本发明涉及燃料领域，具体涉及一种防腐蚀的醇基燃料。
背景技术：
醇基燃料是一种以甲醇为主，混合有乙醇、丙醇等多元醇类和烷烃的液体燃料，又被命名为“甲基燃料”。它也是一种生物质能，和核能、太阳能、风力能、水力能一样，是各国政府目前大力推广的环保洁净能源。醇基燃料的热值一般在2011-2610mj/kg之间，是柴油、液化气等高热值燃料热值的60％左右，属于低热值液体燃料，醇基燃料能和水以任何比例相互溶解，但不与水形成共沸混合物，含水燃料的热值将更低。
现在醇基燃料的研究很多，如中国专利cn102625825a，公开了一种甲醇基液体燃料的生产方法，所述方法包括：将按体积计55-80％的甲醇、按体积计23-50％的水和按体积计2-5％的促进剂混合以形成预混合料，然后使预混合料经受机械高频超声反应器中的高频超声振荡，在此之后添加按体积计3％-5％的催化剂，然后使预混合料通过加压过滤器，最后使其密封至少48小时，从而产生液体燃料。配方中水的比例可以最多占50％，可以理解为“水变油”。又如中国专利cn103184081a，公开了一种醇基燃料油，由以下重量份的组分组成：甲醇70-75份，二甲苯4-6份，200号溶剂油4-6份，石蜡油4-6份，甘油4-6份，水5-10份。但是，也存在不足，为了降低成本而多加水，使得燃料中甲醇含量在75％以下，使燃料热值很低。虽然在醇基液体燃料中，可以含适量的水，含水可以提高闪点温度，降低着火的危险，但是燃料中混入水分，对金属腐蚀表现在两个方面：一是水分能直接引起金属的化学核电化学腐蚀；二是如燃料中的某些含硫及酸性腐蚀物质溶解在水中时，则加速金属的腐蚀过程。燃料中的游离水对金属的危害很大，它能腐蚀各种钢制零件。如钢油罐、油桶、管道、阀门及其它零件。溶解在燃料中的微量水分只能引起低含量钢铁腐蚀。水分对低合金钢有较强的腐蚀作用，也腐蚀铜和锌等有色金属，对青铜不产生腐蚀。中国专利cn103923709a，在提高甲醇的含量的同时，降低了水分的含量，但是在实际的使用中，也发现一些问题，例如，产品中没有加入专用添加剂，致使燃料不充分，存在黑烟、积碳、黑锅底，无残液残渣，在使用中出现熏人、刺眼等问题。
目前，醇基燃料的技术较为成熟，但随着甲醇燃料中甲醇含量的提高，甲醇燃料对燃烧系统的多种金属都有腐蚀性，可以腐蚀铜、铁等多种金属，且醇含量越高，腐蚀性越强。比如对85度粗醇含水,电离h+离子较多，对设备容易引起腐蚀。或者粗醇中其它电解质导电率高，对设备的管路及部件腐蚀引起漏油以及使用寿命下降。本申请人在前期的研究中发现，醇基燃料由下述重量份的成分制成：甲醇85.0-95.0份、乙醇2.0-8.0份、叔丁醇2.0-5.0份、石蜡油1.0-2.0份、氯化铁0.2-0.5份、甲基叔丁基醚0.2-0.5份、乙酸乙酯0.05-0.1份、添加剂1.0-2.0份，添加剂通过下述制备方法得到：①蒸汽爆破处理：将水提取过的栀子残渣，放入蒸汽爆破罐处理；②蒸馏处理：将步骤①得到的物料放入蒸馏器，在蒸馏器底部，加热燃烧或通入蒸汽，当炙热的蒸气充满在蒸馏器里，蒸气通过冷凝管，被引入冷凝器内，再通过油水分离器，收集油相；③高剪切均质机处理：将步骤②得到的油相通过高剪切均质机处理，制成纳米乳，得到添加剂。使用环境干净环保，燃烧完全，无残渣残留，无异味，有害气体排放量非常低，降低了对环境的污染，但是存在对金属的腐蚀问题。
