一种天然气助燃添加剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种天然气助燃添加剂及其制备方法和应用，属于金属切割技术领域。以所述添加剂总体质量为100％计，各组成成分及其质量分数如下：甲基叔丁基醚3～27.5％，丙酮5～40％，丁酮5～15％，甲乙酮3～10％，甲醇10～25％，环戊烷10～36％，二茂铁1～2.5％，硝基异辛酯2～5％。所述添加剂可以显著提高天然气的燃烧温度和提高燃烧速度，不易腐蚀和堵塞管道阀门；将天然气助燃添加剂注入天然气中得到的天然气金属切割气切割火焰较小、火焰频率和波长稳定、预热快，切割额质量高，可以有效替代乙炔和丙烷用于金属的火焰切割，在降低使用成本的同时减少氧气消耗量和二氧化碳排放量，提高安全性和环保性。安全性和环保性。

【技术实现步骤摘要】
一种天然气助燃添加剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种天然气助燃添加剂及其制备方法和应用，属于金属切割


技术介绍

[0002]目前，造船领域的钢材下料工序需要大量使用切割气体，现有工业切割气乙炔气和丙烷气在使用中受外界温度影响较大，冬季使用气流不稳，丙烷气对空气的比重为1.3：1，在船舱等半封闭空间使用，存在严重安全和环保隐患，多家造船厂都曾经发生过类似爆炸事故。
[0003]近几年天然气作为一种清洁燃料被引入生产中。天然气供应稳定，安全性、环保性和成本等方面都远优于丙烷和乙炔，但是由于天然气燃烧速度慢，存在着火焰温度偏低、切割锋焰偏短等问题，天然气并不能直接作为工业切割气，现有技术通常添加助燃添加剂，添加剂按一定的比例与天然气混合，原有的割炬不变，配上专用割嘴，进而提高天然气的火焰温度。
[0004]现在市场上存在的天然气助燃添加剂容易腐蚀天然气管道，具有较大的安全隐患。一些品牌添加剂容易产生固体沉淀，堵塞管道阀门，还有一些品牌挥发性不好，不能很好的与天然气混合，且管道内有液体流出。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的之一在于提供一种天然气助燃添加剂。
[0006]本专利技术的目的之二在于提供一种天然气助燃添加剂的制备方法。
[0007]本专利技术的目的之三在于提供一种天然气助燃添加剂的应用。
[0008]为实现本专利技术的目的，提供以下技术方案。
[0009]一种天然气助燃添加剂，以所述添加剂总体质量为100％计，各组成成分及其质量分数如下：甲基叔丁基醚3％～27.5％，丙酮5％～40％，丁酮5％～15％，甲乙酮3％～10％，甲醇10％～25％，环戊烷10％～36％，二茂铁1％～2.5％，硝基异辛酯2％～5％。
[0010]一种本专利技术所述天然气助燃添加剂的制备方法，所述方法具体步骤如下：
[0011]将甲基叔丁基醚、丙酮、丁酮、甲乙酮、甲醇、环戊烷、二茂铁和硝基异辛酯先后依次添加到混合容器内，充分搅拌至各组分混合均匀，静置24～48小时，得到一种天然气助燃添加剂。
[0012]一种本专利技术所述天然气助燃添加剂的应用，所述应用是将天然气助燃添加剂注入天然气中，得到天然气金属切割气；所述天然气金属切割气中，天然气助燃添加剂的重量份数为1.5份，液化天然气的重量份数为98.5份。
[0013]具体应用方法如下：
[0014](1)将1.5份天然气助燃添加剂注入含有98.5份液化天然气的LNG罐内，二者互溶
静置10～15小时，即得液相天然气金属切割气；
[0015](2)通过由液化天然气转化为压缩天然气的方式(L
‑
CNG)将步骤(1)制成的液相天然气金属切割气转化成气相的天然气金属切割气；
[0016](3)将天然气金属切割气用LNG低温钢瓶供气送到工位上使用。
[0017]有益效果
[0018]1.本专利技术提供了一种天然气助燃添加剂，所述添加剂中甲基叔丁基醚、二茂铁和硝基异辛酯能够显著提高天然气的燃烧温度，加快燃烧速度和切割速度，添加所述助燃添加剂后的天然气燃烧温度可以达到3300℃；所述助燃添加剂状态均匀稳定，不易产生固体沉淀堵塞管道阀门，对天然气管道腐蚀性低；挥发性好，易于与天然气充分混合均匀。
[0019]2.本专利技术提供了一种天然气助燃添加剂的制备方法，所述方法将各组分原料先后依次添加到混合容器内，充分搅拌至各组分混合均匀，静置24～48小时，制备得到一种天然气助燃添加剂；所述方法制备简单，方便，适用于工业化生产。
