專利名稱：一種生物柴油催化燃燒添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種生物柴油添加劑，尤其涉及一種生物柴油催化燃燒添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
生物柴油作為一種可再生能源，其優(yōu)越性顯而易見。其無毒無害，可生物降解，對環(huán)境友好，主要是指生物柴油有利于緩解溫室效應(yīng)，有利于酸雨控制，有助于TPM(其為total particulate mass的縮寫，是微粒總質(zhì)量，由濾紙上收集到的所有物質(zhì)的質(zhì)量計算出的微粒排放量，簡稱TPM)的控制，具有生物降解性，有助于光化學(xué)煙霧的控制等，已得到世界各國的重視。尤其使用安全，使用范圍廣，原料易得，成為實施拯救地球環(huán)保系列技術(shù)的重要組成部分和當(dāng)今國際上新能源開發(fā)的熱點。
但生物柴油自身存在的缺點，限制了其應(yīng)用程度。首先其油脂的分子較大(約為石化柴油的4倍)、粘度較高(約為2#石化柴油的12倍)，而影響噴射過程，導(dǎo)致噴射效果不佳。由于生物柴油的低揮發(fā)性，在發(fā)動機(jī)內(nèi)不易霧化，與空氣的混合效果差，造成燃燒不完全，形成燃燒積炭，以致使油脂粘在噴射頭或蓄積在引擎氣缸內(nèi)而影響其運轉(zhuǎn)效果，易產(chǎn)生汽車不易啟動，以及點火遲延等問題。另外因生物柴油的存在，也易使發(fā)動機(jī)的潤滑油變厚變濃。
針對生物柴油自身存在的缺點，如何降低生物柴油的運動粘度，改善其霧化效果，提高其揮發(fā)性，使其能充分地氧化燃燒，克服其冷啟動、點火遲延等成為該催化燃燒的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的催化燃燒添加劑是在大量試驗的基礎(chǔ)上得到的一種生物柴油催化燃燒多功能添加劑。催化劑各組分及含量，按重量百分比計為低碳醇20-25％，二茂鐵1.5-2.5％，環(huán)烷酸銅2-4％，環(huán)烷酸錳2-4％，硝酸異辛酯5-15％，硝酸異戊酯5-15％，環(huán)烷酸鋇2-4％，磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽5-10％，油酸10-20％，醋酸乙酯15-25％。
在本發(fā)明的一個優(yōu)選方案中，催化劑各組分及含量，按重量百分比計為低碳醇25％，二茂鐵1.5％，環(huán)烷酸銅3％，環(huán)烷酸錳3％，硝酸異辛酯10％，硝酸異戊酯10％，環(huán)烷酸鋇3％，磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽8％，油酸15％，醋酸乙酯21.5％。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案中，催化劑各組分及含量，按重量百分比計為低碳醇25％，二茂鐵2％，環(huán)烷酸銅3％，環(huán)烷酸錳3％，硝酸異辛酯15％，硝酸異戊酯5％，環(huán)烷酸鋇3％，磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽8％，油酸15％，醋酸乙酯21％。
在本發(fā)明的另一個優(yōu)選方案中，催化劑各組分及含量，按重量百分比計為低碳醇25％、二茂鐵2％、環(huán)烷酸銅3％、環(huán)烷酸錳3％、硝酸異辛酯10％、硝酸異戊酯10％、環(huán)烷酸鋇3％、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽5％、油酸15％、醋酸乙酯24％。
低碳醇優(yōu)選異丙醇和/或丁醇。
本發(fā)明催化劑的制備過程如下常溫常壓下，在帶有機(jī)械攪拌的反應(yīng)釜內(nèi)，按重量配比(m/m)先加入低碳醇，然后把二茂鐵和環(huán)烷酸錳、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽加入到低碳醇中攪拌15分鐘，直至全部溶解，然后依次加入環(huán)烷酸銅、環(huán)烷酸鋇，攪拌15分鐘，最后把硝酸異辛酯、硝酸異戊酯、油酸和醋酸乙酯加入至以上溶液中，攪拌20分鐘后，過濾即得產(chǎn)品。
以上所述過濾的目的是濾除二茂鐵及環(huán)烷酸錳、環(huán)烷酸銅中沒有溶解完全的固體顆粒。
該制備工藝在常溫常壓下的密閉反應(yīng)釜內(nèi)制備。
本發(fā)明的催化燃燒添加劑無腐蝕性，無機(jī)械雜質(zhì)，無水溶性酸或堿，性能穩(wěn)定，油溶性好。
其催化燃燒的主要原理①加入降低粘度的低碳醇，改善其流動性；②加入過渡金屬的衍生物二茂鐵及環(huán)烷酸銅、環(huán)烷酸錳起到催化氧化、消煙、抗積炭等作用；③硝基有機(jī)化合物起到提高十六烷值作用；④有機(jī)鋇鹽起到清潔、分散、消煙、防腐作用；⑤磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽起到減少發(fā)動機(jī)燃燒室混積物作用；⑥油酸、醋酸乙酯起到助溶、增加氧含量作用。
本發(fā)明所述催化燃燒添加劑在生物柴油中的加入量為使其與生物柴油的重量比為1∶200～1∶100。添加本發(fā)明催化燃燒添加劑后的生物柴油，使用時的耗油量和煙度都明顯降低。
具體實施例方式
實施例1取丙醇25kg、二茂鐵1.5kg、環(huán)烷酸銅3kg、環(huán)烷酸錳3kg、硝酸異辛酯10kg、硝酸異戊酯10kg、環(huán)烷酸鋇3kg、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽8kg、油酸15kg、醋酸乙酯21.5kg按照催化劑制備過程即得到生物柴油催化燃燒添加劑。
實施例2
取丁醇25kg、二茂鐵2kg、環(huán)烷酸銅3kg、環(huán)烷酸錳3kg、硝酸異辛酯15kg、硝酸異戊酯5kg、環(huán)烷酸鋇3kg、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽8kg、油酸15kg、醋酸乙酯21kg按照催化劑制備過程即得生物柴油催化燃燒添加劑。
實施例3取異丙醇25kg、二茂鐵2kg、環(huán)烷酸銅3kg、環(huán)烷酸錳3kg、硝酸異辛酯10kg、硝酸異戊酯10kg、環(huán)烷酸鋇3kg、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽5kg、油酸15kg、醋酸乙酯24kg按照催化劑制備過程即得生物柴油催化燃燒添加劑。
實施例1、實施例2和實施例3制備的催化燃燒添加劑的各項性能和檢驗標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
表1實施例1、2和3制備的催化燃燒添加劑的各項性能和檢驗標(biāo)準(zhǔn)

