CN110982562A

CN110982562A - 一种高性能醇基燃料及其制备方法

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Publication number: CN110982562A
Application number: CN201911073979.4A
Authority: CN
Inventors: 宁钢; 谭光军; 宁忠培; 廖廷君; 赵永清; 李勇; 朱德林; 倪杰; 汪国瑜
Original assignee: Sichuan Lutianhua Co ltd
Current assignee: Sichuan Lutianhua Co ltd
Priority date: 2019-11-06
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2020-04-10

Abstract

本发明涉及燃料领域，公开了一种高性能醇基燃料，该燃料由如下重量份原料制成：醇70～85份，表面活性剂5～10份，水10～20份。表面活性剂中的羟丙基甲基纤维素对醇基燃料改性复配，使得醇溶液不挥发，稳定性高，提高了燃料闪点、燃烧工况，提高了储存、运输环境的安全系数；同时，以质量百分含量高的低碳醇为原料，降低了燃料燃烧后的二次污染。

Description

一种高性能醇基燃料及其制备方法

技术领域

本发明属于燃料技术领域，具体涉及一种高性能醇基燃料及其制备方法。

背景技术

醇基燃料是以醇类如甲醇、乙醇、丁醇等物质为主体配置的燃料。它是以液体或者固体形式存在的，也是一种生物质能，是各国政府目前大力推广的环保洁净能源。

以石油为原料的燃料，无论是汽油与柴油都是石油碳氢化合物蒸馏物，其中都会含有相当量的芳香物和硫化物，在燃料应用中存在环境污染问题。同时，一般的碳氢化合物，由于其成份之中基本上不含氧，很容易造成不完全燃烧，进而造成挥发性有机物（VOC）排放，而醇基燃料燃烧后只会产生二氧化碳和水，十分环保。

现有技术中，大多数小厂家醇基燃料采用的醇为廉价的回收甲醇、乙醇，价格相对廉价，但回收的醇，杂质较多，还需要精馏、过滤等多道工序处理后才能保证产品品质，不能分离的物质极大程度影响燃料的燃烧品质，并且在制备成醇基燃料过程中，需要加入大量的醇，才能满足醇基燃料的国家标准。而且对于醇基燃料，在确保燃烧值的前提下，对于醇的加入量追求是越大越好，但是，在醇加入量增大的同时，导致醇基燃料的闪点变低，闪点为12～18℃，形成了极易燃烧的醇基燃料，使其在运输、储存等过程中的安全系数极大程度降低。当务之急是提高醇基燃料的闪点值，克服其存在安全环保隐患，同时降低燃料燃烧后的二次污染。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种安全性高、燃烧污染低的高性能醇基燃料及其制备方法。

本发明提供的一种方案为：

一种高性能醇基燃料，由如下重量份原料制成：醇70～85份，表面活性剂5～10份，水10～20份。

进一步的，所述醇为质量百分含量为98～99.9%的工业甲醇、95～99.9%的工业乙醇、95～99.9%的工业丁醇的混合物。

进一步的，所述表面活性剂包括一种或多种成分。

进一步的，当所述表面活性剂为一种成分时，此表面活性剂为羟丙基甲基纤维素；

进一步的，当所述表面活性剂为多种成分时，此表面活性剂组成方式为如下任一种：羟丙基甲基纤维素和异丙醇，羟丙基甲基纤维素和α-松油醇，羟丙基甲基纤维素、异丙醇和α-松油醇。

进一步的，所述羟丙基甲基纤维素为质量百分含量为99.8%的工业羟丙基甲基纤维素、异丙醇为质量百分含量为93～99.5%的工业异丙醇、α-松油醇为质量百分含量98～99.2%的工业α-松油醇；

进一步的，所述高性能醇基燃料由如下重量份原料制成：甲醇10份，乙醇1份，丁醇65份，异丙醇2份，α-松油醇2份，羟丙基甲基纤维素5份，水15份。

进一步的，所述水为蒸馏水。

本发明提供的另一种方案为：

一种高性能醇基燃料的制备方法：

称取所述重量份原料，将醇和水倒入具有回流冷凝和搅拌机的反应釜中，将表面活性剂装入反应釜顶计量罐中，开启搅拌机，将表面活性剂流入反应釜中，并维持反应釜中的温度≤50℃，直至表面活性剂加完后，继续搅拌20～30min，再将反应釜中的混合溶液泵入储存罐中，即得到一种高性能醇基燃料。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

