本发明涉及醇基液体燃料领域，具体涉及一种甲醇燃料及其制备方法。
背景技术：
由于世界范围内石油资源短缺，环境污染问题日益突出，开发包括甲醇燃料在内的各种环保的、可再生的绿色能源，是克服我国乃至全世界能源紧缺和环境生态危机的重要途径之一。甲醇燃料是以甲醇为主要原料，按特定工艺配方，经化学勾兑合成的一种高清洁生物质液体燃料。它是以液体或者固体形式存在的。它也是一种生物质能，和核能、太阳能、风力能、水力能一样，是各国政府目前大力推广的环保洁净能源；面对石化能源的枯竭，醇基燃料是最有潜力的新型替代能源，深受各国企业组织的青睐。醇基燃料经过十余年的实验与实践，证明完全可以被市场所接受，并得到广大用户的一致好评。
目前，工业锅炉、民用灶具燃料以煤、煤气为主，因其开采及供给稳定、价格较石油及天然气便宜而被广泛使用，但是煤存在燃烧不完全，对环境污染大、残渣多等缺点。然而，市场已有的甲醇和乙醇基燃料还普遍存在热值低的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明确有必要提供一种甲醇燃料及其制备方法，以解决上述问题。
为此，本发明提供一种甲醇燃料，由以下质量份的原料组成：甲醇55-70份、5-羟甲基糠醛15-25份、固体碱性催化剂0.5-0.9份、消烟助燃剂4-9份、抗爆液2-6份、乙醇2-6份、缓蚀剂0.06-0.12份、石蜡油0.5-1份、水1-2份，其中，所述固体碱性催化剂由氧化铝与氧化镁组成。
基于上述，所述甲醇纯度为96％-99％。
基于上述，所述固体碱性催化剂由质量比为(2-4):(1-3)的氧化铝与氧化镁混合组成。
基于上述，在所述固体碱性催化剂中，氧化铝与氧化镁的质量比为3:2。
基于上述，所述消烟助燃剂由质量比为9:1的甲缩醛与乙醇混合组成。
基于上述，所述抗爆液为甲基叔丁基醚。
基于上述，所述缓蚀剂为羟基亚乙基二膦酸、三乙酸甘油酯、醛酮胺缩合物、亚硝酸二环己胺和丙酸戊酯中的一种或任意几种的组合物。
本发明还提供一种上述甲醇燃料的制备方法，包括以下步骤：
称取上述质量份的原料，然后先将45-60质量份的甲醇加入反应釜中，再将5-羟甲基糠醛与所述固体碱性催化剂全部加入所述反应釜中，搅拌2-3小时，静置20-60分钟；
将剩余量的甲醇加入所述反应釜，然后将所述消烟助燃剂、所述抗爆液、所述缓蚀剂、乙醇、水、石蜡油依次加入所述反应釜中，搅拌0.5-1.5小时，过滤分离所述固体碱性催化剂，即可得到所述甲醇燃料。
基于上述，在所述过滤分离所述固体催化剂的步骤中，分离出的固体碱性催化剂可循环使用5-6次。
与现有技术相比，本发明提供的甲醇燃料采用的原料包括5-羟甲基糠醛与所述固体碱性催化剂，5-羟甲基糠醛在氧化铝与氧化镁的作用下反应生成一系列液态烷烃，再与甲醇搅拌混合后能有效提高甲醇燃料的热值，提高燃料利用率。
本发明提供的甲醇燃料的制备方法分两次混合甲醇，其主要原因是：第一次先将45-60质量份的甲醇与5-羟甲基糠醛和固体碱性催化剂混合主要是因为5-羟甲基糠醛易溶于甲醇，此时该45-60质量份的甲醇主要被当作反应溶剂使用；当5-羟甲基糠醛和固体碱性催化剂反应后，再加入剩余的甲醇，此时甲醇主要是被当作甲醇燃料的主原料使用；通过甲醇分两次添加有效提高了甲醇燃料的热值和利用率。
具体实施方式
下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
实施例1
本实施例提供一种甲醇燃料，由以下质量份的原料组成：甲醇55份、5-羟甲基糠醛15份、固体碱性催化剂0.5份、消烟助燃剂4份、甲基叔丁基醚2份、乙醇2份、羟基亚乙基二膦酸0.06份、石蜡油0.5份、水1份，其中，所述固体碱性催化剂由0.3质量份的氧化铝与0.2质量份的氧化镁混合组成，所述消烟助燃剂由3.6质量份的甲缩醛与0.4质量份的乙醇混合组成。
本实施例还提供一种上述甲醇燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、称取上述质量份的原料，然后先将45质量份的甲醇倒入反应釜中，再将称取的5-羟甲基糠醛与固体碱性催化剂全部倒入所述反应釜中，开机搅拌2小时，静置30分钟；
步骤2、将剩余量的甲醇倒入反应釜，然后将称取的所述消烟助燃剂、抗爆液、缓蚀剂、乙醇、水、石蜡油依次倒入反应釜中，开机搅拌1小时，完成后即可放料，经放料口滤出的固体碱性催化剂可循环使用5-6次，甲醇燃料经管路导入成品罐便于后续分装。
实施例2
本实施例提供一种甲醇燃料，由以下质量份的原料组成：甲醇63份、5-羟甲基糠醛20份、固体碱性催化剂0.7份、消烟助燃剂6.5份、甲基叔丁基醚4份、乙醇4份、羟基亚乙基二膦酸0.09份、石蜡油0.75份、水1.5份，其中，所述固体碱性催化剂由0.42质量份的氧化铝与0.28质量份的氧化镁混合组成，所述消烟助燃剂由5.85质量份的甲缩醛与0.65质量份的乙醇混合组成。
