專利名稱：一種能夠防止相分離的甲醇燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機專用燃料，具體的說是一種能夠防止相分離的甲醇燃料。
背景技術(shù)：
隨著全世界石油枯竭及環(huán)境污染問題越來越嚴重，世界處于對缺乏能源現(xiàn)象的敏感狀態(tài)。為了克服石油枯竭及環(huán)境污染問題，關(guān)注著再生能源和利用生物技術(shù)的替代燃料事業(yè)，并開發(fā)出太陽能、地熱、風力、潮力等能源，但實際的效果仍然無法達到投資所滿意的效果。最近隨著國際趨勢開發(fā)出了許多利用酒精的替代燃料技術(shù)。含有酒精的燃料能夠減少碳化氫和氮氧化物的研究結(jié)果顯示出酒精燃料是環(huán)保性原料源。(Johnson R.T.， Stoffer J. 0. , Soc, Automot. Eng. (Spec. Pubi) 1983, S, P 542，91-104)
作為酒精燃料最早使用的甲醇是用工業(yè)方法從天然氣、煤炭、木材中制造出的甲醇，這種甲醇的辛烷值為101. 5左右并在燃燒中不產(chǎn)生煙子、不含有硫磺成分、顯著降低氮氧化合物(NOx)及硫的氧化物(S0x)。但是，只單純地把甲醇使用于汽油引擎時會發(fā)生，由于發(fā)熱量比汽油少而相對消耗的燃料量過多、腐蝕引擎部件的可能性，所以現(xiàn)實上難以單獨適用于汽油引擎。特別是對于汽車領(lǐng)域，雖然在南美國家使用甲醇的燃料，但需要另外開發(fā)汽車引擎和另外的充填燃料設施，所以現(xiàn)實生活中的這種社會費用只能成為經(jīng)濟負擔。并且，使用85%_100%甲醇時的動力只能達到相同體積汽油發(fā)熱量的一半左右，所以行駛相同距離時將需要2倍的燃料油。根據(jù)這些先行研究的結(jié)果可以想到，甲醇與傳統(tǒng)汽油燃料混合使用的方法，實際上以中國及東南亞為中心，正在使用著10-15%甲醇與85-90%汽油混合的燃料作為汽車等運輸領(lǐng)域的內(nèi)燃機專用燃料。工業(yè)用甲醇本身具有毒性，所以使用時有害于人體，所以許多國家雖然認可甲醇燃料的環(huán)境方面的優(yōu)秀性而限制使用。因此，美國、歐洲及日本用乙醇替代甲醇與傳統(tǒng)的汽油進行混合后用作替代燃料。乙醇(Ethanol)除了從石油化學工業(yè)所生產(chǎn)以外，還可以從植物等生物中提取，作為燃料的性能類似于甲醇，具有毒性少、使用簡便的優(yōu)點?，F(xiàn)在，美國和巴西的一部分汽車正在使用90%左右的汽油和10%左右乙醇加以混合的稱作Gasohol的燃料。特別是，Gasohol中混合的乙醇使用了非石油化學工業(yè)制造而植物中提取的所謂生物乙醇，所以作為環(huán)保燃料受到歡迎。但是，從植物中提取的乙醇導致了全世界谷物價格上升的原因，所以生產(chǎn)成本比甲醇高而只能增加能源價格的結(jié)構(gòu)負擔。甲醇和汽油主要成分的疏水性碳氫化合物加以混合，作為燃料使用時，最大的問題是出現(xiàn)相分離現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種能夠防止相分離的甲醇燃料。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為
