專利名稱：用于氧切割和/或加熱應(yīng)用的有添加劑的燃?xì)?有添加劑氣體的組合物或應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于氧切割和/或加熱應(yīng)用的有添加劑的燃?xì)?，更具體的說(shuō)，涉及用于氧切割和/或加熱操作的有添加劑的燃?xì)?，以及其組合物和它們的應(yīng)用。
直到幾年之前，大多數(shù)工業(yè)氧切割和/或加熱都使用乙炔作為燃?xì)?，因?yàn)橐胰簿哂辛己玫那懈詈图訜崽匦裕捎谝胰彩蔷哂懈呔奂療?、溫度和火焰輻射率的氣體，以及火焰所必需的耗氧量也較少，當(dāng)與其它現(xiàn)有燃?xì)獗容^時(shí)乙炔表現(xiàn)出最好的技術(shù)性能。
然而，盡管有這些已證實(shí)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，但生產(chǎn)乙炔的技術(shù)并沒有發(fā)展，以至使其價(jià)格降低。因此，在市場(chǎng)上出售的氣體中乙炔是最昂貴的，由于其高昂的生產(chǎn)成本，包括-除了其它幾點(diǎn)之外-碳化鈣的制作，碳化鈣是乙炔的原料，制備這種多孔材料并將它裝進(jìn)鋼瓶中，加入丙酮并裝進(jìn)鋼瓶中的操作，使乙炔在經(jīng)濟(jì)上幾乎沒有競(jìng)爭(zhēng)力。有鑒于此，氧切割和加熱操作燃料的消費(fèi)者，正通過(guò)找尋比乙炔價(jià)格低的高能替代品，減低他們的運(yùn)作成本。
涉及燃?xì)鈶?yīng)用的生產(chǎn)成本的構(gòu)成直接與每種燃?xì)庥糜诨鹧嫠匦璧暮难跆匦韵嚓P(guān)。雖然乙炔的價(jià)格比其它替代燃料的高，由于其需氧量低，乙炔仍保持著競(jìng)爭(zhēng)性。因此，為了使乙炔與其它替代燃料具有競(jìng)爭(zhēng)性，氧氣的價(jià)格是決定性的。新的氧氣生產(chǎn)技術(shù)的不斷開發(fā)正在顯著降低這些氣體的生產(chǎn)成本，使其平均價(jià)格降低。有鑒于此，其它燃?xì)馓娲芬呀?jīng)成為可行，因?yàn)樗鼈兊纳a(chǎn)成本比乙炔的低，盡管這些氣體用于火焰時(shí)需要更大的氧氣量。
由于使用乙炔的費(fèi)用高，價(jià)格比乙炔低的燃?xì)馓娲氛诒谎芯恐?。例如，除了其它的之外，GLP，丙烯和有添加劑的GLP，目前正在應(yīng)用于工業(yè)。
盡管為了進(jìn)行燃燒需要更大的氧氣量，GLP仍然一直在工業(yè)上應(yīng)用，得益于平均氧氣價(jià)格的降低和其自身的低價(jià)格。
丙烯，與GLP相似，是一種石油液化氣，是工業(yè)過(guò)程中乙炔使用的另一種替代品。它具有比乙炔低的價(jià)格，盡管用于火焰的耗氧量較高，由于市場(chǎng)的平均氧氣價(jià)格降低，它還是受到惠顧。盡管它的價(jià)格比GLP的高，但GLP和丙烯所需的耗氧量的比例有很大不同，能使得在工業(yè)過(guò)程中以丙烯為代表的最終費(fèi)用更低。
有添加劑的GLP是近來(lái)采用GLP化學(xué)添加方法得到的，GLP的化學(xué)添加方法能夠增強(qiáng)這種氣體的燃燒特性，使它可與乙炔相比，但并不顯著增加生產(chǎn)成本，從而并不增加這種燃料的最終價(jià)格。
除了價(jià)格之外，不同于乙炔的液化氣的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是這種產(chǎn)品的貯存方式。乙炔是在鋼瓶中處于所要求的狀態(tài)并且溶解于足夠的溶劑中，液化氣以液態(tài)貯存在鋼瓶或容量更大的儲(chǔ)桶中，導(dǎo)致運(yùn)輸費(fèi)用降低和運(yùn)輸安全性更高。
雖然這些燃?xì)馓娲酚糜诖嬉胰?，但由于這些氣體的生產(chǎn)率低，它們不能完全滿意地取代乙炔，因?yàn)樗鼈儾荒芴峁┑扔诨蚋哂谝胰菜@得的切削速度，還有它們的氧氣消耗量大于乙炔的。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用于氧切割和/或加熱應(yīng)用的有添加劑的燃?xì)?，這種氣體能夠提供更高的生產(chǎn)率，即更高的切削速度和更低的氧氣以及燃?xì)庀牧俊?br> 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供具有低生產(chǎn)成本的用于氧切割和/或加熱應(yīng)用的有添加劑的燃?xì)狻?br> 本發(fā)明的這些目的和其它目的通過(guò)丙烯添加一種化學(xué)產(chǎn)品而達(dá)到了，這種化學(xué)產(chǎn)品有作為基本組分的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物，其濃度為能使這種化學(xué)產(chǎn)品具有比目前使用的燃?xì)飧叩那邢骱图訜嵘a(chǎn)率、具有更高的切削速度、更低的氧氣以及燃?xì)庀牧?，以及低的生產(chǎn)成本。
