本发明专利技术公开了一种醚醇类金属焊割燃气及其制备方法，它是以甲醇为原料，在沸石、γ－Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］或复合酸催化剂的作用下，于１４０～３８０℃、０．１～１．０ＭＰａ的条件下经催化脱水反应及对反应粗产物进行适当精馏分离得到甲醇含量０．１％～３０％、二甲醚含量７０％～９９．８％、水含量０．１％～０．３％的产品气。本发明专利技术焊割燃气不但安全性更好、切割面更光滑、废气更清洁、时间更快、切缝更窄，而且还具有品质好，质量更稳定，热效率更高、成本较低的特点。
【技术实现步骤摘要】
醚醇类金属焊割燃气及其制备方法
本专利技术涉及一种金属焊割用燃气及其制备方法，尤其是一种以甲醇为原料经脱水反应制得的醚醇类工业燃气及其制备方法。
技术介绍
目前我国在金属焊割加工过程中所使用的燃气仍以乙炔为主。但是乙炔不仅是一种非常易燃、易爆、难以贮存和运输的气体，而且在制备过程中还需要消耗较高的能量并造成较严重的环境污染，因此将乙炔用作金属焊割气，不但成本高，使用要求极为严格，且在使用过程中往往存在较大的安全隐患。随着科学技术的迅猛发展，各种用于替代乙炔的金属焊割气应运而生。例如：公开号为CN 1468942A的专利申请公开了一种“醚烃类金属焊割气”，该种醚烃类金属焊割气由二甲醚、石油液化气、戊烷、添加剂组成，所述添加剂由二茂铁、丙酮、二甲醚、过氧化氢、二甲醚组成；又如本申请人于2005年9月14日公开的一种“金属切割和焊接用工业燃气”(申请号为200510020442.3)，它是在钢瓶中加入添加剂后，再将二甲醚注入钢瓶中配制而成，所述添加剂是石油液化气、丙烷、丁烷、丙烯、戊烷、轻油、甲醇、乙醇中的一种或几种。但上述专利申请仍存在如下缺陷：(1)原料组成中均含有石油液化气，石油液化气不但价格昂贵(目前约为5000～6500元/吨)，而且组分复杂易变化，同时由于分子较大，使得燃烧效果不理想；(2)在二甲醚中添加石油液化气等组分不固定的调配添加剂后，往往会影响焊割气的质量及稳定性；(3)在产品的配制过程中，由于均需要先对二甲醚进行精制、提纯后再配制，从而导致了生产成本的增加。
技术实现思路
本专利技术旨在克服上述缺陷，提供一种以甲醇为原料经脱水反应制得的醚醇类工业燃气及其制备方法。该燃气不但具有很好的燃烧性、安全性、环保性和高的热效率，而且在制备过程中由于无需进行专门的调配混合，因此不但有效保证了产品的质量及稳定性，而且还较大幅度地降低了产品的成本。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的具体技术方案如下：一种醚醇类金属焊割燃气，其特征在于：它是以甲醇为原料，经催化脱水反应及对反应粗产物进行适当精馏分离制成，其组成成分及重量百分比构成如下：二甲醚 70％～99.8％甲醇 0.1％～30％-->水 ≤0.3％。所述金属焊割燃气的组成成分及重量百分比优选范围如下：二甲醚 90％～95％甲醇 4.8％～10％水 ≤0.2％其中，最佳优选值之一为：二甲醚 94.9％甲醇 5％水 0.1％，最佳优选值之二为：二甲醚 84.9％甲醇 15％水 0.1％。所述甲醇脱水反应是在沸石、γ-Al2O3或复合酸催化剂的作用下，于140～380℃、0.1～1.0Mpa的条件下按下列化学反应式进行：本专利技术所述的金属焊割燃气的制备方法如下：将甲醇脱水反应后的粗反应产物送入精馏塔中，按所述焊割燃气产品的组分配比，从精馏塔底部、中部分别分离排除水分和确定量的甲醇后，即可在精馏塔顶部获得甲醇含量0.1％～30％、二甲醚含量70％～99.8％、水含量0.1％～0.3％的产品气。所述反应粗产物为主要含有下述组份的混合物：二甲醚含量约为55％～70％、未反应的甲醇含量约为10％～20％、脱水反应所生成的水的含量约为20％～28％。本专利技术的优点在于：1、本专利技术由甲醇直接制得二甲醚和一定含量的甲醇，无需对二甲醚进行纯化处理后再与液化石油气等专门调配混匀，从而降低了生产纯二甲醚的成本。2、本专利技术无需在二甲醚中调配入液化石油气、乙醇、戊烷或轻油等组分，从而保证了焊割燃气的质量及稳定性，而且成本低。3、本专利技术仅以甲醇为原料，其成本为1500～2500元/吨，较液化石油气、乙醇和轻油等便宜50％左右。