一种高热值醇基燃料的制作方法

文档序号:12743445阅读:1127来源:国知局

本发明涉及一种高热值醇基燃料,属于燃料技术领域。



背景技术:

随着社会经济的快速发展,自然资源消耗不断地增加,尤其是石油资源,逐渐面临日益枯竭的状态。因此,寻找替代能源已成为了本领域技术人员研究的热点。醇基燃料不仅是以醇类(如甲醇、乙醇、丁醇等)物质为主体配置的燃料,同时还是一种廉价、仅次于氢气的最清洁的燃料,可来源于生物质发酵和煤、石油、天然气等石化燃料。醇基燃料作为新能源和碳循环的载体,其不但解决了能源的高效贮存和分配问题,而且其多种合成途径降低了人类对煤和石油等传统能源的依赖度,甚至可以回收大气以及工业废弃物中的二氧化碳作为原料合成反复循环利用,对缓解全球变暖有重大贡献。

近年来,醇基燃料在国内民用餐饮行业发展迅速,并得到了市场的广泛认可。但是,随着本领域技术人员对研究的深入,发现醇基燃料存在着腐蚀性强、热值低、储存稳定性能差等缺点。为克服此不足,本领域技术人员已展开研究,并取得一定的研究成果。例如,中国专利公开号为CN105670715A公开了名为“一种高性能环保醇基燃料及其制备方法”的专利,该醇基燃料是由以下重量份的原料制成:甲醇40-100份、乙醇2-8份、丁辛醇5-40份、丙醇1-8份、松节油1-5份。虽然其能获得6000~8500千卡/千克热值,但是该热值并不十分理想。因此,继续探索与研究醇基燃料的热值是必要的。



技术实现要素:

针对上述现有技术的不足,本发明所要解决的技术问题是提出了一种高热值醇基燃料。

一种高热值醇基燃料,由以下重量份配比的各组分制成:甲醇75~85份、异丙醇2~4份、异戊醇1~3份、聚乙二醇0.4~0.8份、石油醚1~3份、叔戊基甲基醚0.6~0.8份、异丙苯过氧化氢1~3份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.01~0.03份、硬脂酸钙0.02~0.04份、乙酸乙酯0.2~0.5份、纳米镁粉0.3~0.7份、纳米氧化铁0.2~0.4份。

优选地,

一种高热值醇基燃料,由以下重量份配比的各组分制成:甲醇80份、异丙醇3份、异戊醇2份、聚乙二醇0.6份、石油醚2份、叔戊基甲基醚0.7份、异丙苯过氧化氢2份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.02份、硬脂酸钙0.03份、乙酸乙酯0.4份、纳米镁粉0.5份、纳米氧化铁0.3份。

所述的纳米镁粉、纳米氧化铁的粒径为60~100nm,并按照以下步骤进行处理:

先将纳米材料加入于乙醇中,并置于频率为30~40KHz超声机上超声20~30min后,依次将硅烷偶联剂、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯再超声15~25min,然后置于在90~100℃水浴中,反应1~3h,最后再超声10~15min,离心、过滤、烘干,得到改性纳米材料。

所述的纳米材料、硅烷偶联剂、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯与乙醇的浴比为4:0.3:0.1:25。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:

1、本发明中,甲醇作为主体燃料,能够降低成本,同时还添加具有良好燃烧性能的异丙醇、异戊醇、聚乙二醇、石油醚、叔戊基甲基醚,不仅具有调整高热值醇基燃料的碳、氢、氧之间比例、促进充分燃烧和增加燃烧热值等效果,而且还能改善高热值醇基燃料体系中的互溶性,防止分层,使得高热值醇基燃料燃烧更加充分。此外,聚乙二醇还具有稳定剂和降低甲醇挥发的作用,从而提高高热值醇基燃料的闪点。

2、异丙苯过氧化氢起到助燃增热剂的作用,增加高热值醇基燃料的热值、燃烧更充分、燃烧效率更高;乙烯-醋酸乙烯酯共聚物不仅可以提高高热值醇基燃料的闪点,而且还可以改善高热值醇基燃料的流动性;乙酸乙酯既可作为热值提升剂,增加热值,又可以作为腐蚀抑制剂,减少对金属的腐蚀,延长设备的使用寿命。

