包含油菜籽油甲酯、表面活性剂、稀释剂和金属氧化物的用于重油的生物添加剂以及其用于减少污染排放物和作为重油的燃烧效率生物增强剂的用途制造技术

本发明专利技术涉及用于重油的生物添加剂，所述生物添加剂减少污染排放物并充当重油的燃烧效率生物增强剂，和所述生物添加剂包含：至多80％体积比油菜籽油甲酯，也被称为油菜籽生物柴油；至多80％体积比表面活性剂；至多20％体积比稀释剂；以及0.1‑5g/l金属氧化物。

Biological additives for heavy oil containing methyl ester of rapeseed oil methyl ester, surfactants, diluents, and metal oxides and its use for reducing pollution emissions and as a bioenhancer for burning efficiency as a heavy oil

The present invention relates to a biological additive for heavy oil, which reduces pollution emissions and acts as a bioenhancer for burning efficiency of heavy oil, and the biological additive includes: at most 80% volume ratio of rapeseed oil methyl ester, and also known as rapeseed biodiesel; up to 80% volume ratio surfactants; up to 20% Volume ratio is thinner; and 0.1 5g/l metal oxide.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含油菜籽油甲酯、表面活性剂、稀释剂和金属氧化物的用于重油的生物添加剂以及其用于减少污染排放物和作为重油的燃烧效率生物增强剂的用途专利
本专利技术涉及重燃料添加剂行业。具体而言，本专利技术涉及主要用油菜籽油的甲酯(来自油菜籽的生物柴油)以及较低相对量的丙酮、乙醇及氧化铜和氧化锰制备的配制物，以及所述配制物作为用于重燃料(5和6号燃料)的生物添加剂以用于工业燃烧器如锅炉和炉中以减少污染排放物和重油的燃烧性能的生物增强剂的用途。技术现状当前，油是世界最常用能源中的一种。油的品质与其硫含量反相关(当其具有约2％硫含量时被定义为“重”的)并与其API比重(或API度，来自其首字母缩略词美国石油协会(AmericanPetroleumInstitute)直接相关，如下表中所示：世界油供应储量的大多数为所谓的重油，重油更经济，但由于其较大的污染特性，引起来源于用于其最终用途而对这些油纯化的更高成本而不被广泛使用。重油的高粘度对将其用作液体燃料产生复杂性。因此，优选这些重油提供以下特性：以液体形式存储；容易在容器之间和朝向燃烧器转移；功率需求的快速响应；和良好的雾化，来确保与空气充分混合以实现其燃烧。为了使这些重燃料具有这些特性，需要将它们持续维持在高于环境温度几十度，这要求额外花费燃料以提供所需能量。另一方面，在扩散焰燃烧器中燃烧的方法要求良好的雾化，即，液体燃料被分成尽可能小的液滴，来促进其与空气中的氧气混合并产生燃烧反应。重燃料的高粘度使这种方法有困难。存在改进雾化的几种方式，并且它们中的一种是降低粘度，减少表面张力并改进雾化。差的雾化还产生富含燃料的区域，或换言之，其中存在很少来自空气的氧气的区域，这造成在本申请中称为热解、粒状材料的前因的不期望过程。良好的雾化和混合使该问题减少。然而，减少热解的另一种方式是通过经由不同于环境空气的其他方式来供应氧气，诸如借助氧合剂。出于该原因，近年来已研究了有助于减少由燃料的提取和纯化和使用所造成污染的新技术(Hussein等人，2006)。帮助实现减少污染目标的主要已开发技术中的一种是添加剂。燃料添加剂被定义为通常少量添加至另一种产物，赋予其特殊性质或改进其天然性质的化学物质。尤其是，添加剂主要用来改进油的燃烧，减少污染物排放至环境或改进发动机功率。当前，研究和生产燃料添加剂的趋势已主要集中于研究针对润滑性、稳定性和使数量或十六烷指数(即，度量点火能力或简易性的值)递增的添加剂。为了解决上述问题，市场上有各种燃料添加剂，诸如基础金属添加剂、含氧添加剂、抑制剂和蜡分散剂、点火促进剂和柴油与植物油的共混物。a.基础金属添加剂这些添加剂的主要效果是催化烃燃烧。已研究了各种各样的金属作为添加剂。催化基础的一些实例是Cs2O、V2O和MoO3。以及具有Mn、Mg、Ca和Cu的基础化合物。除诸如温室气体和粒状材料(PM、CO、HC和NOX)的排放物以外，关于由柴油燃烧所造成排放物的最严重问题中的一者是多环芳族烃(PAH)排放物的存在，PAH具有对人类的诱变和/或致癌性质。关于该问题，研究证实了以较大比例减少这些排放物的基础金属添加剂是基础-Mn，其为柴油发动机中的重要催化剂，改进氧化过程并显著减少PAH的排放。