本发明涉及醇类代用燃料领域，具体是一种基于酵母油脂的甲醇柴油添加剂及其制备的甲醇柴油。
背景技术
醇类燃料作为一种清洁、廉价、高效的石化燃料替代品，以其低廉的成本和丰富的来源越来越受到重视，被认为是代用燃料领域最有希望的车用燃料。美国诺贝尔化学奖获得者乔治·a·奥拉经过长期研究认为，“甲醇经济”作为替代燃料，使人类能够不再依赖于日益减少的石油和天然气资源，这一点尤为符合我国石化资源日益紧缺的现状。甲醇含氧量占50%，其着火极限较柴油宽，燃烧速度高，有利于减少颗粒物排放；甲醇沸点比柴油低，混合气形成速度较快，且比较均匀，有利于完全燃烧；甲醇理论空燃比柴油低，发动机中燃烧更为完全，能够有效降低温室效应气体的排放；但是，甲醇作为柴油机代用燃料具有以下不利因素：（1）由于甲醇中含有羟基，是极性物质，所以甲醇和柴油混合非常困难，并且极易出现分层的现象，贮存稳定性较差；（2）甲醇的闪点仅为12℃，比柴油闪点55℃低很多，也就是说柴油中混入甲醇以后，混合燃料的闪点会迅速降低至甲醇的闪点（12℃）附近，使混合燃料变得极不稳定，遇明火就有爆炸的可能，存在严重的运输和贮藏危险；（3）甲醇的汽化潜热大，高汽化潜热产生的冷却效应对发动机低速、低负荷时的工况会产生不利影响；（4）甲醇的粘度低、润滑性差，直接使用柴油机原有的燃油喷射系统时，会造成系统磨损，甚至卡死等故障，从而影响发动机的可靠性和耐久性；（5）甲醇的燃点比柴油燃点高很多（＞200℃），因此甲醇难以压燃，自发着火的能力较差；（6）甲醇的饱和蒸气压比柴油高，因此很容易出现高温气阻的现象；（7）甲醇的热值仅为柴油的43.6%，因此甲醇的引入必然会降低燃料的热值，从而显著降低发动机的功率和扭矩；（8）甲醇的十六烷值比柴油低，而汽化潜热又比柴油高，这些都直接降低了发动机低负荷时掺烧甲醇的热效率和经济性。由此可见，甲醇自身存在的互溶差、气阻高、闪点低、热值低、腐蚀严重、经济性差等问题才是制约甲醇柴油发展的关键因素。
为了解决甲醇燃料出现的上述问题，近年来出现了很多新型的专利技术。专利号为cn102161922a，公开了一种“甲醇柴油添加剂及甲醇柴油”，使用了具有毒性并且闪点非常低的丙酮和甲苯，且添加剂用量>10%，用量非常大，成本非常高；专利号为cn102229820a，公开了一种“变性甲醇柴油及其配兑工艺”，使用了聚甲氧基甲缩醚，其实就是甲缩醛的聚合物，属于明令禁止在柴油中添加的物质；专利号为cn1948443a，公开了一种“代替柴油的燃料及其制备方法和应用”，其所述的防冻剂优选了氢氧化钠，氢氧化钠是无机强碱，对金属具有非常强的腐蚀性，同时又是强酸强碱盐，具有非常好的导电性能，因而可大幅度增加油品的电导率，加速油路系统的电化学腐蚀；专利号为cn101955814a，公开了一种“二甲醚甲醇柴油混合燃料及其制备方法”，使用了成本高、闪点低、易吸入中毒、制作工艺复杂、常温储存危险的二甲醚作为提高动力的主原料；专利号为cn101709234a，公开了一种“甲醇柴油复合添加剂及制备方法”，但是该专利在内容中未提及所述实施例的闪点温度，其根本上还是没有解决甲醇柴油闪点低的问题；专利号为cn103911191a，公开了一种“柴油的添加剂及其制备方法”，其所述的实施例中，添加剂用量高达17%，但是凝点和冷滤点较常规0#柴油相比较，不但没有降低，反而略有提高，可见其不但成本很高而且收效甚微；专利号为cn107099345a，公开了一种“生物醇基燃油助溶增溶剂”、专利号为cn106947555a，公开了一种“生物醇基燃油动力热值剂”、