（1）本发明在甲醇、乙醇、正丁醇混合液中加入了表面活性剂羟丙基甲基纤维素，不仅能够起到增氧和增加溶液粘度的作用，还能调配醇基燃料中的碳、氢、氧之间的比例，形成一种以羟丙基甲基纤维素为主干的、类似蜂巢结构的“碳骨架”网状分子团，该分子团上具有大量的极性键，能够与甲醇分子通过分子间作用力形成更大的分子团，实现对醇基燃料的改性复配，使得醇溶液不挥发，稳定性高。由于羟丙基甲基纤维素是大分子化合物，还具有闪点高，含氧量高的特点，存在于醇基燃料中，提高了闪点，提高了醇基燃料的燃烧工况，提高了储存、运输环境的安全系数。

（2）本发明表面活性剂还有异丙醇和α-松油醇，这两种醇含氧量高，在溶液中起助燃剂作用，使醇基燃料燃烧速度加快，易点燃。

（3）本发明原料上采用质量百分含量较高的工业低碳醇，与回收的低碳醇相比，产品品质有所保证，且杂质较少，所含芳香物和硫化物都低于1ppm，燃烧时，有效避免对空气造成二次污染。

（4）本发明提供的醇基燃料,各种组分充分互溶,具有清澈透明、不分层、不乳化等优点。

具体实施方式

下面用实施例对本发明进一步说明，实现本发明的方式包括但不仅限于以下实施例。以下实施例用于说明本发明，但不用来限定本发明的保护范围。若未特别指明，实施例中所用技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。下述实施例中的试验方法，如无特别说明，均为常规方法。

本实施例中所采用的醇和羟丙基甲基纤维素的百分含量均用质量百分含量表示。

实施例1

一种高性能醇基燃料，由如下原料组成：一种高性能醇基燃料，原料组分按重量份计，包括： 99.3%的工业甲醇10g， 96.7%的工业乙醇1g， 98.5%的工业丁醇65g， 99.8%的工业羟丙基甲基纤维素5g， 94.6%的工业异丙醇2g， 99.4%的工业α-松油醇2g，蒸馏水15g。

一种高性能醇基燃料的制备方法：将甲醇、乙醇、丁醇、蒸馏水按照如上质量称取，装入带有回流冷凝和搅拌机的反应釜中，并将如上质量的羟丙基甲基纤维素、异丙醇、α-松油醇的混合物装入反应釜顶计量罐中，打开搅拌机，向反应釜滴加釜顶的混合物，控制反应釜中的温度在45℃，直至表面活性剂加完后，继续搅拌25min，泵入储存罐中，获得高性能醇基燃料。

实施例2

一种高性能醇基燃料，由如下原料组成： 99.3%的工业甲醇15g， 96.7%的工业乙醇1g，98.5%的工业丁醇70g， 99.8%的工业羟丙基甲基纤维素2g， 94.6%的工业异丙醇1g， 99.4%的工业α-松油醇1g，蒸馏水10g。

一种高性能醇基燃料的制备方法：将甲醇、乙醇、丁醇、蒸馏水按照如上质量称取，装入带有回流冷凝和搅拌机的反应釜中，并将如上质量的羟丙基甲基纤维素、异丙醇、α-松油醇的混合物装入反应釜顶计量罐中，打开搅拌机，向反应釜滴加釜顶的混合物，控制反应釜中的温度在40℃，直至表面活性剂加完后，继续搅拌20min，泵入储存罐中，获得高性能醇基燃料。

实施例3

一种高性能醇基燃料，由如下原料组成： 99.3%的工业甲醇10g， 96.7%的工业乙醇1g，98.5%的工业丁醇65g， 99.8%的工业羟丙基甲基纤维素2g， 94.6%的工业异丙醇1g， 99.4%的工业α-松油醇1g，蒸馏水20g。

