专利名称：一种甲醇柴油及其制备方法
技术领域：
本发明涉及燃料技术领域，尤其涉及一种甲醇柴油及其制备方法。
背景技术：
醇类燃料是公认的清洁燃料，可以作为石油的替代品，其中，甲醇含氧量高达 50%，而且具有低温性能好、燃烧速度快、放热快、热效率高、价格低等优点而得到了广泛应 用，如用于高压缩比内燃机等。柴油机掺烧适量甲醇后，能在保证同等功率时大大降低尾气排放，保护环境。但 是，甲醇和柴油的性质相差很大，极难互溶。现有技术通过乳化剂将甲醇和柴油配制成乳 状液使用，如申请号为200610150855.8的中国专利文献公开了一种甲醇柴油，主要是由柴 油、乙醇、甲醇、抗震剂、清净剂和植物油形成的乳状液；申请号为200810007689. 5的中国 专利文献公开了一种甲醇柴油，由柴油、甲醇、硝酸乙酯、环戊茂二铁、碳十二醇、异丁醇、异 丁醇、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、苯甲醇和正丁醇组成。但是，由于乳状液是粗分散体系的胶 体，稳定性较差、分散度较低，导致配制的甲醇柴油保质期短，稳定性差，容易分层，不能长 期存储。与乳状液相比，微乳液是两种不混溶的液体在表面活性剂分子界面膜的作用下生 成的热力学稳定的、各向同性的、透明的分散体系，具有热力学稳定、流动性能好等优点。本 发明人考虑，将甲醇和柴油配制成微乳液，可以得到稳定性好，长期放置不分层的甲醇柴 油。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种甲醇柴油及其制备方法，本 发明提供的甲醇柴油稳定性好，长期放置不分层。本发明提供了一种甲醇柴油，包括以下体积百分比的组分40% 85% 的柴油；5% 40%的甲醇；0. 2%的表面活性剂，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值为3 6 ；5% 30%的助表面活性剂；0. 的助剂。优选的，包括0. 2% 1. 5%的表面活性剂。优选的，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值为4 5。优选的，所述表面活性剂为非离子聚氧乙烯醚类氟碳、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、 烷基酚聚氧乙烯醚和烷基糖苷中的一种或两种。优选的，所述表面活性剂为脂肪酸山梨坦、聚山梨酯和烷基酚聚氧乙烯醚中的一 种或两种。优选的，所述助表面活性剂为正丁醇、正辛醇和正十二醇中的一种或多种。
优选的，所述助剂包括4 6重量份的油酸；2 4重量份的烷基酚磺酸盐；0. 5 1重量份的二烷氧基二硫代氨基甲酸锌；0. 5 1重量份的二氧基硅油；1 3重量份的硝酸异辛酯；0. 5 1重量份的环戊二茂铁；1.5 3重量份的乙醇胺。优选的，所述乙醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多种。本发明还提供了一种甲醇柴油的制备方法，包括将柴油与表面活性剂混合均勻后加入甲醇，混合均勻后得到微乳液，所述表面活 性剂的亲水亲油平衡值为3 6 ；向所述微乳液中加入助表面活性剂和助剂，混合均勻后得到甲醇柴油。优选的，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值为4 5。与现有技术相比，本发明提供的甲醇柴油包括40 % 85 %的柴油、5 % 40 %的 甲醇、0. 2%的表面活性剂、5% 30%的助表面活性剂和0. 的助剂。在本 发明提供的甲醇柴油中，表面活性剂的亲水亲油平衡值为3 6，甲醇和柴油在表面活性剂 和助表面活性剂的作用下形成透明、稳定的微乳液，从而使得到的甲醇柴油具有较好的稳 定性，长期放置不会发生分层现象。由于本发明提供的甲醇柴油稳定性好，在使用过程中不 会出现动力不足、低温冷启动难等问题，而且可以直接在柴油机上代替柴油使用，无需改动 现有柴油机。此外，本发明提供的甲醇柴油的制备方法简单、适于工业化生产。