专利号为cn106906014a，公开了一种“生物醇基轻质燃料闪点提高剂”、专利号为cn107338114a，公开了一种“生物醇基轻质燃料降凝流变剂”，上述四项专利对醇基燃料各类问题分析透彻，原理解释详尽，解决方案明确，但是其用酵母脂肪酸制作工艺复杂，且不能有效利用各类工厂废水、废油、废糖液等宝贵资源变废为宝，因而存在工艺成本高，工业废弃物利用率低的缺陷；专利号为cn107739632a，公开了一种“利用微生物发酵地沟油产物为主体制备甲醇汽油添加剂的方法及其应用”，其所述实施例中的正戊烷、环己烷、甲酸甲酯、乙酸乙酯、碳酸二甲酯等成分属于低闪点组分，由于柴油对闪点的特殊要求（不低于55℃），并且成品油的闪点遵循“闪点最低原则”，因而该专利不能参考。由此可见，研发一种用量少、成本低、效果好、具有生物可降解性、不含危害成分和电解质、不会对环境造成二次污染的新型环保甲醇柴油添加剂变得迫在眉睫。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：提供一种具有防分层助溶、防腐蚀防溶胀、除积碳清胶质、提闪点降凝点、提高动力促进燃烧等功效，有效解决甲醇柴油制备、贮藏、推广使用过程中各类技术难题的甲醇柴油添加剂；本发明要解决的另一个技术问题是：提供一种十六烷值高、动力性强、闪点高、凝点低的甲醇柴油。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于酵母油脂的甲醇柴油添加剂，所述的酵母油脂按下述方法获取：
将实验室长期驯化菌种ht-925真皮毛孢子菌于ypd培养基上恒温培养，所述真皮毛孢子菌的保藏编号：cgmcc14875；将培养后的菌体用生理盐水洗脱，获得浓度为107~108个/ml的菌悬液；将上述菌悬液接种到葡萄糖、酵母粉和尿素组成的种子培养基中，富集培养获得种子液；将种子液接种到以地沟油、淀粉厂废水和废糖蜜为主体的发酵培养基中，经25~32℃，溶氧20~60%，发酵培养5~7天，获得酵母油脂；
基于所述酵母油脂的甲醇柴油添加剂，按体积单位百分比计，由以下功能组分组成：防分层助溶组分20~30%，防腐蚀防溶胀组分5~10%，除积碳清胶质组分5~10%，提闪点降凝点组分20~30%，提动力促燃烧组分30~40%；
所述的防分层助溶组分，按体积单位百分比计，由以下组分组成：酵母油脂10~15%，异辛醇或正辛醇与正十二醇1:2的混合物4~9%，环氧脂肪酸甲酯或脂肪酸甲酯与环氧脂肪酸甲酯1:1的混合物4~9%；
所述的防腐蚀防溶胀组分，按体积单位百分比计，由以下组分组成：酵母油脂1~2%，α-甲基萘或邻酞酸三丁酯与邻酞酸三辛酯1:1的混合物2~4%，环己酮或环己酮与烷基水杨酸1:1的混合物2~4%；
所述的除积碳清胶质组分，按体积单位百分比计，由以下组分组成：酵母油脂1~2%，乙二醇或乙二醇与聚乙二醇1:2的混合物2~4%，正丁醇或仲丁醇与己二醇1:1的混合物2~4%；
所述的提闪点降凝点组分，按体积单位百分比计，由以下组分组成：酵母油脂10~15%，棕榈油与棉籽油1:1的混合物或己酸丁酯与脂肪酸甘油酯1:1的混合物4~9%，马来酸酯与富马酸酯共聚物或eva与whp1:1的混合物4~9%；
所述的提动力促燃烧组分，按体积单位百分比计，由以下组分组成：酵母油脂5~10%，硝酸环己酯与硝酸异辛酯1:1的混合物或硝酸环十二酯与3-甲基-3-硝基-2-丁基硝酸酯1:3的混合物10~15%，2-硝基丙烷与硝基丁烷2:1的混合物或二叔丁基过氧化物与庚烷过氧化物1:3的混合物15~20%。