证明了当使用具有基础-Mn形式的添加剂的柴油时，十六烷值和净效率提高，而CO和SO2减少。SO2的减少被解释为由于形成MnSO4(Keskin,A.等人，2007)。b.含氧添加剂使用氧气来产生更洁净燃烧的想法追溯到半个多世纪前。所用的这些化合物中的一些尤其是乙醇、乙酰乙酸酯和二羧酸酯酸。这些添加剂已被认为降低颗粒的点火温度。然而，在添加含氧化合物之后的粒状排放物取决于燃料的分子结构和氧含量。柴油与含氧添加剂的混合物影响性质，诸如密度、粘度、挥发性、低温行为和十六烷值。一些含氧添加剂的存在形成具有抗磨损性质的润滑膜。c.抑制剂和蜡分散剂石油馏出燃料含有各种蜡，蜡在低温与油分开。通常，蜡如网般结晶，其中剩余燃料停滞，造成原样冷流(低温下流动)、阻塞燃料发动机系统中燃料管线和过滤器的问题。已研究了各种技术来使由蜡在发动机系统中沉积所造成的问题减到最少，其中添加聚合物抑制剂是重要的技术替代方案。这种类型的添加剂(蜡分散剂)在冬季漫长的国家是非常重要的。已表明传统分散剂(尤其是烯烃和乙酸乙烯酯的共聚物)在低温下存储期间并不防止燃料相分离。因此，燃料分成两层：清澈上层和含有大量蜡的混浊下层。该效果在于形成大量具有大沉降稳定性的小蜡晶体。用于防止蜡晶体沉降的添加剂具有防止这些蜡晶体被表面吸附并提供至具有较大胶体稳定性的溶液的作用机制。d.点火促进剂对于将柴油用作燃料运行的内燃机而言，燃料的十六烷值是燃烧过程中最重要特性中的一种。研究已表明，点火时间的减少与冷启动速度的改进、发动机的更平滑运行和NOX排放物的减少直接相关。硝酸烷基酯(亚硝酸戊酯、亚硝酸己酯和亚硝酸辛酯)已被用作点火促进剂，还已提出一些烷基过氧化物。商业上，当选择点火促进剂时考虑四个主要因素，这些因素是：-燃料性质的改进，以改进点火效率；-与运输和存储相关的风险的降低；-涉及十六烷稀释和运输安全的额外成本的存在；以及-氮含量。然而，除具有高效率以外，硝酸烷基酯还具有关于在存储时间期间劣化燃料颜色、腐蚀和毒性的严重不便。这是当前正在研究对点火促进剂的新替代物的原因，有机过氧化物是最受关注的一种。e.柴油与植物油的共混物植物油具有与柴油燃料类似的热值，但其直接使用具有几个负面后果，诸如：雾化减少，喷射器中碳沉积增加，润滑油和燃料积累，发动机的灰尘大幅增加，这些全部都主要归咎于植物油具有的粘度。用来改进这些油的粘度的处理可为：在适当溶剂中将它们稀释，将它们乳化，使它们经受热解和使它们经受酯交换过程以获得生物柴油。许多研究已研究了将生物质或植物油用作与柴油燃料的混合物的可能性。这些混合物已显示出污染物的低排放和十六烷值的增加。这种生物柴油被定义为由通过脂肪酸酯交换或转化成所用植物油、动物脂肪或食用油的甲酯的化学反应获得的烷基酯的混合物组成的液体燃料。这种有机燃料是不易燃、无毒且生物可降解的。在植物油的酯交换中，在强酸或碱的存在下，甘油三酯(油)与醇反应，产生脂肪酸的碱性酯的混合物(生物柴油)和作为副产物的甘油或丙三醇。该过程使甘油三酯的粘度降低，强化这些油的物理性质，以使其作为柴油发动机中燃料的已知用途受益。生物柴油的主要特性是：生物柴油使发动机喷射器系统保持无沉积物和灰尘，因此进行更好的燃烧并且气体(CO和HC)和粒状材料的排放减少(减少温室效应、酸雨、呼吸疾病)。由于其大的润滑能力，生物柴油保护发动机免受喷射泵和喷射器的加速磨损。生物柴油在任何常规柴油发动机上工作，而不需任何改性。生物柴油可被存储于柴油所存储处。生物柴油可以以纯的形式或以任何比例与石化柴油燃料混合使用。在生物柴油的生产和使用中生物循环使二氧化碳的排放减少约80％，且二氧化硫的排放减少几乎100％。生物柴油的燃烧减少90％的总未燃烧烃的量，且75-90％的芳族烃。它还提供粒状材料排放和一氧化碳的显著减少，取决于发动机的类型，所述柴油还产生氮氧化物的轻微增加或减少。不同的研究已表明，生物柴油减少多环芳族烃(PAH)的散发，PAH具有对人类的诱变和/或致癌性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于重油的生物添加剂，其用于减少污染排放物和作为重油燃烧性能的生物增强剂，其中所述生物添加剂包含至多80％体积比范围内的油菜籽油的甲酯，也被称为油菜籽生物柴油，至多80％体积比范围内的表面活性剂，至多20％体积比范围内的稀释剂和0.1‑5g/L之间的金属氧化物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于重油的生物添加剂，其用于减少污染排放物和作为重油燃烧性能的生物增强剂，其中所述生物添加剂包含至多80％体积比范围内的油菜籽油的甲酯，也被称为油菜籽生物柴油，至多80％体积比范围内的表面活性剂，至多20％体积比范围内的稀释剂和0.1-5g/L之间的金属氧化物。2.根据权利要求1所述的生物添加剂，其中生物柴油与表面活性剂之间的总混合物必须在两种组分之间添加80％体积比。3.根据前述权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·纳维亚迪茨，I·E·雷耶斯卡纽潘，T·G·摩拉产迪亚，R·E·拜唐克特阿斯泰特，
申请(专利权)人：拉弗朗特拉大学，莫利内拉戈尔韦阿有限公司，
类型：发明
国别省市：智利,CL