具体实施例方式本发明提供了一种甲醇柴油，包括以下体积百分比的组分40% 85% 的柴油；5% 40%的甲醇；0. 2%的表面活性剂，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值为3 6 ；5 % 30 %的助表面活性剂；0. 的助剂。本发明将甲醇和柴油在表面活性剂和助表面活性的作用下配制成微乳液，使得到 的甲醇柴油性质稳定、长期放置不分层。按照本发明，所述柴油占所述甲醇柴油的体积百分比为40% 85%，优选为 45 % 80 %，更优选为50 % 70 %，最优选为55 % 65 %。本发明对所述柴油没有特殊限 制，可以为本领域技术人员熟知的0号、-10号等型号的柴油。按照本发明，所述甲醇占所述甲醇柴油的体积百分比为5% 40%，优选为 10 % 35 %，更优选为15 % 30 %，最优选为20 % 25 %。本发明对所述甲醇没有特殊限 制，优选为从市场上购得的国标车用燃料甲醇。按照本发明，所述表面活性剂占所述甲醇柴油的体积百分比为0. 2%，优选 为0.2% 1.5%，更优选为0.3% 1%，最优选为0.5% 1%。所述表面活性剂的亲水亲油平衡值(HLB值)为3 6，优选为4 5。所述表面活性剂优选为非离子聚氧乙烯醚类氟碳、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、烷基 酚聚氧乙烯醚和烷基糖苷中的一种或两种，更优选为脂肪酸山梨坦、聚山梨酯和烷基酚聚 氧乙烯醚中的一种或两种。在本发明中，所述表面活性剂需要满足HLB值为3 6的要求， 当单一表面活性剂HLB值达不到要求时，需要将其复配使用或者通过助表面活性剂进行调 整，本发明对所述复配比例没有特殊限制，满足HLB值的要求即可。若单一表面活性剂的 HLB值满足要求，可以单独使用，也可以与其他表面活性剂复配使用，本发明对所述复配比 例没有特殊限制，满足HLB值的要求即可。按照本发明，所述助表面活性占所述甲醇柴油的体积百分比为5% 30%，优选 为10% 25%，更优选为15% 20%。所述助表面活性剂优选为正丁醇、正辛醇和正十二 醇中的一种或多种，更优选为正辛醇或正十二醇。在所述表面活性剂和所述助表面活性剂的作用下，甲醇和柴油形成油包水型的微 乳液，性质稳定、不易分层，可长期放置。本发明提供的甲醇柴油中还包括助剂，所述助剂占所述甲醇柴油的体积百分比为 0. 1%，优选为0.2% 0.8%，更优选为0.3% 0.6%。所述助剂优选包括以下组 分4 6重量份的油酸；2 4重量份的烷基酚磺酸盐；0. 5 1重量份的二烷氧基二硫代氨基甲酸锌；0. 5 1重量份的二氧基硅油；1 3重量份的硝酸异辛酯；0. 5 1重量份的环戊二茂铁；1.5 3重量份的乙醇胺。在所述助剂中，所述乙醇胺优选为一乙醇胺、二乙醇胺和三乙醇胺中的一种或多 种，更优选为三乙醇胺。本发明还提供了上述技术方案所述的甲醇柴油的制备方法，包括将柴油与表面活性剂混合均勻后加入甲醇，混合均勻后得到微乳液，所述表面活 性剂的亲水亲油平衡值为3 6 ；向所述微乳液中加入助表面活性剂和助剂，混合均勻后得到甲醇柴油。本发明首先将柴油和表面活性剂混合均勻，所述混合的方法优选为搅拌，所述搅 拌时间优选为3min 5min ；然后加入甲醇继续混合均勻后得到微乳液，所述混合的方法优 选为搅拌，所述搅拌时间优选为3min 5min。在表面活性剂的作用下，甲醇和柴油形成油 包水型微乳液。向所述微乳液中加入助表面活性剂和助剂，继续混合均勻后即可得到甲醇柴油。将得到的甲醇柴油进行电镜扫描，可见其粒径分布在40nm 150nm，确实形成了 微乳液。由于微乳液较为稳定，因此得到的甲醇柴油也具有较好的稳定性，长期放置不会发 生分层现象。由于本发明提供的甲醇柴油稳定性好，在使用过程中不会出现动力不足、低温 冷启动难等问题，而且可以直接在柴油机上代替柴油使用，无需改动现有柴油机。此外，本 发明提供的甲醇柴油的制备方法简单、适于工业化生产。
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为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的甲醇柴油及其制备方法 进行详细描述。实施例1将8L0号柴油与0. 05L表面活性剂于室温下混合，所述表面活性剂为Span-80和 Tween-20按质量比9 1复配得到，其HLB值为4.5，搅拌3min后加入1L甲醇，继续搅拌 3min，得到微乳液；向得到的微乳液中加入0. 9L正十二醇和0. 05L助剂，搅拌3min后得到 甲醇柴油，所述助剂中包括4重量份的油酸；2重量份的烷基酚磺酸盐；0. 5重量份的二烷 氧基二硫代氨基甲酸锌；0. 5重量份的二氧基硅油；1重量份的硝酸异辛酯；0. 5重量份的 环戊二茂铁；1. 5重量份的三乙醇胺。对所述甲醇柴油进行观察，其外观清亮透明。对所述甲醇柴油进行电镜扫描，其粒径为40nm 150nm，可知该甲醇柴油为微乳液。