一种含有所述甲醇柴油添加剂的甲醇柴油，按体积单位百分比计，由以下组分组成：无水甲醇或多碳醇10~30%，柴油70~90%，甲醇柴油添加剂0.1~0.5%；所述的无水甲醇或多碳醇、柴油、甲醇柴油添加剂组分，加入到搅拌容器中，在常温下搅拌均匀，即为甲醇柴油。
上述技术方案，基于如下原则而设计：
（1）甲醇柴油添加剂的设计方向：具有良好的防分层互溶各种组分的效果；不存在腐蚀和溶胀的问题；油溶性好；添加剂之间不产生拮抗性；具有分散胶质、清洗积碳性能；显著提高闪点、降低凝点、提升动力；
（2）甲醇柴油添加剂的设计原则：具有生物可降解性，不会对环境造成二次污染；密度要适当，以接近甲醇密度为原则，便于对甲醇改性；有一定的普适性；要有足够的能值，弥补甲醇热值不足问题；成膜性好，能够有效抑制油箱、油路系统积碳的二次沉积；制作工艺简单，用量少，不含危害成分和电解质，成本低廉；
（3）甲醇柴油添加剂的设计机理：利用各类化合物及酵母油脂之间特殊的协同作用，在各类分子之间形成柔性非常高的界面膜，通过分子间的作用力及微囊化原理，稳定油品中的各种组分；通过建立上述微乳化体系，运用“微爆理论”，加速了混合燃料的燃烧反应，从而改善了尾气排放，起到了环保的作用；上述微乳化体系的建立，还有助于增加燃料分子间的作用力、提升燃料沸点、提高燃料相对密度、降低燃料的饱和蒸气压，从而起到提高闪点的作用；除此之外，微乳化体系的建立，破坏了蜡晶分子结构，使蜡晶分散度增加，从而显著降低了凝点和冷滤点，且不存在反弹问题。
采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：
（1）本发明选择了地沟油、淀粉厂废水及废糖蜜这些物质作为酵母油脂的发酵源，变废为宝、利废为能，有效解决了排放污染问题，同时为开发利用油脂工业废弃物开辟了新的途径；
（2）本发明的甲醇柴油添加剂与现有技术相比，用量少、成本低、效果好、具有生物可降解性、不含危害成分及电解质、不会给环境带来次生污染。
（3）本发明的甲醇柴油添加剂，外观透明清亮，气味芳香，易被人们接受。
（4）本发明的甲醇柴油，十六烷值高、动力性强、闪点高、凝点低，具有极高的推广价值和广泛的市场前景。
（5）本发明制备简单、使用方便，具有防分层助溶、防腐蚀防溶胀、除积碳清胶质、提闪点降凝点、提高动力促进燃烧等功效，为解决甲醇柴油制备、贮藏、推广使用过程中遇到的技术难题开辟了一种新途经，具有广泛的推广价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细说明，但并不局限于对本发明的限定。
以下实施例所用的酵母油脂，按下述步骤获取：
（1）菌种：所用菌种是在实验室经过地沟油、淀粉厂废水和废糖蜜复合发酵培养基长期筛选得到的酵母油脂高产菌株，油脂产量高达50%，编号ht-925，于2017年11月13日保藏在中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心（地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号），保藏编号：cgmccno.14875，分类命名为真皮毛孢子菌（trichosporondermatis）；
（2）菌种活化：将真皮毛孢子菌接种到由葡萄糖、蛋白胨、酵母粉和琼脂组成的ypd斜面培养基上恒温培养，获得活化菌种；
（3）菌悬液制备：将活化好的菌种用生理盐水洗脱，获得浓度为107~108个/ml的菌悬液；
