专利名称：用于氧切割和/或加热应用的有添加剂的燃气,有添加剂气体的组合物或应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于氧切割和/或加热应用的有添加剂的燃气，更具体的说，涉及用于氧切割和/或加热操作的有添加剂的燃气，以及其组合物和它们的应用。
直到几年之前，大多数工业氧切割和/或加热都使用乙炔作为燃气，因为乙炔具有良好的切割和加热特性，由于乙炔是具有高聚集热、温度和火焰辐射率的气体，以及火焰所必需的耗氧量也较少，当与其它现有燃气比较时乙炔表现出最好的技术性能。
然而，尽管有这些已证实的技术优势，但生产乙炔的技术并没有发展，以至使其价格降低。因此，在市场上出售的气体中乙炔是最昂贵的，由于其高昂的生产成本，包括-除了其它几点之外-碳化钙的制作，碳化钙是乙炔的原料，制备这种多孔材料并将它装进钢瓶中，加入丙酮并装进钢瓶中的操作，使乙炔在经济上几乎没有竞争力。有鉴于此，氧切割和加热操作燃料的消费者，正通过找寻比乙炔价格低的高能替代品，减低他们的运作成本。
涉及燃气应用的生产成本的构成直接与每种燃气用于火焰所必需的耗氧特性相关。虽然乙炔的价格比其它替代燃料的高，由于其需氧量低，乙炔仍保持着竞争性。因此，为了使乙炔与其它替代燃料具有竞争性，氧气的价格是决定性的。新的氧气生产技术的不断开发正在显著降低这些气体的生产成本，使其平均价格降低。有鉴于此，其它燃气替代品已经成为可行，因为它们的生产成本比乙炔的低，尽管这些气体用于火焰时需要更大的氧气量。
由于使用乙炔的费用高，价格比乙炔低的燃气替代品正在被研究之中。例如，除了其它的之外，GLP，丙烯和有添加剂的GLP，目前正在应用于工业。
尽管为了进行燃烧需要更大的氧气量，GLP仍然一直在工业上应用，得益于平均氧气价格的降低和其自身的低价格。
丙烯，与GLP相似，是一种石油液化气，是工业过程中乙炔使用的另一种替代品。它具有比乙炔低的价格，尽管用于火焰的耗氧量较高，由于市场的平均氧气价格降低，它还是受到惠顾。尽管它的价格比GLP的高，但GLP和丙烯所需的耗氧量的比例有很大不同，能使得在工业过程中以丙烯为代表的最终费用更低。
有添加剂的GLP是近来采用GLP化学添加方法得到的，GLP的化学添加方法能够增强这种气体的燃烧特性，使它可与乙炔相比，但并不显著增加生产成本，从而并不增加这种燃料的最终价格。
除了价格之外，不同于乙炔的液化气的另一个优点是这种产品的贮存方式。乙炔是在钢瓶中处于所要求的状态并且溶解于足够的溶剂中，液化气以液态贮存在钢瓶或容量更大的储桶中，导致运输费用降低和运输安全性更高。
虽然这些燃气替代品用于代替乙炔，但由于这些气体的生产率低，它们不能完全满意地取代乙炔，因为它们不能提供等于或高于乙炔所获得的切削速度，还有它们的氧气消耗量大于乙炔的。
因此，本发明的一个目的是提供用于氧切割和/或加热应用的有添加剂的燃气，这种气体能够提供更高的生产率，即更高的切削速度和更低的氧气以及燃气消耗量。
本发明的另一个目的是提供具有低生产成本的用于氧切割和/或加热应用的有添加剂的燃气。
本发明的这些目的和其它目的通过丙烯添加一种化学产品而达到了，这种化学产品有作为基本组分的芳族化合物、石蜡和环烷化合物，其浓度为能使这种化学产品具有比目前使用的燃气高的切削和加热生产率、具有更高的切削速度、更低的氧气以及燃气消耗量，以及低的生产成本。
本发明的有添加剂的燃气通过其纯度可以在93％～99.5％之间的丙烯加入添加剂达到了，其化学添加剂含有作为基本组分的芳族化合物(C9～C10)、石蜡(C6～C12)和环烷化合物(C9～C10)，其体积浓度可以在2％～10％之间。
为了举例说明和证明本发明的有添加剂的燃气的优点，用自动工艺，对碳钢SAE1020板实施若干个试验型线型切割，碳钢板的表面情况为250mm长，厚度为1/4”、1/2”、1”、2”和3”，如每一条AWXC4.1-77规定的试样3那样，使用当前应用的燃气和本发明的有添加剂的燃气，通过改变丙烯纯度等级(从93％～99.5％)和添加剂体积浓度(从2％至10％)实施。
下面表1示出当前使用的几种燃气和本发明有添加剂的燃气，在各个添加剂的体积浓度和表现出最佳结果的丙烯纯度等级下，在试验中得到的切削速度(mm/min)的平均结果。
表1
从表1可以肯定，有添加剂的丙烯的切削速度值大于其它燃气的，包括纯丙烯。含有添加剂体积浓度为3％～10％的93％丙烯，用于所有被测量厚度，得到的切削速度可以比其它燃气的大，含有添加剂体积浓度2％～4.5％的99.5％丙烯也产生同样的情形，用含有添加剂体积浓度6～8％的93％丙烯和含有添加剂体积浓度2.5～4.5％的99.5％丙烯获得最佳的结果。
下面表2表示使用含有添加剂体积浓度6.7％的93％丙烯与其它燃气比较，所得到的生产率增益百分比。
表2