取200mL所述甲醇柴油置于250mL具塞量筒中，加入3mL蒸馏水摇动5min，室温下 放置48h后，所述甲醇柴油依然清亮透明，未发生相分离，说明所述甲醇柴油具有良好的遇 水抗相分离性能；取200mL所述甲醇柴油置于250mL具塞量筒中，将所述量筒垂直放置于0°C的冰箱 中，48h后取出，所述甲醇柴油依然清亮透明，未发生相分离，说明所述甲醇柴油具有良好的 低温抗相分离性能；将所述甲醇柴油于室温下分别放置1个月、3个月和6个月时，观察所述甲醇柴油， 结果参见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的甲醇柴油的稳定性测试结果。对所述甲醇柴油进行性能测试，结果参见表2，表2为本发明实施例及比较例提供 的甲醇柴油的性能测试结果。实施例2将6. 3L0号柴油与0. 06L HLB值为3. 8的0P乳化剂于室温下混合，搅拌5min后 加入2L甲醇，继续搅拌5min，得到微乳液；向得到的微乳液中加入1. 6L正辛醇和0. 05L助 剂，搅拌5min后得到甲醇柴油，所述助剂中包括6重量份的油酸；4重量份的烷基酚磺酸 盐；1重量份的二烷氧基二硫代氨基甲酸锌；1重量份的二氧基硅油；3重量份的硝酸异辛 酯；1重量份的环戊二茂铁；3重量份的三乙醇胺。对所述甲醇柴油进行观察，其外观清亮透明。对所述甲醇柴油进行电镜扫描，其粒径为40nm 150nm，可知该甲醇柴油为微乳液。取200mL所述甲醇柴油置于250mL具塞量筒中，加入3mL蒸馏水摇动5min，室温下 放置48h后，所述甲醇柴油依然清亮透明，未发生相分离，说明所述甲醇柴油具有良好的遇 水抗相分离性能；取200mL所述甲醇柴油置于250mL具塞量筒中，将所述量筒垂直放置于0°C的冰箱 中，48h后取出，所述甲醇柴油依然清亮透明，未发生相分离，说明所述甲醇柴油具有良好的 低温抗相分离性能；将所述甲醇柴油于室温下分别放置1个月、3个月和6个月时，观察所述甲醇柴油， 结果参见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的甲醇柴油的稳定性测试结果。
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对所述甲醇柴油进行性能测试，结果参见表2，表2为本发明实施例及比较例提供 的甲醇柴油的性能测试结果。实施例3将4. 9L0号柴油与0. 08L表面活性剂于室温下混合，所述表面活性剂为非离子聚 氧乙烯醚类氟碳和0P乳化剂按质量比为3 7复配得到，其HLB值为4，搅拌4min后加入 3L甲醇，继续搅拌5min，得到微乳液；向得到的微乳液中加入2L正辛醇和0. 06L助剂，搅拌 4min后得到甲醇柴油，所述助剂中包括5重量份的油酸；3重量份的烷基酚磺酸盐；0. 7重 量份的二烷氧基二硫代氨基甲酸锌；0. 6重量份的二氧基硅油；2重量份的硝酸异辛酯；0. 7 重量份的环戊二茂铁；2重量份的三乙醇胺。对所述甲醇柴油进行观察，其外观清亮透明。对所述甲醇柴油进行电镜扫描，其粒径为40nm 150nm，可知该甲醇柴油为微乳液。取200mL所述甲醇柴油置于250mL具塞量筒中，加入3mL蒸馏水摇动5min，室温下 放置48h后，所述甲醇柴油依然清亮透明，未发生相分离，说明所述甲醇柴油具有良好的遇 水抗相分离性能； 取200mL所述甲醇柴油置于250mL具塞量筒中，将所述量筒垂直放置于0。C的冰箱 中，48h后取出，所述甲醇柴油依然清亮透明，未发生相分离，说明所述甲醇柴油具有良好的 低温抗相分离性能；将所述甲醇柴油于室温下分别放置1个月、3个月和6个月时，观察所述甲醇柴油， 结果参见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的甲醇柴油的稳定性测试结果。对所述甲醇柴油进行性能测试，结果参见表2，表2为本发明实施例及比较例提供 的甲醇柴油的性能测试结果。比较例1向35重量份甲醇中加入0. 8重量份硝酸乙酯、0. 001重量份环戊二茂铁、1. 2重量 份碳十二醇、0. 7重量份异丁醇、0. 8重量份碳酸二乙酯、0. 8重量份乙酸乙酯、0. 3重量份苯 甲醇和0. 4重量份正丁醇，在常温常压下充分溶解，得到混合物；将所述混合物与60重量份 柴油混合，搅拌lOmin后得到甲醇柴油。对所述甲醇柴油进行观察，其外观清亮透明。取200mL所述甲醇柴油置于250mL具塞量筒中，加入3mL蒸馏水摇动5min，室温下 放置48h后，所述甲醇柴油不再清亮透明，有分层现象发生，说明所述甲醇柴油不具有遇水 抗相分离性能；取200mL所述甲醇柴油置于250mL具塞量筒中，将所述量筒垂直放置于0°C的冰箱 中，48h后取出，所述甲醇柴油不再清亮透明，有分层现象，说明所述甲醇柴油不具有低温抗 相分离性能；将所述甲醇柴油于室温下分别放置1个月、3个月和6个月时，观察所述甲醇柴油， 结果参见表1，表1为本发明实施例及比较例提供的甲醇柴油的稳定性测试结果。表1本发明实施例及比较例提供的甲醇柴油的稳定性测试结果。