（4）种子液制备：将上述菌悬液按照3~5%（体积单位）接种到由葡萄糖、酵母粉和尿素组成的液体培养基中，25~32℃摇床培养24h，富集培养获得种子液；
（5）发酵培养：将种子液按照10~15%（体积单位）接种到以地沟油、淀粉厂废水和废糖蜜为主体的发酵培养基中，经25~32℃，溶氧20~60%，发酵培养5~7天，获得发酵液；
（6）获得酵母油脂：发酵结束后，将发酵液收集，经离心沉淀处理，发酵液残余可收集二次使用，分离收集的菌体及代谢产物经破碎、纯化等技术工艺处理，即可获得酵母油脂。
实施例1：
1.甲醇柴油添加剂，按体积单位百分比计，由以下功能组分组成：20%的防分层助溶组分，9%的防腐蚀防溶胀组分，6%的除积碳清胶质组分，30%的提闪点降凝点组分，35%的提动力促燃烧组分；各组分加入到容器中，在常温下搅拌均匀即可得到透明、清亮的甲醇柴油添加剂成品。
其中，防分层助溶组分，包括酵母油脂11%，正辛醇与正十二醇1:2的混合物4%，环氧脂肪酸甲酯5%；防腐蚀防溶胀组分，包括酵母油脂2%，α-甲基萘4%，环己酮与烷基水杨酸1:1的混合物3%；除积碳清胶质组分，包括酵母油脂1%，乙二醇与聚乙二醇1:2的混合物3%，正丁醇2%；提闪点降凝点组分，包括酵母油脂13%，棕榈油与棉籽油1:1的混合物8%，马来酸酯与富马酸酯共聚物9%；提动力促燃烧组分，包括酵母油脂5%，硝酸环己酯与硝酸异辛酯1:1的混合物13%，2-硝基丙烷与硝基丁烷2:1的混合物17%。
2.甲醇柴油，按体积单位百分比计，由以下组分组成：4%无水甲醇、16%的多碳醇、80%的柴油、0.2%的甲醇柴油添加剂，各组分加入到搅拌容器中，在常温下搅拌均匀即可得到甲醇柴油成品油。
实施例2：
1.甲醇柴油添加剂，按体积单位百分比计，由以下功能组分组成：25%的防分层助溶组分，6%的防腐蚀防溶胀组分，9%的除积碳清胶质组分，28%的提闪点降凝点组分，32%的提动力促燃烧组分，各组分加入到容器中，在常温下搅拌均匀即可得到透明、清亮的甲醇柴油添加剂成品。
其中，防分层助溶组分，包括酵母油脂12%，正辛醇与正十二醇1:2的混合物7%，脂肪酸甲酯与环氧脂肪酸甲酯1:1的混合物6%；防腐蚀防溶胀组分，包括酵母油脂1%，邻酞酸三丁酯与邻酞酸三辛酯1:1的混合物2%，环己酮与烷基水杨酸1:1的混合物3%；除积碳清胶质组分，包括酵母油脂2%，乙二醇3%，仲丁醇与己二醇1:1的混合物4%；提闪点降凝点组分，包括酵母油脂11%，己酸丁酯与脂肪酸甘油酯1:1的混合物9%，马来酸酯与富马酸酯共聚物8%；提动力促燃烧组分，包括酵母油脂6%，硝酸环己酯与硝酸异辛酯1:1的混合物11%，二叔丁基过氧化物与庚烷过氧化物1:3的混合物15%。
2.甲醇柴油，按体积单位百分比计，由以下组分组成：2%无水甲醇、10%的多碳醇、88%的柴油、0.1%的甲醇柴油添加剂，各组分加入到搅拌容器中，在常温下搅拌均匀即可得到甲醇柴油成品油。
实施例3：
1.甲醇柴油添加剂，按体积单位百分比计，由以下功能组分组成：30%的防分层助溶组分，6%的防腐蚀防溶胀组分，6%的除积碳清胶质组分，22%的提闪点降凝点组分，36%的提动力促燃烧组分；各组分加入到容器中，在常温下搅拌均匀即可得到透明、清亮的甲醇柴油添加剂成品。