要从根本上解决甲醇燃料对金属的腐蚀问题，基本途径有两个：一是改变锅炉的金属材料，使之既耐汽油、柴油，又耐甲醇燃料；二是在燃料中添加防腐蚀添加剂。相比之下，前者成本高，且只适用于新锅炉的制造，而后者则更为简易，且成本很低，效果较好。所以通过添加腐蚀抑制剂是从燃料角度解决甲醇燃料腐蚀问题的一条有效途径。
技术实现要素：
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种防腐蚀的醇基燃料，该醇基燃料可用于外燃式燃烧领域，可替代柴油和传统燃料油，改善了使用时的熏眼、刺眼问题，同时可以改善烧烧系统使用醇基燃料燃烧后的腐蚀问题。
为达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的，一种防腐蚀的醇基燃料由下述重量份的成分制成：
所述添加剂通过下述制备方法得到：
①蒸汽爆破处理：将水提取过的栀子残渣，放入蒸汽爆破罐处理；
②蒸馏处理：将步骤①得到的物料放入蒸馏器，在蒸馏器底部，加热燃烧或通入蒸汽，当炙热的蒸气充满在蒸馏器里，蒸气通过冷凝管，被引入冷凝器内，再通过油水分离器，收集油相；
③高剪切均质机处理：将步骤②得到的油相通过高剪切均质机处理，制成纳米乳，得到添加剂。
本发明所述的放入蒸汽爆破罐处理，优选爆破压力3.0-3.5mpa，保压时间维持在150-200s。
本发明所述的高剪切均质机处理，优选线速度30-40m/s，时间3-5min。
本发明中，加入乙醇、叔丁醇，可以增加热值，达到很好的燃烧效果，同时可以改变醇基燃料的比重。
叔丁醇、氯化铁作为助燃增热剂，使醇基燃料热值提高，燃烧稳定，易点火，燃烧效率高。
石蜡油的比重比甲醇轻，沸点很高约为110℃，并且石蜡油不会被甲醇溶解，甲醇与空气直接接触会挥发，本发明中加入氯化铁可以很好的避免这种情况，可以改善醇基燃料体系中的互溶性，防止分层，使得醇基燃料中的石蜡油和甲醇紧密结合，从而达到提高闪点的目的，考虑到成本因素，石蜡油添加量不宜太大。
乙酸乙酯，作为腐蚀抑制剂，通过物理吸附成膜或化学吸附成膜机理对铁、铜、铝等黑色、有色金属的腐蚀形成抑制作用，特别是控制了羟基锈蚀，同时抑制对橡胶等部件的腐蚀，延长了设备的维修周期。
甲基叔丁基醚，作为稳定剂，有效提高辛烷值和十六烷值，使燃烧更为稳定，能在点火初期增加爆发性的燃烧，使点火容易，解决了低温启动的难题。克服了气阻问题。
钛酸丁酯，主要应用在油墨行业，能提供快速交联反应，提高聚酯漆的性能和用作制备耐高温涂料，在交联反应的同时，钛酸丁酯能提高聚合物的粘合性，提高油墨对体系的附着力，本发明用其作为防腐蚀剂。
本发明所述的醇基燃料的配制方法，在配制时，加入物质的顺序很重要，在实验中，申请人发现：
钛酸丁脂在空气中迅速吸潮而分解，对水有非常高的化学活性，水解生成ti(oh)4,而醇基燃料的配方中含有水分，因此要避免钛酸丁脂提前和水分接触，导致水解或者分布不均匀，先将钛酸丁脂和不含水的成分混合在一起，最后再和含水的成分混合。
相比现有技术，本发明的优点在于：
1、现有技术中，一些厂家加入二甲醚(dem)和高碳醇作为添加剂，但是不仅需要复杂的工艺，也会使醇基燃料的生产成本大大提高。而本发明的到的添加剂，具有属于比水轻、热值高、安全环保、难挥发、可燃但不易燃、能完全燃烧无残留的油性液体有机物，作为醇基燃料的添加剂，是非常合适的。