本实施例还提供一种上述甲醇燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、称取上述质量份的原料，然后先将50质量份的甲醇倒入反应釜中，再将称取的5-羟甲基糠醛与所述固体碱性催化剂全部倒入所述反应釜中，开机搅拌2.5小时，静置30分钟；
步骤2、将剩余量的甲醇倒入反应釜，然后将称取的所述消烟助燃剂、甲基叔丁基醚、羟基亚乙基二膦酸、乙醇、水、石蜡油依次倒入反应釜中，开机搅拌1小时，完成后即可放料，经放料口滤出的固体碱性催化剂可循环使用5-6次，甲醇燃料经管路导入成品罐便于后续分装。
实施例3
本实施例提供一种甲醇燃料，由以下质量份的原料组成：甲醇70份、5-羟甲基糠醛25份、固体碱性催化剂0.9份、消烟助燃剂9份、甲基叔丁基醚6份、乙醇6份、羟基亚乙基二膦酸0.12份、石蜡油1.0份、水2份，其中，所述固体碱性催化剂由0.54质量份的氧化铝与0.36质量份的氧化镁混合组成，所述消烟助燃剂由8.1质量份的甲缩醛与0.9质量份的乙醇混合组成。
本实施例还提供一种上述甲醇燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、称取上述质量份的原料，然后先将60质量份的甲醇倒入反应釜中，再将称取的5-羟甲基糠醛与固体碱性催化剂全部倒入所述反应釜中，开机搅拌3小时，静置30分钟；
步骤2、将剩余量的甲醇倒入反应釜，然后将称取的所述消烟助燃剂、甲基叔丁基醚、羟基亚乙基二膦酸、乙醇、水、石蜡油依次倒入反应釜中，开机搅拌1小时，完成后即可放料，经放料口滤出的固体碱性催化剂可循环使用5-6次，甲醇燃料经管路导入成品罐便于后续分装。
实施例4
本实施例提供一种甲醇燃料，由以下质量份的原料组成：甲醇59份、5-羟甲基糠醛18份、固体碱性催化剂0.6份、消烟助燃剂5.5份、甲基叔丁基醚3份、乙醇3份、醛酮胺缩合物0.075份、石蜡油0.07份、水1.3份，其中，所述固体碱性催化剂由0.4质量份的氧化铝与0.2质量份的氧化镁混合组成，所述消烟助燃剂由4.95质量份的甲缩醛与0.55质量份的乙醇混合组成。
本实施例还提供一种上述甲醇燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、称取上述质量份的原料，然后先将50质量份的甲醇倒入反应釜中，再将称取的5-羟甲基糠醛与固体碱性催化剂全部倒入所述反应釜中，开机搅拌2小时，静置60分钟；
步骤2、将剩余量的甲醇倒入反应釜，然后将称取的所述消烟助燃剂、甲基叔丁基醚、醛酮胺缩合物、乙醇、水、石蜡油依次倒入反应釜中，开机搅拌1小时，完成后即可放料，经放料口滤出的固体碱性催化剂可循环使用5-6次，甲醇燃料经管路导入成品罐便于后续分装。
实施例5
本实施例提供一种甲醇燃料，由以下质量份的原料组成：甲醇67份、5-羟甲基糠醛23份、固体碱性催化剂0.8份、消烟助燃剂8份、甲基叔丁基醚5份、乙醇5份、缓蚀剂0.1份、石蜡油0.08份、水0.8份，其中，所述固体碱性催化剂由0.46质量份的氧化铝与0.34质量份的氧化镁混合组成，所述消烟助燃剂由6.4质量份的甲缩醛与0.8质量份的乙醇混合组成，所述缓蚀剂由亚硝酸二环己胺和丙酸戊酯组成。
本实施例还提供一种上述甲醇燃料的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、称取上述质量份的原料，然后先将60质量份的甲醇倒入反应釜中，再将称取的5-羟甲基糠醛与固体碱性催化剂全部倒入所述反应釜中，开机搅拌3小时，静置30分钟；
步骤2、将剩余量的甲醇倒入反应釜，然后将称取的所述消烟助燃剂、甲基叔丁基醚、所述缓蚀剂、乙醇、水、石蜡油依次倒入反应釜中，开机搅拌1小时，完成后即可放料，经放料口滤出的固体碱性催化剂可循环使用5-6次，甲醇燃料经管路导入成品罐便于后续分装。
性能测试
对比例提供一种甲醇燃料，其原料组成与实施例1提供的甲醇燃料的原料组成基本相同，不同之处在于，对比例中不含有所述固体碱性催化剂。
对本发明实施例1-5和对比例提供的甲醇燃料的各项指标按照国家标准gb16663-1996进行性能测试。具体参数及检测方法如表1所示。其中，在国家标准中要求：机械杂质<0.02，凝点<-30℃，总硫含量<0.010，50％馏出温度<80℃，ph值6-8，-20℃时稳定不分层，甲醛实验时品红不呈蓝色，外观均匀、透明液体、无恶臭，低热值>21000kj/kg，20℃时密度≤0.83g/cm3。
表1甲醇燃料的各项指标检测结果表
由上表可知，本发明实施例提供的甲醇燃料中的机械杂质量、凝点、含硫总量、馏出温度等指标远低于国家标准，热值也得到有效的提高，其它标准也符合国家标准，由此可见，本发明实施例提供的甲醇燃料是一种高热值的甲醇燃料。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。