本發(fā)明的有添加劑的燃?xì)馔ㄟ^(guò)其純度可以在93％～99.5％之間的丙烯加入添加劑達(dá)到了，其化學(xué)添加劑含有作為基本組分的芳族化合物(C9～C10)、石蠟(C6～C12)和環(huán)烷化合物(C9～C10)，其體積濃度可以在2％～10％之間。
為了舉例說(shuō)明和證明本發(fā)明的有添加劑的燃?xì)獾膬?yōu)點(diǎn)，用自動(dòng)工藝，對(duì)碳鋼SAE1020板實(shí)施若干個(gè)試驗(yàn)型線型切割，碳鋼板的表面情況為250mm長(zhǎng)，厚度為1/4”、1/2”、1”、2”和3”，如每一條AWXC4.1-77規(guī)定的試樣3那樣，使用當(dāng)前應(yīng)用的燃?xì)夂捅景l(fā)明的有添加劑的燃?xì)?，通過(guò)改變丙烯純度等級(jí)(從93％～99.5％)和添加劑體積濃度(從2％至10％)實(shí)施。
下面表1示出當(dāng)前使用的幾種燃?xì)夂捅景l(fā)明有添加劑的燃?xì)?，在各個(gè)添加劑的體積濃度和表現(xiàn)出最佳結(jié)果的丙烯純度等級(jí)下，在試驗(yàn)中得到的切削速度(mm/min)的平均結(jié)果。
表1
從表1可以肯定，有添加劑的丙烯的切削速度值大于其它燃?xì)獾?，包括純丙烯。含有添加劑體積濃度為3％～10％的93％丙烯，用于所有被測(cè)量厚度，得到的切削速度可以比其它燃?xì)獾拇?，含有添加劑體積濃度2％～4.5％的99.5％丙烯也產(chǎn)生同樣的情形，用含有添加劑體積濃度6～8％的93％丙烯和含有添加劑體積濃度2.5～4.5％的99.5％丙烯獲得最佳的結(jié)果。
下面表2表示使用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯與其它燃?xì)獗容^，所得到的生產(chǎn)率增益百分比。
表2
<p>從上表2中可以看出，用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯，與乙炔比較，能夠得到6.77～50.85％的生產(chǎn)率增益；與GLP比較，能夠得到16.01～71.15％的生產(chǎn)率增益；與有添加劑的GLP比較，能夠得到7.58～64.21％的生產(chǎn)率增益；與沒有添加劑的93％丙烯比較，能夠得到12.70～58.93％的生產(chǎn)率增益，與沒有添加劑的99.5％丙烯比較，能夠得到10.94～43.55％的生產(chǎn)率增益。這種情形的發(fā)生，是因?yàn)楫?dāng)使用有6.7％體積濃度的93％丙烯時(shí)，切削速度隨鋼板厚度的增加而減慢。
下面表3和表4表示，含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯、含有添加劑體積濃度3.9％d的99.5％丙烯、以及其他燃?xì)庥糜谇邢鞯娜細(xì)夂脱鯕饪傁牧浚C明丙烯里加入添加劑，在降低相關(guān)氣體的消耗量方面，具有比其它燃?xì)怙@著的優(yōu)點(diǎn)。
下面表3表示用于切削的含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯和含有添加劑體積濃度3.9％的99.5％丙烯以及其它燃?xì)獾目側(cè)細(xì)庀牧?kg)。
表3
從表3可以看出，對(duì)于所有厚度的研究當(dāng)使用有添加劑的丙烯，特別是使用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯，比其它燃?xì)庀牧康汀?br> 下面表4表示用于切削的含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯和含有添加劑體積濃度3.9％的99.5％丙烯以及其它燃?xì)獾目傃鯕庀牧?m3)。
表4
從表4可以看出，對(duì)于所有厚度的研究當(dāng)使用有添加劑的丙烯，特別是使用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯，比用于被分析的各種厚度的其它燃?xì)獾目傃鯕庀牧康汀?br> 從表3和4中可以肯定，當(dāng)使用含有以芳族化合物(C9～C10)、石蠟(C6～C12)和環(huán)烷化合物(C9～C10)作為基本組分的添加劑的丙烯時(shí)，特別是使用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯時(shí)，低的燃?xì)夂脱鯕庀牧渴潜厝坏?，這個(gè)特點(diǎn)，與如表1所示的更高切割速度，以及考慮到在氧切割操作中涉及的價(jià)格的特點(diǎn)一起，使完成切割的最終成本低于其它燃?xì)獾?，這一降低對(duì)于較大厚度板的切割更被看重。
