专利名称：一种金属焊割气及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种高效节能环保金属焊割气及其制备方法，它属于石油化工技术领域。
背景技术：
美国“凯腾”公司研究的第二代替代乙炔气的焊割气配方CHEMTANE2是有独立知识产权，世界上公认的新型焊割气，它早已在世界各国广为推广，在发达国家使用约有20-30年历史，发达国家对环境保护、节约能源，提高劳动效率尤为重视。但上述焊割气的活度系数较低、耗氧量大、且不能用于焊接。近几年中国政府对乙炔落后的生产工艺、高污染、高能耗、高投入、低安全系数的生产方法，给予了高度重视，对其改造已纳入国家级重点公关项目，中国已正式进入WTO，节能环保、安全生产、民族工业的改造将面监严重的挑战。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种金属焊割气及其制备方法，该金属焊割气制备方法简单、污染小、能耗较低，所制得的金属焊割气气化物质含量高、有害物质少、活度系数较高、耗氧量较小、且可用于焊接。
本发明提供的技术方案是一种金属焊割气，含有3000～5000克母液、8～30ml甲苯、8～30ml二甲苯、8～30ml石油醚、40～60ml含量为20～60％(质量百分比)的双氧水，催化量的铅锑锡合金或锰钕铁合金或氧化铜。
其中母液可以使用液化石油气，也可选用纯丙烷、丙烯、戌烷和/或丁烷。
本发明还可含有0.1～0.3Mpa压缩空气。
上述甲苯、二甲苯和石油醚的含量最好为等体积量。
上述石油醚的沸程为30～60℃。
上述双氧水中含有5～10ml抗冻剂乙醇。
本发明还提供了上述金属焊割气的制备方法，将催化剂铅锑锰合金或锰钕铁合金或氧化铜放入容器内；把甲苯、二甲苯、石油醚混合后注入容器内；将双氧水注入容器内，加注母液，摇匀，即得所需金属焊割气。
在上述方法中所用容器为液相钢瓶，加注母液，摇匀后，还可加注压缩空气。
液化石油母液中含有混合成份及同分异构体，分子之间在一定条件下容易产生聚合作用，在工作时不容易快速气化，为此加入二甲苯、甲苯把长分子切断、加入石油醚可进行化学搅拌、活化，配方中的双氧水是制氧剂，当它与适量催化剂包括铅锑锡、锰钕铁合金或氧化铜接触后会产生氧气，产氧量的多少、快慢和反应时间长短，可以通过制氧剂的量和催化剂的比例进行合理调配，达到活度系数控制自如。在0℃以下时可在制氧剂中加入适量乙醇，防止活化制氧剂结冰；在大流量切割、热烤效、母液不纯可适量加入压缩空气，使用配有插入金属管钢瓶(即液相瓶)辅助气化，此工艺配方可以解决调压表结冰不出燃气，钢瓶内因母液不纯温度低留残液，世界上至今未解决的上述难题。
本发明制备方法简单、污染小、能耗较低，所制得的金属焊割气气化物质含量高、有害物质少、活度系数高、耗氧量较小、且可用于焊接。本发明具有母液可选择幅度广，添加剂具有阻聚、气物、增碳、抗冻、助燃、催化活化、改性配制过程二步完成。配方中不含腐蚀剂高锰酸钾，添加改性剂已达到活化剂时间，随机调整，催化剂可重复使用，同步与燃气活化气化，解决了在大功率切割热喷涂时不冻表、不留残液等世界性难题，特别是本发明在空气的爆炸极限，也可看成是活度范围，为2.7-16.0％，这一数据在目前世界上同类金属焊割气中首屈一指，活度规律基本掌握。根据湖北省环境监测中心检测，其氧化氮和一氧化碳的排放量比国家《工业企业设计卫生标准》要低7.5倍和1.5倍；经武汉大学化学与分子科学学院物质气化指标检测可气化物质含量达99.999％，未检测出苯、硫等有害物质。本发明的焊割气与乙炔气对照切割、焊接、水下切割，金相试验，各项指标均达到，或超过溶解乙炔气，这与国内外能割不能焊接、活度系数低不能随机控制有着本质区别。其中主要数据见表1、表2、表3表1 本发明金属焊割气与乙炔气相关技术指标比较
表2 本发明金属焊割气与乙炔气节能参数比效
表3 本发明金属焊割气焊接产品按GB2651-81进行拉伸测试