3、硬脂酸钙可以在醇基燃料的表层形成液膜隔断甲醇与空气接触,抑制甲醇挥发,从而提高闪点。同时,硬脂酸钙具弱碱性,能够中和甲醇的酸,防止甲醇腐蚀。此外,硬脂酸钙具有降低界面张力、分散剂和润滑剂的作用,可以提高增溶性能,从而使醇基燃料燃烧更加充分。

4、纳米镁粉、纳米氧化铁具有高的表面活化能,减少了高热值醇基燃料燃烧过程中副反应的进行,提高了燃烧的效率;同时还能与游离的碳发生反应,生成一氧化碳,从而降低了游离碳发生氧化反应的活化能。再者,它们还可以中和甲醇的酸,防止甲醇腐蚀。另外,纳米镁粉还可以中和部分三氧化硫,从而使烟气中三氧化硫含量降低。此外,纳米材料的改性处理,使得纳米材料获得更佳的分散性、相容性和结合力,从而进一步提高高热值醇基燃料燃烧性能。

具体实施方式

实施例1

一种高热值醇基燃料,由以下重量份配比的各组分制成:甲醇80份、异丙醇3份、异戊醇2份、聚乙二醇0.6份、石油醚2份、叔戊基甲基醚0.7份、异丙苯过氧化氢2份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.02份、硬脂酸钙0.03份、乙酸乙酯0.4份、纳米镁粉0.5份、纳米氧化铁0.3份。

所述的纳米镁粉、纳米氧化铁的粒径为80nm,并按照以下步骤进行处理:

先将纳米材料加入于乙醇中,并置于频率为35KHz超声机上超声25min后,依次将硅烷偶联剂、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯再超声20min,然后置于在95℃水浴中,反应2h,最后再超声12min,离心、过滤、烘干,得到改性纳米材料。

所述的纳米材料、硅烷偶联剂、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯与乙醇的浴比为4:0.3:0.1:25。

实施例2

一种高热值醇基燃料,由以下重量份配比的各组分制成:甲醇75份、异丙醇2份、异戊醇1份、聚乙二醇0.4份、石油醚1份、叔戊基甲基醚0.6份、异丙苯过氧化氢1份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.01份、硬脂酸钙0.02份、乙酸乙酯0.2份、纳米镁粉0.3份、纳米氧化铁0.2份。

所述的纳米镁粉、纳米氧化铁的粒径为60nm,并按照以下步骤进行处理:

先将纳米材料加入于乙醇中,并置于频率为30KHz超声机上超声20min后,依次将硅烷偶联剂、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯再超声15min,然后置于在90℃水浴中,反应1h,最后再超声10min,离心、过滤、烘干,得到改性纳米材料。

所述的纳米材料、硅烷偶联剂、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯与乙醇的浴比为4:0.3:0.1:25。

实施例3

一种高热值醇基燃料,由以下重量份配比的各组分制成:甲醇85份、异丙醇4份、异戊醇3份、聚乙二醇0.8份、石油醚3份、叔戊基甲基醚0.8份、异丙苯过氧化氢3份、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物0.03份、硬脂酸钙0.04份、乙酸乙酯0.5份、纳米镁粉0.7份、纳米氧化铁0.4份。

所述的纳米镁粉、纳米氧化铁的粒径为100nm,并按照以下步骤进行处理:

先将纳米材料加入于乙醇中,并置于频率为40KHz超声机上超声30min后,依次将硅烷偶联剂、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯再超声25min,然后置于在100℃水浴中,反应3h,最后再超声15min,离心、过滤、烘干,得到改性纳米材料。

所述的纳米材料、硅烷偶联剂、聚氧乙烯失水山梨醇单硬脂酸酯与乙醇的浴比为4:0.3:0.1:25。

对比例1(对比例1与实施例1的差别仅在于,对比例1中的纳米镁粉、纳米氧化铁的粒径为85nm,其余的同实施例1)。

将上述实施例1-3、对比例1和背景技术(CN105670715A)制得的醇基燃料采用现有技术进行测试,测试结果如下表1所示:

表1醇基燃料测试结果

当然,上面只是本发明优选的具体实施方式作了详细描述,并非以此限制本发明的实施范围,凡依本发明的原理、构造以及结构所作的等效变化,均应涵盖于本发明的保护范围内。

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