一種能夠防止相分離的甲醇燃料能夠防止相分離的甲醇燃料按體積百分比計為 30-55%的甲醇、25-35%的石腦油、20-40%的芳烴和0. 001-13%的相分離防止劑。所述芳烴為甲苯或二甲苯。所述相分離防止劑為丁基溶纖劑(Butyl cellosolve)、乙基溶纖劑(Ethyl Cellosolve)、松香酸(Rosin Acid)、異丙醇 (iso-propanol)或異丁醇(iso butanol)。所述相分離防止劑為按重量體積比為0. 1-9% 體積的丁基溶纖劑(Butyl cellosolve)、0. 1-11%體積的乙基溶纖劑(Ethyl Cellosolve)、 0. 001-6% 體積的松香酸(Rosin Acid) ,0. 1-13% 體積的異丙醇(iso-propanol)或 0. 1-12% 體積的異丁醇(iso butanol) 0所述甲醇燃料還可添加甲醇燃料總體積5-10%的戊烷。本發(fā)明所具有的優(yōu)點
1.本發(fā)明甲醇燃料與傳統(tǒng)的汽油相比，能夠顯著減少二氧化碳、氮氧化合物及硫的氧化物等有害物質(zhì)。2.本發(fā)明甲醇燃料中添加防腐蝕劑即可有效的解決腐蝕汽油引擎的問題；另外添加的相分離防止劑是為了提高親水性成分和疏水性碳化氫化合物的互溶性，防止長期保管燃料油時產(chǎn)生相分離現(xiàn)象。3.本發(fā)明甲醇燃料添加劑中的異丙醇(iso-propanol)，其使用目的是調(diào)整燃料的上部燃點，降低親水性甲醇與疏水性芳香族化合物的界面張力而起到提高互溶性的作用，其成分的含量可以使用整個組成物的0. 1-13%體積范圍；另外使用戊烷Pentane(C5H12) 可改善在低溫難以啟動的缺點。4.本發(fā)明甲醇燃料中添加的芳香族碳氫化合物甲苯(toluene)能夠起到增加爆發(fā)力，提高行駛性的作用。二甲苯(xylene)能夠提高加速性，甲苯或二甲苯各自的含量以整個組成物作為標準的20-40%體積為好。5.本發(fā)明甲醇燃料可以作為替代汽油的內(nèi)燃機專用燃料，無須改造發(fā)動機可以直接使用。與汽油相比能夠顯著減少大氣污染的同時作為燃料的動力性能也比汽油相同或更高，所以可稱作有經(jīng)濟性的替代燃料。
具體實施例方式下面通過本發(fā)明的具體實施例子進一步說明本發(fā)明。但是，本發(fā)明的權(quán)利范圍并不局限于這些實施例子。本發(fā)明原料中另一個酒精成分的異丙醇(iso-propanol)的使用目的是調(diào)整燃料的上部燃點，使用戊烷pentane (C5H12)是為了改善使用甲醇為主的燃料時在低溫難以啟動的缺點而在整體體積的5-10%范圍內(nèi)使用時能夠確保低溫啟動性，使用量過少時無法達到上述效果而大量使用時將提高成本，所以各自在5-10%的范圍內(nèi)使用為好。芳香族碳氫化合物甲苯(toluene)能夠起到增加爆發(fā)力而提高行駛性的作用，而二甲苯(xylene)能夠提高加速性，甲苯或二甲苯的含量以整個組成物作為標準的20_40% 體積為好。芳香族碳氫物質(zhì)的各個含量不足20%體積時難以期待所希望的爆發(fā)力、超過40%體積時將使用過多的芳香族碳氫化合物而增加產(chǎn)生碳的氧化物。包含于本發(fā)明的酒精系列燃料組成物中的核心成分之一的分離層防止劑的使用目的是為了提高親水性酒精成分和疏水性碳化氫化合物的可溶混性，一般而言不包含分離層防止劑的酒精系列燃料油雖然在短時間內(nèi)不產(chǎn)生分離層或沉淀現(xiàn)象而使用方面不存在大問題，但長期保管燃料油時將產(chǎn)生分離層及沉淀現(xiàn)象而無法使用于傳統(tǒng)汽油引擎。分離層防止劑中選擇使用丁基溶纖劑、乙基溶纖劑或松香酸衍生物之一以上成分時將起到更加優(yōu)秀的分離層防止劑的作用并有助于延長引擎的使用壽命。