一种高性能醇基燃料的制备方法：将甲醇、乙醇、丁醇、蒸馏水按照如上重量称取，装入带有回流冷凝和搅拌机的反应釜中，并将羟丙基甲基纤维素装入反应釜顶计量罐中，打开搅拌机，向反应釜滴加釜顶的混合物，控制反应釜中的温度在50℃，直至表面活性剂加完后，继续搅拌30min，泵入储存罐中，获得高性能醇基燃料。

对比例1

与实施例1相比，未添加表面活性剂羟丙基甲基纤维素，其余原料重量及制备方法相同。

对比例2

与实施例1相比，将99.3%的工业甲醇换为了质量百分含量为85.2%的回收甲醇12g，将96.7%的工业乙醇换为了质量百分含量为86.4%的回收乙醇2g，将98.5%的工业丁醇换为了质量百分含量为81.4%的回收丁醇77g，其余原料重量及制备方法相同。

性能测试

对以上实施方式，按照GB16663-1996、GB/T 261-2008醇基燃料性能及闪点的测试方法进行检测，检测结果如表1所示。

表1

。

由上表可看出，本发明实施例的燃料性能均满足国家标准。同时，从实施例1与对比例1的数据可看出，未添加羟丙基甲基纤维素的燃料，其闪点明显低于本发明燃料的性能；说明了羟丙基甲基纤维素的添加能提高燃料的闪点。

燃烧测试

对以上实施方式，进行燃料燃烧排放检测，检测结果如表2所示。

表2

。

由上表可看出，本发明实施例的燃料燃烧排放均满足国家标准。同时，从实施例1与对比例2的数据可看出，使用廉价回收甲醇、乙醇、丁醇的燃料，在尾气检测中SO₂、NO_x、烟尘、CO₂明显高于本发明使用的质量百分含量高的工业低碳醇。

综上所述，在不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高性能醇基燃料，其特征在于，由如下重量份原料制成：醇70～85份，表面活性剂5～10份，水10～20份。

2.如权利要求1所述的燃料，其特征在于，所述醇为质量百分含量为98～99.9%的工业甲醇、95～99.9%的工业乙醇、95～99.9%的工业丁醇的混合物。

3.如权利要求1所述的燃料，其特征在于，所述表面活性剂包括一种或多种成分。

4.如权利要求3所述的燃料，其特征在于，当所述表面活性剂为一种成分时，此表面活性剂为羟丙基甲基纤维素。

5.如权利要求3所述的燃料，其特征在于，当所述表面活性剂为多种成分时，此表面活性剂组成方式为如下任一种：羟丙基甲基纤维素和异丙醇，羟丙基甲基纤维素和α-松油醇，羟丙基甲基纤维素、异丙醇和α-松油醇。

6.如权利要求4或5所述的燃料，其特征在于，所述羟丙基甲基纤维素为质量百分含量为99.8%的工业羟丙基甲基纤维素。

7.如权利要求5所述的燃料，其特征在于，所述异丙醇为质量百分含量为93～99.5%的工业异丙醇、α-松油醇为质量百分含量为98～99.2%的工业α-松油醇。

8.如权利要求5所述的燃料，其特征在于，所述高性能醇基燃料由如下重量份原料制成：甲醇10份，乙醇1份，丁醇65份，异丙醇2份，α-松油醇2份，羟丙基甲基纤维素5份，水15份。

9.一种制备如权利要求1-8任一项所述高性能醇基燃料的方法，其特征在于，制备方法为：称取所述重量份原料，将醇和水倒入具有回流冷凝和搅拌机的反应釜中，将表面活性剂装入反应釜顶计量罐中，开启搅拌机，将表面活性剂流入反应釜中，并维持反应釜中的温度≤50℃，直至表面活性剂加完后，继续搅拌20～30min，再将反应釜中的混合溶液泵入储存罐中，即得到一种高性能醇基燃料。

10.一种采用权利要求9所述制备方法制得的高性能醇基燃料。