专利名称：一种甲醇柴油微乳液及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种能够直接用于柴油发动机的替代燃料，尤其是涉及一种甲醇柴油 微乳液及其制备方法。
背景技术：
随着国民经济的快速发展和人民生活水平的提高，我国对能源的需要日趋增大， 以石油为原料的液体燃料消耗持续增长。与此同时，传统的石油资源日渐匮乏。据统计，世 界范围内石油可开采量大约为1200亿 1400亿吨，按世界石油年消耗量30亿 32亿吨 估计，还可维持40 50年。因此，研究与开发替代燃料势在必行。国际车用燃料发展趋势 及我国能源政策都明确指出，汽车要逐步减少矿石燃料的使用，扩大醇类燃料及生物燃料 的用量。Hamelinck指出，目前甲醇和Fischer-Tropsch法合成燃料是最好的动力燃料。其 中甲醇原料来源十分广泛，价格便宜，其制造工艺十分成熟。甲醇含氧量高，有利于实现燃 料的无烟燃烧，使得CO、HC排放量减少。柴油机热效率比汽油机高，低速大扭矩特性、可靠性好，甲醇在柴油机中的应用将 带来更多的节能效果。将甲醇作为超低排放的燃料在国内外已经得到了一些应用。公开的甲醇柴油专利已有不少公开号为200610012869. 3的中国发明专利提供 了一种环保甲醇柴油的配制方法，其主要成分质量百分比为改性生物柴油40 90%，甲 醇10 60%，石化柴油0 30%，通过用有机或无机酸对生物柴油进行化学改性，解决了 甲醇与柴油的互溶性问题；公开号为200610009735. 6的中国发明专利通用甲醇柴油及其 配置方法，其主要成分重量百分比为甲醇10 80，柴油70 10，助剂5 10 ；公开号 为200810069261.3的中国发明专利其主要成分重量百分比为甲醇1 35%，柴油61 80%，MTBE2 5%，油酸1 5%，正己烷0. 2 0. 5%，异丙醇0. 3 0. 5%，叔丁醇0. 25 0.6%，浓茶水1 2%，植物油酸和浓茶水有很好助溶作用，解决了甲醇大比例加入后的 混溶和分层问题，MTBE、正己烷、叔丁醇等用于改善混溶燃料的燃烧性能，提高甲醇柴油的 冷启动性和抗爆性。公开号为200810201005. 5的中国发明专利，其组成按体积比为柴油 60 85份，甲醇10 30份，油酸0.5 2份，石油醚0.5 1.5份，乙酸乙酯1 2份， 二茂铁0. 5 1. 2份，亚硝酸异戊酯0. 3 1. 5份，及少量正丁醇和异戊醇各约0. 5 1. 2 份，据称解决醇油易分层和低温冷启动不良的难题。现有技术中甲醇柴油的种类虽然很多，但存在明显不足一、甲醇柴油添加助溶剂 价格较高；二、放置时易分层；三、闪点低，易着火不安全；四、甲醇柴油十六烷值较低，很难 达到柴油机使用标准(大于50)；五、甲醇柴油对发动机油路及气缸金属部分、以及对连接 管路橡塑件都存在腐蚀和溶胀问题。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种制备工艺简单、 甲醇添加量大、燃烧性能良好、且排放指标符合环保要求的甲醇柴油微乳液及其制备方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现
一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，该微乳液包括以下组成和重量份含量