異丙醇(iso-propanol)能夠減少本發(fā)明之主要原料的親水性甲醇與疏水性芳香族化合物的界面張力而起到組成物之間達到更好物理混合性的作用，其成分的含量可以使用整個組成物的0. 1-13%體積范圍。異丁醇雖然在防止分離層方面與異丙醇相比雖然差一些而能夠改善乙醇缺點的低溫啟動性和減少酒精類燃料缺點的過多燃料消耗量，所以作為具有提高燃料比及顯著減少排放有害氣體效果的成分，在0. 1-12%體積范圍內(nèi)使用時將有助于內(nèi)燃機專用燃料。本發(fā)明的碳氫溶劑作為混合物將根據(jù)后者的分類方法分類為Paraffin系列碳化氫、Cyclopaffin系列碳化氫、Aromatic系列碳化氫。但是，本發(fā)明將提供碳化氫溶劑以帶有4-15個碳氫的石蠟系列碳氫作為主要成分并混合少量環(huán)烷碳氫等作為特征的內(nèi)燃機專用燃料組成物。通常添加到汽油或柴油等的防止氧化劑、清凈劑、燃燒促進劑及流動性提高劑等添加劑可以添加使用于本發(fā)明的甲醇燃料。實施例1
甲醇燃料按體積百分比計為50%的甲醇(甲醇濃度是99. 9%的精甲醇)、30%的石腦油 (Naphtha)、10%異丙醇、10% 二甲苯組成。石腦油(Naphtha)—般含烷烴55. 4%、單環(huán)烷烴30. 3%、雙環(huán)烷烴2. 4%、烷基苯11.7%、苯0. 1%、茚滿和萘滿0. 1%。平均分子量為114，密度為0. 76g/cm3，爆炸極限 1. 2%-6. 0%。本實施例所采用石腦油購置于大慶石化公司。另外由于采用甲醇與傳統(tǒng)的汽油燃料相比能夠顯著減少碳的氧化物、氮氧化合物及硫的氧化物的產(chǎn)生，所以使用甲醇時能夠減少燃燒時所產(chǎn)生的有害排放氣體并獲得較高的辛烷值和壓縮比。由于所使用甲醇是從天然氣和煤炭中提取而含有一定量的水分，所以事實上存在潛在的腐蝕汽油引擎的問題。雖然提高純度時能夠減少水分而能夠最大限度地減少不完全燃燒和腐蝕引擎的問題，而使用高純度的甲醇將增加提煉工序和需要優(yōu)秀的提煉技術(shù)。從而提高了生產(chǎn)成本而添加量方面受到限制而降低了燃料的性能。因此，本發(fā)明甲醇燃料在使用時可根據(jù)需要追加使用現(xiàn)階段常用的添加到液狀燃料油中的防止腐蝕劑，這些防止腐蝕劑不管胺系列化合物、酰胺或酯衍生物等已知的防止腐蝕劑也無妨。實施例2
甲醇燃料按體積百分比計為50%的甲醇、33%的石腦油(Naphtha)、4% 丁基溶纖劑 (Butyl cellosolve)(錦州石化)、13% 二甲苯組成。
實施例3
甲醇燃料按體積百分比計為53%的甲醇、32%的石腦油(Naphtha)、6%松香酸(Rosin Acid)化合物、9%甲苯組成。實施例4
甲醇燃料按體積百分比計為52%的甲醇、31%的石腦油(Naphtha)、9%異丁醇、3%甲苯和5% 二甲苯組成。實施例5
甲醇燃料按體積百分比計為52%的甲醇、31%的石腦油(Naphtha)、9%異丁醇、8% 二甲苯組成，同時加入甲醇燃料體積5%的戊烷(Pentane)，進而提高低溫啟動的容易性。實施例6
甲醇燃料按體積百分比計為45%的甲醇、35%的石腦油(Naphtha)、20% 二甲苯組成，同時加入甲醇燃料體積1%的戊烷(Pentane)，進而提高低溫啟動的容易性。實施例7
甲醇燃料按體積百分比計為55%的甲醇、25%的石腦油(Naphtha)、10%體積的丁基溶纖劑(Butyl cellosolve)、10% 二甲苯組成。實施例8
甲醇燃料按體積百分比計為34%的甲醇、25%的石腦油(Naphtha)、1%體積的異丁醇、 40% 二甲苯組成。實施例9