其中，防分层助溶组分，包括酵母油脂15%，正辛醇与正十二醇1:2的混合物9%，环氧脂肪酸甲酯6%；防腐蚀防溶胀组分，包括酵母油脂1%，邻酞酸三丁酯与邻酞酸三辛酯1:1的混合物3%，环己酮与烷基水杨酸1:1的混合物2%；除积碳清胶质组分，包括酵母油脂1%，乙二醇与聚乙二醇1:2的混合物2%，正丁醇3%；提闪点降凝点组分，包括酵母油脂10%，棕榈油与棉籽油1:1的混合物5%，eva与whp1:1的混合物7%；提动力促燃烧组分，包括酵母油脂6%，硝酸环十二酯与3-甲基-3-硝基-2-丁基硝酸酯1:3的混合物14%，2-硝基丙烷与硝基丁烷2:1的混合物16%。
2.甲醇柴油，按体积单位百分比计，由以下组分组成：6%无水甲醇、18%的多碳醇、76%的柴油、0.3%的甲醇柴油添加剂，各组分加入到搅拌容器中，在常温下搅拌均匀即可得到甲醇柴油成品油。
实施例4：
1.甲醇柴油添加剂，按体积单位百分比计，由以下功能组分组成：24%的防分层助溶组分，9%的防腐蚀防溶胀组分，8%的除积碳清胶质组分，21%的提闪点降凝点组分，38%的提动力促燃烧组分；各组分加入到容器中，在常温下搅拌均匀即可得到透明、清亮的甲醇柴油添加剂成品。
其中，防分层助溶组分，包括酵母油脂10%，异辛醇5%，脂肪酸甲酯与环氧脂肪酸甲酯1:1的混合物9%；防腐蚀防溶胀组分，包括酵母油脂2%，α-甲基萘4%，环己酮与烷基水杨酸1:1的混合物3%；除积碳清胶质组分，包括酵母油脂1%，乙二醇与聚乙二醇1:2的混合物3%，仲丁醇与己二醇1:1的混合物4%；提闪点降凝点组分，包括酵母油脂10%，棕榈油与棉籽油1:1的混合物7%，eva与whp1:1的混合物4%；提动力促燃烧组分，包括酵母油脂8%，硝酸环十二酯与3-甲基-3-硝基-2-丁基硝酸酯1:3的混合物12%，二叔丁基过氧化物与庚烷过氧化物1:3的混合物18%。
2.甲醇柴油，按体积单位百分比计，由以下组分组成：10%无水甲醇、20%的多碳醇、70%的柴油、0.5%的甲醇柴油添加剂加入到搅拌容器中，在常温下搅拌均匀即可得到甲醇柴油成品油。
实施例5：
1.甲醇柴油添加剂，按体积单位百分比计，由以下功能组分组成：20%的防分层助溶组分，9%的防腐蚀防溶胀组分，9%的除积碳清胶质组分，28%的提闪点降凝点组分，34%的提动力促燃烧组分；各组分加入到容器中，在常温下搅拌均匀即可得到透明、清亮的甲醇柴油添加剂成品。
其中，防分层助溶组分，包括酵母油脂12%，正辛醇与正十二醇1:2的混合物4%，脂肪酸甲酯与环氧脂肪酸甲酯1:1的混合物4%；防腐蚀防溶胀组分，包括酵母油脂2%，邻酞酸三丁酯与邻酞酸三辛酯1:1的混合物3%，环己酮与烷基水杨酸1:1的混合物4%；除积碳清胶质组分，包括酵母油脂2%，乙二醇与聚乙二醇1:2的混合物4%，正丁醇3%；提闪点降凝点组分，包括酵母油脂12%，己酸丁酯与脂肪酸甘油酯1:1的混合物8%，eva与whp1:1的混合物8%；提动力促燃烧组分，包括酵母油脂5%，硝酸环十二酯与3-甲基-3-硝基-2-丁基硝酸酯1:3的混合物11%，2-硝基丙烷与硝基丁烷2:1的混合物18%。
2.甲醇柴油，按体积单位百分比计，由以下组分组成：8%无水甲醇、22%的多碳醇、70%的柴油、0.4%的甲醇柴油添加剂，各组分加入到搅拌容器中，在常温下搅拌均匀即可得到甲醇柴油成品油。
应用本文所述甲醇柴油添加剂后主要试验指标测定（20℃）：
上述实施例仅用于对本发明的说明，其中添加剂各成分不同比例产生的不同组合，添加剂在成品油中的不同用量，尚有诸多组合，这些组合不再一一赘述；应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述实施例加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。