组分重量份[OO10] 改性甲醇15—50；[OO11] 表面活性剂 o．1—5；[OO12] 柴油40一60；[OO13] 助溶剂8—20。[OO14] 所述的改性甲醇由以下各组分按重量份混合配制而成，其配比如下[OO15] 组分重量份[OO16] 甲醇70一96；[OO17] 十六烷值改进剂 3一lo；[OO18] 闪点提高剂l一7；[OO19] 着火添加剂o．ol—l；
润滑剂o．OOl—l；
抗磨剂o．OOl—l；
抗氧剂o．OOl—l；
防腐蚀剂 o．OOl—l。
所述的十六烷值改进剂选自硝酸异辛酯1硝酸异戊酯1一缩二乙二醇硝酸酯1二缩三乙二醇二硝酸酯中的一种或几种互配而成；所述的闪点提高剂选自水1乙二醇1季戊四醇中的一种或几种互配而成；所述的着火添加剂选自醋酸丁酯1酯醋酸乙烯酯1环戊二茂铁1草酸二丁酯1甲基叔丁基醚中的一种或几种互配而成；所述的润滑剂选自脂肪醇润滑剂1植物油1三羟甲基丙烷酯1市售柴油机润滑剂CI)301CD401CI)50中的一种或几种互配而成；所述的抗磨剂选自氯化石蜡1丙二醇1三乙醇胺1油酸1亚油酸1蓖麻酸中的一种或几种互配而成；所述的抗氧剂选自2，6一二叔丁基对甲酚1N，N一二仲丁基对苯二胺1市售HN—Klol抗氧剂中的一种或几种互配而成；所述的防腐蚀剂选自苯并三氮唑1N一甲基吗啉1市售腐蚀抑希0齐0 ECl023A1NETl 14腐蚀抑希0齐0。
所述的十六烷值改进剂优选硝酸异辛酯1一缩二乙二醇硝酸酯1二缩三乙二醇二硝酸酯中的一种或几种互配而成；所述的着火添加剂优选环戊二茂铁1酯醋酸乙烯酯的一种或几种互配而成；所述的润滑剂优选植物油或三羟甲基丙烷酯；所述的抗磨剂优选丙二醇1三乙醇胺1氯化石蜡中的一种或几种互配而成；所述的抗氧剂优选2，6一二叔丁基对甲酚；所述的防腐蚀剂优选苯并三氮唑。
所述的表面活性剂选自吐温201吐温2l1吐温401吐温601吐温6l1吐温801吐温8l1吐温851司盘201司盘601司盘651司盘801司盘851。P 41。P71。P 91。P lo中的一种或几种互配，互配的复合表面活性剂HLB为3—6。
所述的表面活性剂优选吐温851司盘651司盘851司盘601。P lo中的一种或几种互配而成，互配的复合表面活性剂HLB优选3．6—5．6。
所述的助溶剂为丙醇1异丙醇1丁醇1异丁醇1辛醇1正戊醇1异戊醇1正癸醇1正辛醇1蓖麻油1油酸1260#溶剂油1精制煤焦油中的一种或几种。
所述的助溶剂优选丁醇1异丁醇1正癸醇1正辛醇1蓖麻油1精制煤焦油中的一种或几种互配而成。 一种甲醇柴油微乳液的制备方法，其特征在于，该方法首先将甲醇70 96重量份 加入反应釜，在搅拌条件下加十六烷值改进剂3 10重量份；闪点提高剂1 7重量份；着 火添加剂0. 01 1重量份；润滑剂0. 001 1重量份；抗磨剂0. 001 1重量份；抗氧剂 0. 001 1重量份；防腐蚀剂0. 001 1重量份至所有原料全部溶解制备出改性甲醇，再加 入柴油及表面活性剂，高速搅拌下加入助溶剂至溶液澄清透明，得到甲醇柴油微乳液。
所述的柴油为市售柴油。与现有技术相比，本发明根据微乳液形成原理，提供了一种甲醇柴油微乳液的配 制方法，本发明甲醇柴油微乳液制备工艺简单、甲醇添加量大、燃烧性能良好、且排放指标 符合环保要求。本发明所配制的甲醇柴油微乳液主要技术指标符合国家对车用甲醇汽油的有关 标准。本发明具有以下优点1、本发明甲醇柴油微乳液配制工艺简单；2、本发明采用助溶剂成本低廉，助溶效果好，热值高，所配制的甲醇柴油微乳液长 期放置不分层。3、本发明甲醇柴油微乳液可以直接用于柴油发动机，无需改装，成功解决了甲醇 柴油对发动机油路及气缸金属部分、以及对连接管路橡塑件都存在腐蚀和溶胀等问题。