甲醇燃料按體積百分比計為50%的甲醇、14. 5%的石腦油(Naphtha)、0. 5%體積的乙基溶纖劑(Butyl cellosolve)、35% 甲苯組成。實施例10
甲醇燃料按體積百分比計為40%的甲醇、22. 99%的石腦油(Naphtha)、0. 001%體積的乙基溶纖劑(Butyl cellosolve)、38%甲苯組成。另外本發(fā)明甲醇燃料可以用作汽油的替代燃料同時也可以作為汽油的添加劑。 用作添加劑時與傳統(tǒng)汽油相比在燃比及動力性能、排氣、噪音等方面顯示出反而比使用傳統(tǒng)汽油相比更優(yōu)秀的效果。上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化， 均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。測試例
上述實施例中所的甲醇燃料的性狀及成分分析委托中國石化化工撫順石油化工研究院進行試驗的結(jié)果如表1。從表1中可以了解到在銅板腐蝕性和氧化穩(wěn)定度方面也顯示出與傳統(tǒng)汽油燃料標準同等以上的值而滿足了汽油的質(zhì)量標準。表1是2009年11月委托中國石化撫順石油化工研究院的甲醇燃料與汽油的質(zhì)量標準比較表。
權(quán)利要求
1.一種能夠防止相分離的甲醇燃料，其特征在于能夠防止相分離的甲醇燃料按體積百分比計為30-55%的甲醇、25-35%的石腦油、20-40%的芳烴和0. 001-13%的相分離防止劑。
2.按權(quán)利要求1所述的能夠防止相分離的甲醇燃料，其特征在于所述芳烴為甲苯或二甲苯。
3.按權(quán)利要求1所述的能夠防止相分離的甲醇燃料，其特征在于所述相分離防止劑為丁基溶纖劑(Butyl cellosolve)、乙基溶纖劑(Ethyl Cellosolve)、松香酸(Rosin Acid)、異丙酉享(iso-propanol)或異丁酉享(iso butanol)。
4.按權(quán)利要求1或3所述能夠防止相分離的甲醇燃料，其特征在于所述相分離防止劑為按重量體積比為0. 1-9%體積的丁基溶纖劑(Butyl cellosolve),0. 1_11%體積的乙基溶纖劑(Ethyl Cellosolve)、0· 001-6% 體積的松香酸(Rosin Acid)、0. 1-13% 體積的異丙醇(iso-propanol)或 0· 1-12% 體積的異丁醇(iso butanol)
5.按權(quán)利要求1所述能夠防止相分離的甲醇燃料，其特征在于所述甲醇燃料還可添加甲醇燃料總體積5-10%的戊烷。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機專用燃料，具體的說是一種能夠防止相分離的甲醇燃料。能夠防止相分離的甲醇燃料按體積百分比計為45-55%的甲醇、25-35%的石腦油、20-40%的芳烴和0.001-13%的相分離防止劑。本發(fā)明甲醇燃料可以作為替代汽油的內(nèi)燃機專用燃料，無須改造原先的發(fā)動機就可以直接使用，與汽油相比能夠顯著減少大氣污染的同時作為燃料的動力性能也比汽油相同或更高，所以可稱作有經(jīng)濟性的替代燃料。
文檔編號C10L1/182GK102453554SQ201010530048
公開日2012年5月16日 申請日期2010年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月3日
發(fā)明者趙炳三 申請人:撫順飛展能源科技研發(fā)有限公司