2、现有技术，一般是单纯的依靠添加热值提高剂、增加烃含量不但降低了醇基燃料的安全性能，而且导致了醇基燃料成本价格上升，不利于醇基燃料的推广。本发明的添加剂，其作用主要是功能性地改善燃料燃烧工况，如降低消耗，增加燃烧性、安全性，减少腐蚀性，防止使用时的烟气熏眼。而且，本发明的添加剂经过了高剪切均质机处理，以纳米乳的形式作为添加剂加入醇基燃料，是得到的醇基燃料容易雾化、汽化、蒸发。
3、本发明的添加剂来源于植物提取物的残渣，很多植物提取物，进过水提取后，一般是作为废弃物处理，而本发明，特别选取水提取之后的植物残渣，相比醇提取后的植物残渣，水提取后的植物残渣中还有大量的精油等脂溶性成分存在，本发明天通过蒸汽爆破处理、蒸馏处理、高剪切均质机处理，可以充分释放植物水提取后残渣中的植物精油，做到了对废物利用，一举两得。
4、通过实验证明，本申请醇基燃料可以有效减少金属的单位面积质量变化值，减少了醇基燃料对金属的腐蚀。
具体实施方式
下面以实施例对本发明作进一步说明，但本发明并不局限于这些实施例。
实施例1：
配制防腐蚀的醇基燃料，按照以下组分和比例混合(室温下搅拌均匀即可)得到防腐蚀的醇基燃料：
所述添加剂通过下述制备方法得到：
①蒸汽爆破处理：将水提取过的栀子残渣，放入蒸汽爆破罐，爆破压力3.0-3.5mpa，保压时间维持在150-200s；
②蒸馏处理：将步骤①得到的物料放入蒸馏器，在蒸馏器底部，加热燃烧或通入蒸汽，当炙热的蒸气充满在蒸馏器里，蒸气通过冷凝管，被引入冷凝器内，再通过油水分离器，收集油相；
③高剪切均质机处理：将步骤②得到的油相通过高剪切均质机处理，线速度30-40m/s，时间3-5min，制成纳米乳，得到添加剂。
防腐蚀的醇基燃料制备方法，包括以下步骤：
1)将甲醇、乙醇、叔丁醇、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯混合均匀，加入石蜡油、氯化铁，搅拌，混合均匀；
2)向步骤1)得到的物料中，加入钛酸丁脂，搅拌，混合均匀；
3)向步骤2)得到的物料中，加入添加剂得到的物料，搅拌，混合均匀，得到产品。
实施例2：
配制防腐蚀的醇基燃料，按照以下组分和比例混合(室温下搅拌均匀即可)得到防腐蚀的醇基燃料：
所述添加剂通过下述制备方法得到：
①蒸汽爆破处理：将水提取过的栀子残渣，放入蒸汽爆破罐，爆破压力3.0-3.5mpa，保压时间维持在150-200s；
②蒸馏处理：将步骤①得到的物料放入蒸馏器，在蒸馏器底部，加热燃烧或通入蒸汽，当炙热的蒸气充满在蒸馏器里，蒸气通过冷凝管，被引入冷凝器内，再通过油水分离器，收集油相；
③高剪切均质机处理：将步骤②得到的油相通过高剪切均质机处理，线速度30-40m/s，时间3-5min，制成纳米乳，得到添加剂。
防腐蚀的醇基燃料制备方法，包括以下步骤：
1)将甲醇、乙醇、叔丁醇、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯混合均匀，加入石蜡油、氯化铁，搅拌，混合均匀；
2)向步骤1)得到的物料中，加入钛酸丁脂，搅拌，混合均匀；
3)向步骤2)得到的物料中，加入添加剂得到的物料，搅拌，混合均匀，得到产品。
实施例3：
配制防腐蚀的醇基燃料，按照以下组分和比例混合(室温下搅拌均匀即可)得到防腐蚀的醇基燃料：