7 由表1可知，与现有的甲醇柴油相比，本发明提供实施例提供的甲醇柴油性质稳 定，长期保存外观依然清亮透明，而且不会发生分层现象和出现凝聚物。对所述甲醇柴油进行性能测试，结果参见表2，表2为本发明实施例及比较例提供 的甲醇柴油的性能测试结果。表2本发明实施例及比较例提供的甲醇柴油的性能测试结果 由表2可知，与现有的甲醇柴油相比，本发明提供的甲醇柴油凝点较低，闪点和 十六烷值均较高，因此具有良好的性能。由上述实施例及比较例可知，本发明提供的甲醇柴油具有良好的稳定性、遇水抗 相分离性能和低温抗相分离性能，长期放置不分层，也不会出现凝聚物；同时，本发明提供 的甲醇柴油具有良好的凝点、闪点和十六烷值，符合车用柴油的要求，可以代替柴油使用， 从而提高燃烧效率、降低排放污染，获得良好的经济效益和社会效益。以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对 于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行 若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
一种甲醇柴油，包括以下体积百分比的组分40％～85％的柴油；5％～40％的甲醇；0.1％～2％的表面活性剂，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值为3～6；5％～30％的助表面活性剂；0.1％～1％的助剂。
2.根据权利要求1所述的甲醇柴油，其特征在于，包括0.2% 1. 5%的表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的甲醇柴油，其特征在于，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值 为4 5。
4.根据权利要求1 3任意一项所述的甲醇柴油，其特征在于，所述表面活性剂为非离 子聚氧乙烯醚类氟碳、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、烷基酚聚氧乙烯醚和烷基糖苷中的一种或 两种。
5.根据权利要求1所述的甲醇柴油，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪酸山梨坦、聚 山梨酯和烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种。
6.根据权利要求1所述的甲醇柴油，其特征在于，所述助表面活性剂为正丁醇、正辛醇 和正十二醇中的一种或多种。
7.根据权利要求1所述的甲醇柴油，其特征在于，所述助剂包括 4 6重量份的油酸；2 4重量份的烷基酚磺酸盐；0. 5 1重量份的二烷氧基二硫代氨基甲酸锌；0. 5 1重量份的二氧基硅油；1 3重量份的硝酸异辛酯；0. 5 1重量份的环戊二茂铁；1.5 3重量份的乙醇胺。
8.根据权利要求7所述的甲醇柴油，其特征在于，所述乙醇胺为一乙醇胺、二乙醇胺和 三乙醇胺中的一种或多种。
9.一种甲醇柴油的制备方法，包括将柴油与表面活性剂混合均勻后加入甲醇，混合均勻后得到微乳液，所述表面活性剂 的亲水亲油平衡值为3 6 ；向所述微乳液中加入助表面活性剂和助剂，混合均勻后得到甲醇柴油。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值 为4 5。
全文摘要
本发明提供了一种甲醇柴油，包括以下体积百分比的组分40％～85％的柴油；5％～40％的甲醇；0.1％～2％的表面活性剂，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值为3～6；5％～30％的助表面活性剂；0.1％～1％的助剂。本发明还提供了一种甲醇柴油的制备方法，包括将柴油与表面活性剂混合均匀后加入甲醇，混合均匀后得到微乳液，所述表面活性剂的亲水亲油平衡值为3～6；向所述微乳液中加入助表面活性剂和助剂，混合均匀后得到甲醇柴油。在本发明提供的甲醇柴油中，甲醇和柴油在表面活性剂和助表面活性剂的作用下形成透明、稳定的微乳液，从而使得到的甲醇柴油具有较好的稳定性，长期放置不会发生分层现象。
文档编号C10L1/198GK101914395SQ201010274919
公开日2010年12月15日 申请日期2010年9月8日 优先权日2010年9月8日
发明者苏德香, 董琳燕, 金宝福 申请人:浙江钱江能源集团有限公司