用于将酒精转化成燃料混合物的方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于将酒精转化成由酒精、乙醚和水组成的燃料混合物的方法和装置，所述燃料混合物适合于运行一内燃机（5）、尤其是机动车中的内燃发动机，其中，所述酒精在适当的反应温度下在一反应器（3）中被转化成所述燃料混合物。所述燃料混合物中的酒精组分、乙醚组分和水组分的混合比将通过控制所述反应器（3）中进行的反应的至少一个反应参数来进行调节。
【专利说明】用于将酒精转化成燃料混合物的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于将酒精转化成燃料混合物的方法以及一种根据权利要求10所述的用于实施该方法的装置。
【背景技术】
[0002]通过替选的燃料来替换传统的古生燃料获得越来越重要的意义。在这方面引起注意的特别是酒精、例如甲醇或乙醇，因为它们能够相对容易地从可再生资源中制造出。当然这些燃料由于它们很小的十六烷值(Cetanzahl))而无法应用到自点火式的柴油发动机中。为了能够实现柴油发动机的燃烧，可以向燃料中加入添加剂，如二甲醚或二乙醚，以提高十六烷值。
[0003]由酒精、乙醚和水组成的混合物也可以直接在内燃机运行期间在一前置的工艺步骤中从酒精、例如从甲醇或乙醇中借助于一种适当的催化剂来制成。
[0004]从US 44 22 412 A中公开了一种用于将酒精转化成燃料混合物的方法，其中，借助于催化剂在一反应器中将被加热到适当的反应温度的酒精、例如甲醇，根据随附的反应方程式转化成一种燃料混合物:
2CH3OH ? CH3-OCH3 + H2O反应 I。
[0005]因此，利用这里采用的甲醇(CH3OH)额外地在反应器中产生乙醚(CH3-O-CH3)和水(h20)。相反，如果针对该转化方法采用乙醇来制造燃料混合物，则可以借助于反应器来制造由乙醇、乙醚和水组成的混合物。在此，可以在反应器中使用Y-铝作为催化剂。
[0006]根据该公知的方法所制造的燃料混合物经受特别强烈的品质波动，这是通过特别强烈地波动的水组分而表现出的，因此在`实践中无法用于柴油发动机的运行。所出现的品质波动导致了强烈地波动的十六烷值并且其又导致了时间上强烈地波动的点火时间点。此外，所获得的燃料混合物不再同样地适用于所有的发动机运行点。
【发明内容】
[0007]本发明的任务在于，提出一种用于将酒精转化成内燃机用的燃料混合物的方法，利用该方法能够实现所获得的燃料混合物的尽可能保持不变的品质。
[0008]该任务根据的解决方案通过在权利要求1中记载的特征来获得。根据本发明的方法的特别有利的改进方案在从属权利要求2至9中公开。
[0009]根据权利要求1的特征部分所述，燃料混合物中的酒精组分、乙醚组分和水组分的混合比通过控制至少一个反应参数来进行调节。从酒精的转化中获得的燃料混合物的混合比主要取决于反应温度，因此可通过相应地调节反应温度来调节混合比。下面的表格示例性地展示了在使用甲醇作为酒精的情况下在反应器压力为2Mpa时混合比与反应温度的相关性，所述酒精在反应器中被转化成由酒精、乙醚和水组成的燃料混合物:
哀应温度[c] I酒精组分[%] I乙醚组分[%] I水组分[%]
200|8丨67丨25~
【权利要求】
1.用于将酒精转化成由酒精、乙醚和水组成的燃料混合物的方法，所述燃料混合物适合于运行一内燃机(5)，尤其是机动车中的内燃发动机，其中，所述酒精在适当的反应温度下在一反应器(3)中被转化成所述燃料混合物，其特征在于，所述燃料混合物中的酒精组分、乙醚组分和水组分的混合比通过控制所述反应器(3)中进行的反应的至少一个反应参数来进行调节。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合比通过控制所述反应器中的反应温度和/或反应压力来进行调节。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个反应参数的控制与所述内燃机(5)的运行参数相关地进行。
4.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个反应参数的控制与一废气后处理系统的运行参数相关地进行。
5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个反应参数的控制与待转化的酒精的性质相关地进行。
6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，针对所述方法使用甲醇-乙醇-混合物作为待转化的酒精。
7.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述方法制造的燃料混合物包含二甲基醚和/或二乙醚作为乙醚组分。
8.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述内燃机(5)在均匀的压缩点火的运行范围中运行。
9.按照权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述酒精到一燃料混合物的转化如此进行，即所述燃料混合物的十六烷值高于50。
10.具有一反应器(3)的装置，所述反应器将借助于一加热装置(2 )加热的酒精转化成用于运行一内燃机(5)的燃料混合物，尤其是用于实施按照权利要求1所述的方法，其特征在于，一控制装置(10)与所述反应器(3)中进行的反应的反应参数相关地和/或与所述内燃机(5)的运行参数相关地调节所述加热装置(2)中的酒精的加热和/或所述反应器中的压力。
11.按照权利要求10所述的装置，其特征在于，所述加热装置(2)由一用于加热的废气换热器(16)以及必要时至少一个用于冷却的第二换热器(17)组成，所述第二换热器利用空气或液体作为传递介质，并且至少在所述两个换热器(16、17)的一个换热器中，能够借助于所述控制装置(10)来控制到达穿流的酒精上的热传递。
12.按照权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述第二换热器(17)布置在所述废气换热器(16)和所述反应器(3)之间并且借助于周围空气或液体、尤其是水或油将在所述废气换热器(16)中被加热的酒精冷却到适合于在所述反应器(3)中进行的反应的温度值和/或压力值上。
13.按照权利要求10至12中任一项所述的装置，其特征在于，传感器测量所述反应器(3)中的温度和/或压力并且将测量值作为测量信号传递到所述控制装置(10)上。
14.按照权利要求10至13中任一项所述的装置，其特征在于，在所述内燃机(5)上设置一个或多个缸压力传感器(15)和/或一个或多个爆震传感器(14)，所述缸压力传感器和/或爆震传感器将它们的测量信号传递到所述控制装置(10)上，作为所述内燃机(5)的运行参数，用于调节所述待转化的酒精的加热和/或所述反应器中的压力。
15.按照权利要求10至14中任一项所述的装置，其特征在于，在调节所述待转化的酒精的加热和/或所述反应器中的压力时，所述控制装置(10)考虑所述内燃机(5)的转速和载荷作为 运行参数。
【文档编号】F02M27/02GK103573481SQ201310318588
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月26日 优先权日:2012年7月26日
【发明者】A.德宁 申请人:曼卡车和巴士股份公司