權(quán)利要求
1.用于氧切割和/或加熱應(yīng)用的有添加劑的燃?xì)?，其特征在于，這種燃?xì)庥杉兌?3％～99.5％、添加了體積濃度為2％～10％的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品的丙烯構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的含有添加劑的燃?xì)猓涮卣髟谟?，這種化學(xué)產(chǎn)品的基本成分是芳族化合物(C9～C10)、石蠟(C6～C12)和環(huán)烷化合物(C9～C10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2的含有添加劑的燃?xì)猓涮卣髟谟?，這種燃?xì)庥杉兌?3％、添加了體積濃度為3％～10％的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品的丙烯構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的含有添加劑的燃?xì)?，其特征在于，這種燃?xì)庥杉兌?3％、添加了優(yōu)選體積濃度為6％～8％的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品的丙烯構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的含有添加劑的燃?xì)?，其特征在于，這種燃?xì)庥杉兌?3％、添加了更優(yōu)選的體積濃度為6.5％～7.5％的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品的丙烯構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2的含有添加劑的燃?xì)猓涮卣髟谟?，這種燃?xì)庥杉兌?9.5％、添加了體積濃度為2％～4.5％的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品的丙烯構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的含有添加劑的燃?xì)?，其特征在于，這種燃?xì)庥杉兌?9.5％、添加了優(yōu)選體積濃度為2.5％～4.5％的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品的丙烯構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的含有添加劑的燃?xì)猓涮卣髟谟?，這種燃?xì)庥杉兌?9.5％、添加了更優(yōu)選的體積濃度為3％～4％的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品的丙烯構(gòu)成。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求的用于氧切割和/或加熱應(yīng)用的有添加劑的燃?xì)?，其特征在于，這種燃?xì)庥杉兌?3％～99.5％、添加了體積濃度為2％～10％的芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品的丙烯構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～8的有添加劑的燃?xì)獾膽?yīng)用，其特征在于，這種燃?xì)馐怯糜谘跚懈詈?或加熱操作的。
全文摘要
用于氧切割和/或加熱的有添加劑的燃?xì)?具有低的生產(chǎn)成本,并且其切割和加熱速度比目前使用的燃?xì)獾那懈詈图訜崴俣雀?它需要較低的氧氣和燃?xì)庀牧?所說(shuō)的有添加劑的燃?xì)馐峭ㄟ^(guò)丙烯中添加了芳族化合物、石蠟和環(huán)烷化合物作為基本組分的化學(xué)產(chǎn)品獲得的。
文檔編號(hào)C10L3/00GK1231327SQ9910030
公開日1999年10月13日 申請(qǐng)日期1999年1月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月16日
發(fā)明者A·D·M·圭馬雷斯, W·D·A·烏馬塞多 申請(qǐng)人:懷特·馬丁斯公司