所述添加剂通过下述制备方法得到：
①蒸汽爆破处理：将水提取过的栀子残渣，放入蒸汽爆破罐，爆破压力3.0-3.5mpa，保压时间维持在150-200s；
②蒸馏处理：将步骤①得到的物料放入蒸馏器，在蒸馏器底部，加热燃烧或通入蒸汽，当炙热的蒸气充满在蒸馏器里，蒸气通过冷凝管，被引入冷凝器内，再通过油水分离器，收集油相；
③高剪切均质机处理：将步骤②得到的油相通过高剪切均质机处理，线速度30-40m/s，时间3-5min，制成纳米乳，得到添加剂。
防腐蚀的醇基燃料制备方法，包括以下步骤：
1)将甲醇、乙醇、叔丁醇、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯混合均匀，加入石蜡油、氯化铁，搅拌，混合均匀；
2)向步骤1)得到的物料中，加入钛酸丁脂，搅拌，混合均匀；
3)向步骤2)得到的物料中，加入添加剂得到的物料，搅拌，混合均匀，得到产品。
对比例1：
配制醇基燃料，按照以下组分和比例混合(室温下搅拌均匀即可)得到醇基燃料：
对比例2：
配制醇基燃料，按照以下组分和比例混合(室温下搅拌均匀即可)得到醇基燃料：
所述添加剂通过下述制备方法得到：
①蒸汽爆破处理：将水提取过的栀子残渣，放入蒸汽爆破罐，爆破压力3.0-3.5mpa，保压时间维持在150-200s；
②蒸馏处理：将步骤①得到的物料放入蒸馏器，在蒸馏器底部，加热燃烧或通入蒸汽，当炙热的蒸气充满在蒸馏器里，蒸气通过冷凝管，被引入冷凝器内，再通过油水分离器，收集油相；
③高剪切均质机处理：将步骤②得到的油相通过高剪切均质机处理，线速度30-40m/s，时间3-5min，制成纳米乳，得到添加剂。
对比例3：
配制防腐蚀的醇基燃料，按照以下组分和比例混合(室温下搅拌均匀即可)得到防腐蚀的醇基燃料：
所述添加剂通过下述制备方法得到：
①蒸汽爆破处理：将水提取过的栀子残渣，放入蒸汽爆破罐，爆破压力3.0-3.5mpa，保压时间维持在150-200s；
②蒸馏处理：将步骤①得到的物料放入蒸馏器，在蒸馏器底部，加热燃烧或通入蒸汽，当炙热的蒸气充满在蒸馏器里，蒸气通过冷凝管，被引入冷凝器内，再通过油水分离器，收集油相；
③高剪切均质机处理：将步骤②得到的油相通过高剪切均质机处理，线速度30-40m/s，时间3-5min，制成纳米乳，得到添加剂。
防腐蚀的醇基燃料制备方法，包括以下步骤：
1)将甲醇、乙醇、叔丁醇、甲基叔丁基醚、乙酸乙酯混合均匀，加入石蜡油、氯化铁，搅拌，混合均匀；
2)向步骤1)得到的物料中，加入石油磺酸钠，搅拌，混合均匀；
3)向步骤2)得到的物料中，加入添加剂得到的物料，搅拌，混合均匀，得到产品。
实验例1：
醇基燃料对金属的腐蚀实验
1研究方法
1.1试验材料与仪器
试验材料：无水甲醇，分析纯；甲酸，分析纯；93#汽油，市售；
紫铜：符合gb/t5096铜片腐蚀要求；
黄铜：符合gb5332中h70铜要求；
铸铁化学组成：碳质量分数为30-33％，硅的质量分数为18-22％，铁余量；
20#钢：符合gb699要求；
铝片化学组成：硅的质量分数为5.5-6.5％，铜的质量分数为3.0-4.0％，铁的质量分数<1.2％，锰的质量分数为0.8％，镁的质量分数为0.1-0.5％，镍的质量分数<0.5％，锌的质量分数<1.0％，铝余量；