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。实施例1改性甲醇配制将3Kg甲醇加入反应釜中，搅拌条件下加入3g环戊二茂铁，200g 硝酸异辛酯，IOOg 一缩二乙二醇硝酸酯，IOOg乙二醇，IOOg季戊四醇，3g脂肪醇润滑剂，2g 苯并三氮唑，3g氯化石蜡，lg2，6- 二叔丁基对甲酚，加料完毕后搅拌至溶液澄清透明得改 性甲醇。助溶剂配制将IKg 丁醇、5Kg异丁醇、3Kg蓖麻油、5Kg煤焦油加入反应釜搅拌至 混合均勻得到助溶剂。甲醇柴油微乳液制备，在制备的改性甲醇中，加入4. 3Kg柴油、150g司盘65、50g 0P10，剧烈搅拌条件下加入上述配制的助溶剂2kg，搅拌20分钟得到澄清透明的甲醇柴油 微乳液。实施例2改性甲醇配制将4Kg甲醇加入反应釜中，搅拌条件下加入4g环戊二茂铁，210g 硝酸异辛酯，IlOg —缩二乙二醇硝酸酯，IlOg乙二醇，80g季戊四醇，3g脂肪醇润滑剂，2g苯 并三氮唑，3. Ig氯化石蜡，1.2g 2，6_ 二叔丁基对甲酚加料完毕后搅拌至溶液澄清透明得 改性甲醇。助溶剂配制将IKg 丁醇、3Kg异丁醇、IKg蓖麻油、SKg煤焦油加入反应釜搅拌至 混合均勻得到助溶剂。甲醇柴油微乳液制备，在制备的改性甲醇中，加入3Kg柴油、IOOg司盘85、70g司盘65、60g OPlO剧烈搅拌条件下加入上述配制的助溶剂2. 26kg，搅拌20分钟得到澄清透明的 甲醇柴油微乳液。实施例3改性甲醇配制将1. 5Kg甲醇加入反应釜中，搅拌条件下加入Ig环戊二茂铁，IOOg 硝酸异辛酯，50g —缩二乙二醇硝酸酯，40g乙二醇，60g季戊四醇，Ig脂肪醇润滑剂，1.5g苯 并三氮唑，1. 3g氯化石蜡，0. 5g2，6- 二叔丁基对甲酚加料完毕后搅拌至溶液澄清透明得改 性甲醇。助溶剂配制将IKg 丁醇、4. 5Kg异丁醇、2Kg蓖麻油、7Kg煤焦油加入反应釜搅拌 至混合均勻得到助溶剂。甲醇柴油微乳液制备，在制备的改性甲醇中，加入7Kg柴油、30g司盘85、20g司盘 65、30g吐温85，剧烈搅拌条件下加入上述配制的助溶剂1. 17kg，搅拌20分钟得到澄清透明 的甲醇柴油微乳液。实施例4改性甲醇配制将2Kg甲醇加入反应釜中，搅拌条件下加入Ig环戊二茂铁，90g硝 酸异辛酯，60g —缩二乙二醇硝酸酯，45g乙二醇，70g季戊四醇，Ig脂肪醇润滑剂，1.5g苯并 三氮唑，1. 6g氯化石蜡，1. 3g 2,6- 二叔丁基对甲酚加料完毕后搅拌至溶液澄清透明得改 性甲醇。助溶剂配制将IKg正辛醇、2. 5Kg异丁醇、2Kg蓖麻油、6Kg煤焦油加入反应釜搅 拌至混合均勻得到助溶剂。甲醇柴油微乳液制备，在制备的改性甲醇中，加入6Kg柴油、45g司盘85、15g司盘 65、25g 0P10，剧烈搅拌条件下加入上述配制的助溶剂1. 73kg，搅拌20分钟得到澄清透明 的甲醇柴油微乳液。实施例5改性甲醇配制将3Kg甲醇加入反应釜中，搅拌条件下加入3g环戊二茂铁，200g 一缩二乙二醇硝酸酯，IOOg 二缩三乙二醇二硝酸酯，IOOg乙二醇，3g脂肪醇润滑剂，2g苯并 三氮唑，3g氯化石蜡，1. 2g 2,6- 二叔丁基对甲酚加料完毕后搅拌至溶液澄清透明得改性 甲醇。助溶剂配制将IKg正癸醇、5Kg异丁醇、3Kg蓖麻油、IKg正辛醇、5Kg煤焦油加入 反应釜搅拌至混合均勻得到助溶剂。甲醇柴油微乳液制备，在制备的改性甲醇中，加入4. 3Kg柴油、IOOg司盘85、50g司 盘65、40g OPlOUOg吐温85，剧烈搅拌条件下加入上述配制的助溶剂2kg，搅拌20分钟得 到澄清透明的甲醇柴油微乳液。