4、本专利技术甲醇原料在140～380℃温度范围的转化率为65％～90％，即反应生成物中还含有相应数量未反应的甲醇。由于甲醇分子本身含氧，因此甲醇的理论燃烧空气用量只有6.4m3/Kg，仅为乙炔和液化石油气理论燃烧空气用量的60％左右，具有更高的热效率，同时，与纯二甲醚相比，产品中含有一定量的甲醇还对焊具和割具喷嘴的运行有保护作用。具体实施方式-->实施例1100kg甲醇在脱水催化剂γ-AL2O3的作用下，于250～380℃及1.0Mpa条件下进行脱水反应，将所得粗产物送入精馏塔中，按最终所需焊割燃气产品的组分配比要求，通过控制精馏塔底部、中部和顶部的温度，即可分别从精馏塔的底部和中部分离排除水分和定量的甲醇，并在精馏塔顶部获得61.87kg产品气；该产品气中的甲醇量为3.03kg(4.9％)、二甲醚量为58.78kg(95.0％)、水份量为0.06kg(0.1％)。所述粗产物为主要含有下述组份的混合物：二甲醚量约为58.78kg、未反应的甲醇量约为16.74kg、脱水反应生成的水含量约为24.49kg。实施例2100kg甲醇在脱水催化剂浓硫酸等复合酸的作用下，于140～180℃及0.1Mpa条件下进行脱水反应，将所得粗产物送入精馏塔中，按最终所需焊割燃气产品的组分配比要求，通过控制精馏塔底部、中部和顶部的温度，即可分别从精馏塔的底部和中部分离排除水分和定量的甲醇，并在精馏塔顶部获得68.86kg产品气；该产品气中的甲醇量为6.44kg(9.35％)、二甲醚量为62.32kg(90.5％)、水份量为0.10kg(0.15％)。所述粗产物为主要含有下述组份的混合物：二甲醚量约为62.32kg、未反应的甲醇量约为11.82kg、脱水反应生成的水含量约为25.82kg。实施例3性能对比 几种工业燃气性能对比数据表 项目 乙炔 液化石油气 二甲醚 甲醇 分子式 C2H2 C3H8 C2H6O CH3OH 熔点，℃ -80.75 -187.69 -141.49 -97.8 沸点，℃ -84(升华点) -42.04 -24.9 64.7 临界压力，MPa 6.14 4.25 5.37 7.97 临界温度，℃ 35.17 96.67 126.95 240 液体密度(25℃)，Kg/m3 0.377 0.493 0.67 791.3 气体密度，Kg/m3 (21.1℃1atm，101.325kPa 1.078 1.826 1.908 1.43 空气中爆炸极限 低限 体积％ 高限 体积％ 2.5 80.0 2.1 9.5 3.4 7 36.5 6.0 自然温度，℃ 305 450 235 473--> 闪点，℃ —— -104.4 -41.1 气体燃烧热(25℃)KJ/m3 51983.1 85994 55017.18 34111.2 空气中理论燃烧温度，℃ 2250 2055 2250 —— 理论燃烧空气用量，m3/Kg 10.25 11.32 6.96 6.4 火焰温度(中性火焰时)，℃ ～3100 ～2520 ～3200 ～2600 60℃时压力MPa 1.92 1.35 ≤0.1从上表可知，虽然二甲醚和甲醇的燃烧热均不是最高的，但因本身本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种醚醇类金属焊割燃气，其特征在于：它是以甲醇为原料，经催化脱水反应及对反应粗产物进行精馏分离制成，其组成成分及重量百分比构成如下：二甲醚７０％～９９．８％甲醇０．１％～３０％水≤０．３％。
【技术特征摘要】
1、一种醚醇类金属焊割燃气，其特征在于：它是以甲醇为原料，经催化脱水反应及对反应粗产物进行精馏分离制成，其组成成分及重量百分比构成如下：二甲醚 70％～99.8％甲醇 0.1％～30％水 ≤0.3％。2、根据权利要求1所述的焊割燃气，其特征在于：组成成分及重量百分比构成如下：二甲醚 90％～95％甲醇 4.8％～10％水 ≤0.2％。3、根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑长同，王银珠，冯友茵，曹宝成，
申请(专利权)人：郑长同，王银珠，冯友茵，曹宝成，
类型：发明
国别省市：31[]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。