將實施例1得到的催化燃燒添加劑按其與生物柴油重量比1∶200的量加入至生物柴油中，用解放CA141型卡車進(jìn)行臺架試驗，耗油量測試結(jié)果如表2所示，行駛500公里，平均節(jié)油率為4.97％，節(jié)油效果明顯。催化燃燒的可能是錳、銅、鉻等金屬的油溶性物質(zhì)，促進(jìn)柴油的深度氧化，燃燒充分。
表2實施例1制備的催化燃燒添加劑的耗油量測試結(jié)果(臺架)

注表2中的“m/100ml”為“米/100ml油”。
將實施例1得到的催化燃燒添加劑按其與生物柴油重量比1∶200的量加入至生物柴油中，用解放CA141型卡車進(jìn)行路面試驗，耗油量及煙度測試結(jié)果分別如表3和表4所示，平均節(jié)油率為5.03％，節(jié)油效果明顯，平均煙度降低率為26％，表3實施例1制備的催化燃燒添加劑的耗油量測試結(jié)果(路面)

表4實施例1制備的催化燃燒添加劑的煙度測試結(jié)果(路面)

將實施例2得到的催化燃燒添加劑按其與生物柴油重量比1∶200的量加入至生物柴油中，用解放CA141型卡車進(jìn)行臺架試驗，耗油量測試結(jié)果如表5所示
表5實施例2制備的催化燃燒添加劑的耗油量測試結(jié)果(臺架)

注表5中的“m/100ml”為“米/100ml油”。
將實施例2得到的催化燃燒添加劑按其與生物柴油重量比1∶200的量加入至生物柴油中，用解放CA141型卡車進(jìn)行路面試驗，耗油量及煙度測試結(jié)果分別如表6和表7所示表6實施例2制備的催化燃燒添加劑的耗油量測試結(jié)果(路面)

表7實施例2制備的催化燃燒添加劑的煙度測試結(jié)果(路面)

將實施例3得到的催化燃燒添加劑按其與生物柴油重量比1∶200的量加入至生物柴油中，用解放CA141型卡車進(jìn)行臺架試驗，耗油量測試結(jié)果如表8所示表8實施例3制備的催化燃燒添加劑的耗油量測試結(jié)果(臺架)

