一种调合燃料油的添加剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种用于调合燃料油的添加剂，其组成包括司盘系列乳化剂与吐温系列（或OP-10）乳化剂复配的乳化剂、石油磺酸钠和石油磺酸钡组合的pH值缓冲对、磷酸三甲酚酯、硝酸异辛酯、助乳化分散剂、抗氧剂、异丁醇和有机溶剂，按一定含量及制备方法制备而成，可调合甲醇、甲醇-油酸混合物以及其他甲醇改性复合体作为生物燃料油，以及进一步调合生物柴油，所调合出的生物燃料油和生物柴油均具有十六烷值高、闪点高和凝点低、冷滤点低、腐蚀性低、排放低及成本低的优势。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种用于调合燃料油的添加剂，其组成包括司盘系列乳化剂与吐温系列（或OP-10）乳化剂复配的乳化剂、石油磺酸钠和石油磺酸钡组合的pH值缓冲对、磷酸三甲酚酯、硝酸异辛酯、助乳化分散剂、抗氧剂、异丁醇和有机溶剂，按一定含量及制备方法制备而成，可调合甲醇、甲醇-油酸混合物以及其他甲醇改性复合体作为生物燃料油，以及进一步调合生物柴油，所调合出的生物燃料油和生物柴油均具有十六烷值高、闪点高和凝点低、冷滤点低、腐蚀性低、排放低及成本低的优势。【专利说明】
本专利技术涉及燃料油领域，特别是涉及一种运用于甲醇及其改性复合体制备生物燃料油和生物燃料复合柴油的组合添加剂配方及其制备方法。
技术介绍
我国缺油少气，煤炭资源相对丰富，煤基醇醚燃料来源广，以优势醇醚资源替代石油资源，或者使用醇醚类燃料和石油混合物来替代石油资源，不仅有利于生态环境，促进经济的可持续发展，同时可带动能源、化工和汽车等相关行业的发展，有利于调整产业结构，创造新的经济增长点。很多国家曾推广乙醇汽油，其中乙醇在汽油中的添加量一般为10~15%，由于乙醇汽油的燃烧性能并不突出(例如热值明显降低)，且乙醇的主要来源是农作物，其推广面临着成本和粮食安全等诸多问题。各国近年均重点转向试点推广甲醇汽油。甲醇的市场价格远低于汽油，主要来源是煤化工或很多化工的副产品，2011年我国甲醇总产能4654万吨，且使用甲醇作为燃油的添加剂不与粮农业争夺资源，燃烧时碳排放低，发展甲醇燃油对于解决我国当前的能源紧缺具有重要的意义。众所周知市场上最紧缺的是柴油，柴油的用途广，用量大，我国石油燃料的需求缺口主要体现在柴油上，柴油成为紧缺能源中的紧缺产品，国家每年在进口原油的同时还要进口大量的成品柴油，能把甲醇与柴油以混合燃料简便应用并与化石柴油互换使用，是行业众多专家的技术梦想，但迄今尚未较好解决。`甲醇(CH3OH)是低级醇中结构最简单的化合物,极性羟基(0H)在分子中比例很大，含氧量高达50%，具有燃烧速度快、放热快、热效率高的特点，理论加入到汽油或柴油中可大量节省石油资源，但现阶段甲醇在汽油的添加量尚不理想，一般< 20%。甲醇是典型的亲水性化合物，理论上和水可以无限互溶，而柴油是含9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃的混合物，属于典型的油相碳氢高分子化合物。常规条件下甲醇和柴油完全不能互溶，一般通过将甲醇改性成亲油性溶剂来解决互溶问题，其需要解决如下公知技术难题:一、甲醇与柴油的相溶问题甲醇属于极性溶剂，柴油属于非极性溶剂，两者不能混溶。要使甲醇与柴油以不同比例稳定溶合，而且不改变其燃烧特性，必需借助其他添加剂(助溶剂)，常用的助溶剂包括高级醇、蓖麻油与酯类化合物及其混合物。