实施例6改性甲醇配制将2.5Kg甲醇加入反应釜中，搅拌条件下加入1.5g环戊二茂铁， 150g —缩二乙二醇硝酸酯，80g 二缩三乙二醇二硝酸酯，70g乙二醇，1. 6g脂肪醇润滑剂，Ig 苯并三氮唑，Ig氯化石蜡，1. 3g 2,6- 二叔丁基对甲酚加料完毕后搅拌至溶液澄清透明得 改性甲醇。助溶剂配制将IKg正辛醇、5Kg异丁醇、3Kg蓖麻油、9Kg煤焦油加入反应釜搅拌 至混合均勻得到助溶剂。
甲醇柴油微乳液制备，在制备的改性甲醇中，加入6Kg柴油、120g司盘60、30g司盘 65、50g 0P10，剧烈搅拌条件下加入上述配制的助溶剂1kg，搅拌20分钟得到澄清透明的甲 醇柴油微乳液。实施例7改性甲醇配制将7Kg甲醇加入反应釜中，搅拌条件下加入IOg环戊二茂铁，IKg 硝酸异辛酯，2Kg —缩二乙二醇硝酸酯，4Kg水，3Kg季戊四醇，IKg植物油润滑剂，IKgN-甲基 吗啉，IKg丙二醇，IKg市售HN-KlOl抗氧剂，加料完毕后搅拌至溶液澄清透明得改性甲醇。助溶剂配制将2Kg 丁醇、IOKg异丁醇、6Kg蓖麻油、IOKg煤焦油加入反应釜搅拌 至混合均勻得到助溶剂。甲醇柴油微乳液制备，取上述制备的改性甲醇15Kg，加入60Kg柴油、3.7Kg司盘 65、1. 3Kg 0P10，剧烈搅拌条件下加入上述配制的助溶剂20Kg，搅拌20分钟得到澄清透明 的甲醇柴油微乳液。实施例8改性甲醇配制将96Kg甲醇加入反应釜中，搅拌条件下加入IKg酯醋酸乙烯酯， IOKg硝酸异戊酯，IKg乙二醇，IKg市售柴油机润滑剂CD30，IKg市售腐蚀抑制剂EC1023A， IKg氯化石蜡，IKg 2,6- 二叔丁基对甲酚加料完毕后搅拌至溶液澄清透明得改性甲醇。助溶剂配制将IKg正辛醇、5Kg异丁醇、3Kg蓖麻油、9Kg煤焦油加入反应釜搅拌 至混合均勻得到助溶剂。甲醇柴油微乳液制备，取上述制备的改性甲醇50Kg，加入40Kg柴油、60g司盘60、 25g司盘65、15g 0P10，剧烈搅拌条件下加入上述配制的助溶剂8Kg，搅拌20分钟得到澄清 透明的甲醇柴油微乳液。
权利要求
一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，该微乳液包括以下组成和重量份含量组分 重量份改性甲醇 15～50；表面活性剂0.1～5；柴油 40～60；助溶剂8～20。
2.根据权利要求1所述的一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，所述的改性甲醇由以下 各组分按重量份混合配制而成，其配比如下 组分重量份甲醇70 96 十六烷值改进剂3 10 ；闪点提高剂1 7 ；着火添加剂0.01 1 ；润滑剂0.001 ‘1抗磨剂0.001 ‘1抗氧剂0.001 ‘1防腐蚀剂0.001 ‘1
3.根据权利要求2所述的一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，所述的十六烷值改进剂 选自硝酸异辛酯、硝酸异戊酯、一缩二乙二醇硝酸酯、二缩三乙二醇二硝酸酯中的一种或几 种互配而成；所述的闪点提高剂选自水、乙二醇、季戊四醇中的一种或几种互配而成；所述 的着火添加剂选自醋酸丁酯、酯醋酸乙烯酯、环戊二茂铁、草酸二丁酯、甲基叔丁基醚中的 一种或几种互配而成；所述的润滑剂选自脂肪醇润滑剂、植物油、三羟甲基丙烷酯、市售柴 油机润滑剂⑶30、⑶40、⑶50中的一种或几种互配而成；所述的抗磨剂选自氯化石蜡、丙二 醇、三乙醇胺、油酸、亚油酸、蓖麻酸中的一种或几种互配而成；所述的抗氧剂选自2，6_ 二 叔丁基对甲酚、N, N- 二仲丁基对苯二胺、市售HN-KlOl抗氧剂中的一种或几种互配而成； 所述的防腐蚀剂选自苯并三氮唑、N-甲基吗啉、市售腐蚀抑制剂EC1023A、NET114腐蚀抑制 剂。