锡片：锡的质量分数为29.0-30.0％，铅余量。
试验仪器：赛多利斯分析天平，精度为0.1mg；恒温水浴锅，精度为0.1℃；游标卡尺，精度为0.02mm；tas-990原子吸收分光光度计，普析通用仪器设备有限公司生产。
1.2试验方法
1.2.1腐蚀试片的处理及腐蚀级别的判断试片先用65μm(240粒度)的碳化硅或氧化铝砂纸处理，除去以前用其他等级砂纸留下的打磨痕迹后，将铜片浸没在洗涤溶剂中，铜片在使用前要进行最后磨光。最后磨光时，将试片取出，用无灰滤纸保护手指来拿取铜片，用105μm(150目)的碳化硅或氧化铝砂纸做精细磨光处理，将夹在夹钳上的铜片表面磨光，直至用一块新的脱脂棉擦拭时不再留下污斑为止。当试片擦净后，马上浸入(或称重后浸人)已准备好的试样中。试片腐蚀级别参照gb/t5096—1985。
1.2.2金属试片的表面积
金属试片的表面积s(cm2)为：
s＝(l×b+b×h+l×h)×2÷100
式中：l为金属片的长，mm；b为金属片的宽，mm；
h为金属片的高，mm。
1.2.3金属试片的单位面积质量变化值金属试片的单位面积质量变化值w(mg/cm2)为：
w＝[(m0-m1)/s]×1000
式中：m0为试验前金属片质量，g；m1为试验结束处理后金属片质量，g；s为金属片表面积，cm2。其中，w为正值表示失重，为负值表示增重。
2结果与分析
2.1醇基燃料对金属的腐蚀研究
将6种试片分别浸泡于93#汽油、甲醇、实施例3、对比例4种体系中(所用甲醇为无水甲醇)，比色管口密封隔绝空气，2个月以后，取出试片观察、称重，由于紫铜的腐蚀等级有标准色板对比，其他5种金属的腐蚀测定没有可以进行比对的标准色板，只能通过单位面积试片的质量损失和试片表面变色、腐蚀或锈蚀的情况进行判断，结果如表1所示。
由表1可以看出，实施例3相比对比例，可以有效减少单位面积质量变化值，减少了醇基燃料对金属的腐蚀。
分析原因：随着钛酸丁脂的加入，使得醇基燃料原料的分子中的2种性质相反的极性基团：亲水基和亲油基，这些化合物分子中的亲水基能吸附在金属表面形成一层致密的保护膜，亲油基则发挥遮蔽作用，阻止水和氧等腐蚀性物质和金属接触，从而起到防止金属腐蚀的作用，而且其中的亲水基团能透过金属表面上已存在的腐蚀产物或污垢面而逐渐在金属表面形成保护膜，当用在已运转一段时间且存在一些腐蚀和污垢的锅炉，亲水基在渗透穿过腐蚀产物和污垢并在金属表面附着的过程中，能使这些污垢和腐蚀产物相互地结合松弛，与金属表面的粘聚力下降，使他们逐渐脱落而被带走。
实验例2：
对实施例3、对比例的醇基燃料、0#柴油进行燃烧特性实验对比研究。燃料油经过管道通过燃烧器喷嘴进入燃烧室燃烧，加热20kg水，水温从40℃到80℃，空气由鼓风机从燃烧器侧壁鼓人燃烧室，燃烧产生的烟气由烟道排入大气，并用烟气取样器抽取烟气经过烟气分析仪测量(烟气的数值是40℃、50℃、60℃、70℃、80℃时测试数据的平均值，按相对空气消耗系数为1.1换算得出醇基燃料燃烧、柴油燃烧烟气成分的相对含量)。
通过实施例3和对比例1的比较，从燃烧值和火焰温度来比较，都有提升，原因在于实施例3的添加剂经过了高剪切均质机处理，以纳米乳的形式作为添加剂加入醇基燃料，使得到的醇基燃料容易雾化、汽化、蒸发，而且更重要的是，减少了co的产生，也改善了使用时的熏眼、刺眼问题。