<p>从上表2中可以看出，用含有添加剂体积浓度6.7％的93％丙烯，与乙炔比较，能够得到6.77～50.85％的生产率增益；与GLP比较，能够得到16.01～71.15％的生产率增益；与有添加剂的GLP比较，能够得到7.58～64.21％的生产率增益；与没有添加剂的93％丙烯比较，能够得到12.70～58.93％的生产率增益，与没有添加剂的99.5％丙烯比较，能够得到10.94～43.55％的生产率增益。这种情形的发生，是因为当使用有6.7％体积浓度的93％丙烯时，切削速度随钢板厚度的增加而减慢。
下面表3和表4表示，含有添加剂体积浓度6.7％的93％丙烯、含有添加剂体积浓度3.9％d的99.5％丙烯、以及其他燃气用于切削的燃气和氧气总消耗量，证明丙烯里加入添加剂，在降低相关气体的消耗量方面，具有比其它燃气显著的优点。
下面表3表示用于切削的含有添加剂体积浓度6.7％的93％丙烯和含有添加剂体积浓度3.9％的99.5％丙烯以及其它燃气的总燃气消耗量(kg)。
表3
从表3可以看出，对于所有厚度的研究当使用有添加剂的丙烯，特别是使用含有添加剂体积浓度6.7％的93％丙烯，比其它燃气消耗量低。
下面表4表示用于切削的含有添加剂体积浓度6.7％的93％丙烯和含有添加剂体积浓度3.9％的99.5％丙烯以及其它燃气的总氧气消耗量(m3)。
表4
从表4可以看出，对于所有厚度的研究当使用有添加剂的丙烯，特别是使用含有添加剂体积浓度6.7％的93％丙烯，比用于被分析的各种厚度的其它燃气的总氧气消耗量低。
从表3和4中可以肯定，当使用含有以芳族化合物(C9～C10)、石蜡(C6～C12)和环烷化合物(C9～C10)作为基本组分的添加剂的丙烯时，特别是使用含有添加剂体积浓度6.7％的93％丙烯时，低的燃气和氧气消耗量是必然的，这个特点，与如表1所示的更高切割速度，以及考虑到在氧切割操作中涉及的价格的特点一起，使完成切割的最终成本低于其它燃气的，这一降低对于较大厚度板的切割更被看重。
权利要求
1.用于氧切割和/或加热应用的有添加剂的燃气，其特征在于，这种燃气由纯度93％～99.5％、添加了体积浓度为2％～10％的芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品的丙烯构成。
2.根据权利要求1的含有添加剂的燃气，其特征在于，这种化学产品的基本成分是芳族化合物(C9～C10)、石蜡(C6～C12)和环烷化合物(C9～C10)。
3.根据权利要求1和2的含有添加剂的燃气，其特征在于，这种燃气由纯度93％、添加了体积浓度为3％～10％的芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品的丙烯构成。
4.根据权利要求3的含有添加剂的燃气，其特征在于，这种燃气由纯度93％、添加了优选体积浓度为6％～8％的芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品的丙烯构成。
5.根据权利要求3的含有添加剂的燃气，其特征在于，这种燃气由纯度93％、添加了更优选的体积浓度为6.5％～7.5％的芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品的丙烯构成。
6.根据权利要求1和2的含有添加剂的燃气，其特征在于，这种燃气由纯度99.5％、添加了体积浓度为2％～4.5％的芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品的丙烯构成。
7.根据权利要求6的含有添加剂的燃气，其特征在于，这种燃气由纯度99.5％、添加了优选体积浓度为2.5％～4.5％的芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品的丙烯构成。
8.根据权利要求6的含有添加剂的燃气，其特征在于，这种燃气由纯度99.5％、添加了更优选的体积浓度为3％～4％的芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品的丙烯构成。
9.根据前述权利要求的用于氧切割和/或加热应用的有添加剂的燃气，其特征在于，这种燃气由纯度93％～99.5％、添加了体积浓度为2％～10％的芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品的丙烯构成。
10.根据权利要求1～8的有添加剂的燃气的应用，其特征在于，这种燃气是用于氧切割和/或加热操作的。
全文摘要
用于氧切割和/或加热的有添加剂的燃气,具有低的生产成本,并且其切割和加热速度比目前使用的燃气的切割和加热速度高,它需要较低的氧气和燃气消耗量,所说的有添加剂的燃气是通过丙烯中添加了芳族化合物、石蜡和环烷化合物作为基本组分的化学产品获得的。
文档编号C10L3/00GK1231327SQ9910030
公开日1999年10月13日 申请日期1999年1月15日 优先权日1998年1月16日
发明者A·D·M·圭马雷斯, W·D·A·乌马塞多 申请人:怀特·马丁斯公司