[0020]3.本专利技术提供了一种天然气助燃添加剂的应用，所述应用是将天然气助燃添加剂注入天然气中，得到天然气金属切割气；所述天然气金属切割气的切割火焰较小，火焰频率和波长稳定；在金属切割时，预热快，切口表面断面平整，无咬边、烧塌、挂渣等问题，不回火，可以有效替代乙炔和丙烷用于金属的火焰切割，在降低使用成本的同时，减少氧气消耗量和二氧化碳排放量，提高安全性和环保性。
具体实施方式
[0021]下面结合具体实施例来详述本专利技术，但不作为对本专利技术专利的限定。
[0022]所用试剂以及其他仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
[0023]天然气(天然气中甲烷质量分数为98％，中国石化)；
[0024]乙炔气(纯度99％，邯郸市东环乙炔气厂)；
[0025]丙烷气(纯度95％，邯郸市东环乙炔气厂)；
[0026](1)预热打孔测试：
[0027]采用100型枪3号咀，在厚度为30mm的Q235材质的钢板上进行预热打孔测试；
[0028](2)数控切割速度测试：选用厚度为30mm的Q235材质的钢板，切割长度5米；观察切割时是否出现回火；根据切割后表面断面是否光洁，有无挂渣判断金属切割气的切割质量。
[0029](3)打坡口测试：选用厚度为30mm的Q235材质的钢板，坡口角度45度，坡长5米；
[0030](4)最高火焰温度测试：采用型号为311MSCL3+雷泰红外线测温仪，在距离火焰50cm处测量。
[0031](5)燃气成本：丙烷气按照市售均价8元/kg计算，乙炔气按照市售均价18元/kg计算，实施例1和实施例2所述天然气金属切割气按照9元/m3计算。
[0032](6)金属切割气与空气相对比重为金属切割气密度和空气密度比值；金属切割气密度为气体质量和体积比值。
[0033](7)燃气消耗量：为切割5米长、厚度为30mm的Q235材质的钢板前后，金属切割气的质量变化差值；氧气耗量和二氧化碳排量根据燃气消耗量计算得出。
[0034]实施例1
[0035]一种天然气助燃添加剂，以所述添加剂总体质量为100％计，各组成成分及其质量分数如下：甲基叔丁基醚3％，丙酮40％，丁酮5％，甲乙酮3％，甲醇10％，环戊烷36％，二茂铁1％，硝基异辛酯2％。
[0036]一种本实施例所述天然气助燃添加剂的制备方法，所述方法具体步骤如下：
[0037]将3g甲基叔丁基醚、40g丙酮、5g丁酮、3g甲乙酮、10g甲醇、36g环戊烷、1g二茂铁和2g硝基异辛酯依次逐一添加到混合容器内，充分搅拌至各组分混合均匀，静置24小时，得到一种天然气助燃添加剂。
[0038]一种本实施例所述天然气助燃添加剂的应用，所述应用是将天然气助燃添加剂注入天然气中，得到天然气金属切割气；
[0039]具体应用方法如下：
[0040](1)通过增压泵将1.5份天然气助燃添加剂注入含有98.5份液化天然气的LNG罐内，二者互溶静置15小时，即得液相天然气金属切割气；
[0041](2)通过由液化天然气转化为压缩天然气的方式(L
‑
CNG)将制成的液相天然气金属切割气转化成气相的天然气金属切割气。
[0042](3)将天然气金属切割气用LNG低温钢瓶供气送到工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然气助燃添加剂，其特征在于：以所述添加剂总体质量为100％计，各组成成分及其质量分数如下：2.一种如权利要求1所述天然气助燃添加剂的制备方法，其特征在于：所述方法具体步骤如下：将甲基叔丁基醚、丙酮、丁酮、甲乙酮、甲醇、环戊烷、二茂铁和硝基异辛酯先后依次添加到混合容器内，搅拌至各组分混合均匀，静置24～48小时，得到一种天然气助燃添加剂。3.一种如权利要求1所述天然气助燃添加剂的应用，其特征在于：所述应用是将天然气助燃添加剂注入天然气中，得到天然气金属切割气。4.根据权利要求3所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭大伟，王双超，贾珂，周钧，陈欢，石兴涛，代伟娜，双利，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一八研究所，
类型：发明
国别省市：