由上表可知，本发明的焊割气完全可以取代乙炔气，并超越乙炔气的诸多功能，如高速切割不挂渣表面光洁度达R2.5-3级，水下切割打孔，420mm铸口及不锈纲的切割，普通薄钢板的各种焊接，高速切割及大流量热喷涂，水下切割不回火。它将对我国2000多家能耗高、污染大、安全隐患十分严重的企业(详见2001.9.15第二版中国化工报题为“乙炔企业乱了规矩”的报道)的艰苦改造，创下一个良好的开端。
具体实施例方式
以下结合具体的实施例对本发明的技术方案进一步说明实施例一打开5公斤容积为12升的钢瓶角阀，用镊子把催化剂锰钕铁合金0.05克放入钢瓶内；把甲苯、二甲苯、石油醚等量混合后取40ml用注射器或带压灌装器把它们注入钢瓶内；再用注射器取50ml双氧水注入钢瓶内，如天气在0℃以下时可在双氧水中加入5ml抗冻剂乙醇，关好角阀；运往加气站加注3公斤母液(其母液可是液化石油气，也可以用丙烷、丙烯气)，在运输过程中即可摇匀，即得所需金属焊割气。
实施例二首先打开配有金属插管的5公斤容积为12升的液相钢瓶角阀，用镊子取催化剂铅锑锰合金(如铅丝)4.1g放入钢瓶中；把甲苯、二甲苯、石油醚等量混合取60ml，用注射器把它们注入钢瓶内；再用注射器取60ml双氧水注入钢瓶内，如天气在0℃以下时可在双氧水中加入8ml乙醇抗冻剂，关角阀；送往加气站加注5公斤母液(其母液可用液化石油气，也可以用丙烷、丙烯、戌烷或丁烷，或任意两种以上物质的混合物)，运输过程中即可摇匀；最后在钢瓶内用空气压缩机加入0.2Mpa压缩空气，并关闭角阀，配制完毕，母液为纯丙烷时无需加压缩空气。
实施例三首先打开配有金属插管的5公斤容积为12升的液相钢瓶角阀，用镊子取催化剂氧化铜0.4g放入钢瓶中；按2∶1.5∶1的体积比将甲苯、二甲苯、石油醚混合，取混合液30ml，用注射器把它们注入钢瓶内；再用注射器取40ml双氧水注入钢瓶内，如天气在0℃以下时可在双氧水中加入10ml乙醇抗冻剂，关角阀；送往加气站加注4公斤母液(其母液可用液化石油气，也可以用丙烷、丙烯、戌烷或丁烷，或任意两种以上物质的混合物)，运输过程中即可摇匀；即得所需金属焊割气。
权利要求
1.一种金属焊割气，含有3000～5000克母液、8～30ml甲苯、8～30ml二甲苯、8～30ml石油醚、40～60ml含量为20～60％(质量百分比)的双氧水，催化量的铅锑锡合金或锰钕铁合金或氧化铜。
2.根据权利要求1所述的金属焊割气，其特征是母液为液化石油气，或纯丙烷、丙烯、戌烷或丁烷，或丙烷、丙烯、戌烷、丁烷中的任意两种以上的混合物。
3.根据权利要求1或2所述的金属焊割气，其特征是含有0.1～0.3Mpa压缩空气。
4.根据权利要求1或2所述的金属焊割气，其特征是甲苯、二甲苯和石油醚的含量为等体积量。
5.根据权利要求1或2所述的金属焊割气，其特征是石油醚的沸程为30～60℃。
6.根据权利要求1或2所述的金属焊割气，其特征是双氧水中含有5～10ml抗冻剂乙醇。
7.权利要求1所述金属焊割气的制备方法，将催化剂铅锑锰合金放入容器内；把甲苯、二甲苯、石油醚混合后注入容器内；将双氧水注入容器内，加注母液，摇匀，即得所需金属焊割气。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征是所用容器为液相钢瓶，加注母液，摇匀后，再加注压缩空气。
全文摘要
本发明涉及一种金属焊割气，含有3000～5000克母液、8～30ml甲苯、8～30ml二甲苯、8～30ml石油醚、40～60ml含量为20～60％(质量百分比)的双氧水，催化量的铅锑锡合金或锰钕铁合金或氧化铜。本发明还提供了上述金属焊割气的制备方法，将催化剂铅锑锰合金或锰钕铁合金或氧化铜放入容器内；把甲苯、二甲苯、石油醚混合后注入容器内；将双氧水注入容器内，加注母液，即得所需金属焊割气。本发明具有高效节能环保功效，配方中使用了永久性催化剂，爆炸极限即“活度系数”为2.7－16.0％，超过美国凯腾气，活化剂可与燃气同步活化气化，本发明解决了冻表气化不畅，母液不纯温度低留残液等世界性难题，火焰温度可达3100－3340℃。
文档编号C10L3/00GK1513957SQ200310113938
公开日2004年7月21日 申请日期2003年11月5日 优先权日2003年6月24日
发明者刘钢铸 申请人:武汉大学