚柴油燃料在水分含量不超标或正常温度范围内，可以和国标柴油以任何比例混合，柴油氧化诱导期远远优于国标柴油；在储存、运输、销售和使用各环节所需的时间，与国标柴油相同。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式作进一步地说明。

本发明提供的车用醇醚柴油燃料，各实施例具体组分如下表所示：

表1. 车用醇醚柴油燃料组成成分表。

将以上各实施例的成分分别按照以下方法配置：

首先将助溶剂（正丁醇与油酸）混合，再将改进剂（柴油清净剂、十六烷值提高剂以及蓖麻油）混合，最后将柴油、生物柴油、甲醇、混合后的助溶剂和改进剂，按不同配比同时加入合成罐，混合成功后注入成品罐，取小样检验合格后即得产品。

以实施例2为例，对所得的车用醇醚柴油燃料进行试验，得到以下结果。

1. 柴油机使用车用醇醚柴油燃料时的有害排放物明显比使用0号柴油（0#柴油）时低，具体数值如下：CO下降幅度为71%~86%，平均下降79.4%；CO₂下降幅度为6.1%~9.8%，平均为8.1%；NO_X下降幅度为13.2%~58.0%，平均31.3%；稳定转速下尾气烟度下降幅度为78.8%~91%，平均85.9%；自由加速时烟度下降51.8%。

2. 在原柴油机结构及参数都未变动的情况下，使用车用醇醚柴油燃料及0#柴油时的总功率特性对比试验表明，在柴油机额定转速2800r/min时，使用0#柴油的最大功率为90.2KW,使用车用醇醚柴油燃料的最大功率为86.9KW,平均下降3.84%。柴油机使用0#柴油及车用醇醚柴油燃料时的最大扭矩分别为352.4Nm/1800r/min和Nm/1800r/min。从总功率特性上看，柴油机使用0#柴油和车用醇醚柴油燃料时的最低油耗分别为260.07/KWh和294.20/KWh。如将车用醇醚柴油燃料的油耗量按等热值计算成当量柴油，那么柴油机使用车用醇醚柴油燃料的当量油耗（或比能耗）将接近使用0#柴油时的水平。

本发明提供的车用醇醚柴油燃料不是甲醇、添加剂和柴油简单的调和，而是通过严格科学工艺配制而成，解决了甲醇与柴油互溶的技术难题，具体的技术改进包括：

1. 改变了以往的操作工艺，将甲醇进行变性，提高热值，调整闪点和黏度，降低腐蚀性和对橡胶的溶解性，合成为一种类似于柴油的组分，使它和柴油在优种临界状态下的自溶混合，其性质及稳定性和柴油一样。

2. 对以前的车用醇醚柴油燃料的调制方法进行了改进，改进车用醇醚柴油燃料添加剂，加入了热值和粘度与柴油接近的油料作物副产品即生物柴油（废置餐饮用油），从根本上解决了车用醇醚柴油燃料的闪点问题，同时也提高了甲醇的热值和黏度，增加了车用醇醚柴油燃料的稳定性。

3. 运用胶体化学及表面化学的基本原理，根据甲醇与柴油理化性质的特点，开发出一种复式表面活性剂及添加剂，其中既有亲油（亲柴油）的官能团，又有亲水（亲甲醇）的官能团，能吸附在两相界面上，降低其表面自由能，从而使甲醇与柴油能很好互溶，并在较长时间内不分层。

通过以上技术改进，所得的车用醇醚柴油燃料在采用不同含量的甲醇、柴油的配置条件下均能起到良好的长期稳定的互溶效果，可与同标号成品柴油互换使用。在甲醇含量低于20%时，发动机可以在不进行结构改变和参数较大调整条件下和柴油互换使用。对车用醇醚柴油燃料进行车辆试验的结果表明，试用车用醇醚柴油燃料后，柴油机的燃料动力性能接近原机水平，油耗和启动性能和成品油比无明显变化。该发明无论技术水平还是使用效果以及经济性方面都有重大突破，在技术性、经济性、动力性、环保性、适应性等各项综合指标均达到了产业化示范运作的要求，可在国内外进行市场推广。

本发明提供的车用醇醚柴油燃料在使用时应注意以下事项。

1. 调配车用醇醚柴油燃料时，需要使用符合国家标准的+10#～-35#轻柴油与变性甲醇添加剂进行调配，并严格按比例和调配工艺进行调配，且调配和储存要用专用储罐。

2. 该车用醇醚柴油燃料遇水不会分层乳化，但是将改变车用醇醚柴油燃料的黏度指标，因此要严格控制水分含量不得超标。在储存、运输和使用过程中应检查油罐、油箱中的积水，并在操作过程中注意密封，防止水分混入。

3. 以往使用的醇醚柴油燃料使用前应清除油箱、燃油过滤器和油路系统的部件上的胶质、水分和污垢，以免影响使用效果；使用初期若有供油不畅、怠速不稳等情况，需检查清洗或更换过滤器。但是现在的使用方法和国标柴油一样，因为从根本上改变了甲醇的性质，使甲醇的热值升高、黏度增加、闪点提高、腐蚀性降低，严格来讲已经不是甲醇了，因此在使用和操作上很方便。

4. 车用醇醚柴油燃料储存、运输、销售和使用的安全规则和汽、柴油一样应严格按照国家有关安全规定操作。同时还应注意：严禁用嘴吸油；禁止用车用醇醚柴油燃料清洗零部件、衣物及长时间接触皮肤；当溅入眼中或皮肤时，应及时用清水冲洗；严禁用火烘烤车用醇醚柴油燃料车油箱及油路。

本发明提供的车用醇醚柴油燃料，其外观为接近于柴油的澄清透明液体，粘度、热值等指标均接近柴油，可替代柴油用于内燃机柴油机车。燃烧完全，动力性强，节能效果明显，加速性能优良。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims

1.一种车用醇醚柴油燃料，其特征在于，该醇醚柴油燃料按重量百分比计包含：柴油40～50%、生物柴油20～40%、甲醇10～20%、助溶剂6～10%，以及改进剂0.1～2.5%。

2.如权利要求1所述的车用醇醚柴油燃料，其特征在于，所述的助溶剂按重量百分比计包含：正丁醇40～60%，油酸40～60%。

3.如权利要求1所述的车用醇醚柴油燃料，其特征在于，所述的改进剂按重量百分比计包含：柴油清净剂1～5%、十六烷值提高剂1～5%，以及蓖麻油90～95%。

4.一种如权利要求1~3中任意一项所述的车用醇醚柴油燃料的配置方法，其特征在于，所述的配置方法为首先将所述的助溶剂混合，再将所述的改进剂混合，最后将柴油、生物柴油、甲醇、混合后的助溶剂和改进剂，按配比同时加入合成罐，混合成功后注入成品罐，取小样检验合格后即得产品。