注表8中的“m/100ml”為“米/100ml油”。
將實施例3得到的催化燃燒添加劑按其與生物柴油重量比1∶200的量加入至生物柴油中，用解放CA141型卡車進(jìn)行路面試驗，耗油量及煙度測試結(jié)果分別如表9和表10所示表9實施例3制備的催化燃燒添加劑的耗油量測試結(jié)果(路面)

表10實施例3制備的催化燃燒添加劑的煙度測試結(jié)果(路面)

權(quán)利要求
1.一種生物柴油催化燃燒添加劑，其特征在于各組份及其含量按重量百分比計分別為低碳醇20-25％，二茂鐵1.5-2.5％，環(huán)烷酸銅2-4％，環(huán)烷酸錳2-4％，硝酸異辛酯5-15％，硝酸異戊酯5-15％，環(huán)烷酸鋇2-4％，磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽5-10％，油酸10-20％，醋酸乙酯15-25％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油催化燃燒添加劑，其特征在于各組份及其含量按重量百分比計分別為低碳醇25％，二茂鐵1.5％，環(huán)烷酸銅3％，環(huán)烷酸錳3％，硝酸異辛酯10％，硝酸異戊酯10％，環(huán)烷酸鋇3％，磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽8％，油酸15％，醋酸乙酯21.5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油催化燃燒添加劑，其特征在于各組份及其含量按重量百分比計分別為低碳醇25％，二茂鐵2％，環(huán)烷酸銅3％，環(huán)烷酸錳3％，硝酸異辛酯15％，硝酸異戊酯5％，環(huán)烷酸鋇3％，磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽8％，油酸15％，醋酸乙酯21％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物柴油催化燃燒添加劑，其特征在于各組份及其含量按重量百分比計分別為低碳醇25％、二茂鐵2％、環(huán)烷酸銅3％、環(huán)烷酸錳3％、硝酸異辛酯10％、硝酸異戊酯10％、環(huán)烷酸鋇3％、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽5％、油酸15％、醋酸乙酯24％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項所述的生物柴油催化燃燒添加劑，其特征在于所述的低碳醇為異丙醇和/或丁醇。
6.權(quán)利要求1所述生物柴油催化燃燒添加劑的制備方法，按如下步驟制備常溫常壓下，在帶有機(jī)械攪拌的反應(yīng)釜內(nèi)，按重量配比先加入低碳醇，然后把二茂鐵和環(huán)烷酸錳、磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽加入到低碳醇中攪拌15分鐘，直至全部溶解，然后依次加入環(huán)烷酸銅、環(huán)烷酸鋇，攪拌15分鐘，最后把硝酸異辛酯、硝酸異戊酯、油酸和醋酸乙酯加入以上溶液中，攪拌20分鐘后，過濾即得產(chǎn)品。
7.權(quán)利要求1所述生物柴油催化燃燒添加劑在生物柴油中的應(yīng)用，其特征在于將所述添加劑與生物柴油混合，其中添加劑與生物柴油的重量比為1∶200～1∶100。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物柴油添加劑，尤其是涉及一種生物柴油催化燃燒添加劑及其制備方法。本發(fā)明的催化燃燒添加劑是在大量試驗的基礎(chǔ)上得到的一種生物柴油催化燃燒多功能添加劑。催化劑各組分及含量，按重量百分比計為低碳醇20－25％，二茂鐵1.5－2.5％，環(huán)烷酸銅2－4％，環(huán)烷酸錳2－4％，硝酸異辛酯5－15％，硝酸異戊酯5－15％，環(huán)烷酸鋇2－4％，磺化琥珀酸二辛酯鈉鹽5－10％，油酸10－20％，醋酸乙酯15－25％。本發(fā)明所述催化燃燒添加劑在生物柴油中的加入量是使其與生物柴油的重量比為1∶200－1∶100。采用本發(fā)明的催化燃燒添加劑，能產(chǎn)生節(jié)油、降低煙度的效果，在一個實施方案中的平均節(jié)油率為4.97％，節(jié)油效果明顯，平均煙度降低率為26.7％。
文檔編號C10L1/182GK101067099SQ200710123060
公開日2007年11月7日 申請日期2007年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月27日
發(fā)明者高鐵欣, 莫有根 申請人:麗水市星光燃油有限公司