4.根据权利要求3所述的一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，所述的十六烷值改进剂 优选硝酸异辛酯、一缩二乙二醇硝酸酯、二缩三乙二醇二硝酸酯中的一种或几种互配而成； 所述的着火添加剂优选环戊二茂铁、酯醋酸乙烯酯的一种或几种互配而成；所述的润滑剂 优选植物油或三羟甲基丙烷酯；所述的抗磨剂优选丙二醇、三乙醇胺、氯化石蜡中的一种或 几种互配而成；所述的抗氧剂优选2，6_ 二叔丁基对甲酚；所述的防腐蚀剂优选苯并三氮 唑。
5.根据权利要求1所述的一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，所述的表面活性剂选自 吐温20、吐温21、吐温40、吐温60、吐温61、吐温80、吐温81、吐温85、司盘20、司盘60、司 盘65、司盘80、司盘85、OP 4、OP 7、OP 9、OP 10中的一种或几种互配，互配的复合表面活 性剂HLB为3 6。
6.根据权利要求5所述的一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，所述的表面活性剂优选 吐温85、司盘65、司盘85、司盘60、OP 10中的一种或几种互配而成，互配的复合表面活性剂HLB优选3. 6 5. 6。
7.根据权利要求1所述的一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，所述的助溶剂为丙醇、异 丙醇、丁醇、异丁醇、辛醇、正戊醇、异戊醇、正癸醇、正辛醇、蓖麻油、油酸、260#溶剂油、精制 煤焦油中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的一种甲醇柴油微乳液，其特征在于，所述的助溶剂优选丁醇、 异丁醇、正癸醇、正辛醇、蓖麻油、精制煤焦油中的一种或几种互配而成。
9.一种如权利要求1所述的甲醇柴油微乳液的制备方法，其特征在于，该方法首先将 甲醇70 96重量份加入反应釜，在搅拌条件下加十六烷值改进剂3 10重量份；闪点提高 剂1 7重量份；着火添加剂0. 01 1重量份；润滑剂0. 001 1重量份；抗磨剂0. 001 1重量份；抗氧剂0.001 1重量份；防腐蚀剂0. 001 1重量份至所有原料全部溶解制备 出改性甲醇，再加入柴油及表面活性剂，高速搅拌下加入助溶剂至溶液澄清透明，得到甲醇 柴油微乳液。
全文摘要
本发明涉及一种甲醇柴油微乳液及其配制方法，根据微乳化理论，利用改性甲醇(15～50)重量份、表面活性剂(0.1～5)重量份、柴油(40～60)重量份及助溶剂(8～20)重量份等基础原料配制出一种甲醇柴油微乳液。与现有技术相比，本发明解决了现有甲醇柴油稳定性差、闪点低、热值低、遇水分层等技术难题，具有制备工艺简单、甲醇添加量大、燃烧性能良好、且排放指标符合环保要求等优点。
文档编号C10L10/12GK101935560SQ20101027672
公开日2011年1月5日 申请日期2010年9月9日 优先权日2010年9月9日
发明者周长连, 杨维成, 罗勇, 谭树波 申请人:上海化工研究院