二、甲醇柴油闪点低的问题甲醇的闪点低(11_12°C )，与柴油的闪点(55°C )相差较远，甲醇与柴油混配以后，所得到的调合燃料油仍易在低温下着火，容易因为燃烧不同步引起压燃式发动机工况不稳定，同时也为其运输存储带来不安全性。三、甲醇柴油的十六烷值低的问题甲醇的十六烷值仅有3-5，柴油的十六烷值要求在45-49，甲醇与柴油混配后会降低十六烷值，减弱爆发力，影响发动机工况。目前主要通过加入添加剂的方式来解决此问题，常见的添加剂包括有机硝酸酯类化合物，例如硝酸环己酯、硝酸正乙酯、一缩二乙二醇二硝酸酯、二缩三乙二醇二硝酸酯等，这些化合物不仅可以提高甲醇柴油的十六烷值，而且还可改进甲醇燃料的着火性能。四、甲醇柴油与水的乳化分层问题由于极性甲醇与非极性柴油互不相溶，甲醇和柴油即使可以形成乳化液也极不稳定，极微量的水分侵入也会引起乳化分层，一般是在通过甲醇柴油的助溶剂中加入一定量的乳化剂来解决此问题。甲醇在乳化剂的存在下，可以形成较为稳定的甲醇微液滴分散于柴油中的乳化液，提高甲醇/柴油混合燃料的稳定性和着火性，目前通常使用的乳化剂为离子型乳化剂。据公开资料，德国试验用的M15甲醇-柴油混合燃料中，助溶剂的体积添加量为15%，着火促进剂的体积添加量为1%，燃料的十六烷值可达45 ;而使用甲醇作为主要燃料时，着火促进剂的体积添加量为5%-10%，由于助溶剂和着火促进剂的价格都很高，而且用量很大，限制了其在市场燃料中的推广使用。中国专利技术专利申请(2006101449663.5 )公开了一种甲醇改性剂，其润滑剂为油酸，助燃剂为乙酸丁酯，点火剂为石油醚，脱水剂为壬基酚聚氧乙烯醚，抗磨剂为氯化石蜡，抗氧剂为2，6-二叔丁基对甲酚，清洁剂为四氯乙烯，防腐剂为苯并三氮唑，十六烷值改进剂为硝酸异辛酯，相溶剂为正丁醇、辛醇或其混合物。在另一份中国专利技术专利申请(201010274919.1)公开了一种甲醇柴油，其表面活性剂的亲水亲油平衡值为3~6，采用非离子聚氧乙烯醚类氟碳、脂肪酸山梨坦、聚山梨酯、烷基酚聚氧乙烯醚等，助表面活性剂采用正丁醇、 正辛醇、正十二醇等，助剂包括油酸、烷基酚磺酸盐、二烷氧基二硫代氨基甲酸锌、二氧基硅油、硝酸异辛酯、环茂二茂铁、乙醇胺等。这些配方都在一定程度上解决了甲醇柴油的互溶的问题，但是仍然存在着互溶度不足、易分层、澄明度不足等问题，或性价比方面的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供一种用于调合燃料油的组合添加剂，其可以用于将普通工业甲醇、甲醇-油酸或甲醇改性复合体调合成一种性能稳定、安全性高的“生物燃料油”，进而可按一定比例与普通柴油混合成具有低碳或高清洁特征的“生物燃料复合柴油”使用，以图较大程度地节约石油资源，达到节能减排的技术应用目标。为了实现该目的，本专利技术主要是运用胶体表面化学原理，解决了甲醇改性、甲醇-油酸以及甲醇改性复合体的低成本互溶、特别是与柴油难以互溶的技术难题，通过复配乳化剂的作用和PH值缓冲对的共轭，使甲醇与油酸互溶成的生物燃料油稳定期长，利于运输储备；又通过表面活性剂的助乳化作用，使生物燃料油及其混溶柴油形成稳定的油包水微胶囊结构，有效地提高燃烧效率，降低碳排放量，达到节能减排的目的。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于调合燃料油的组合添加剂及其制备方法，添加剂包括以下组分(按100重量份计):乳化剂15~25重量份，优选为司盘系列与吐温系列(或0P-10)乳化剂的复配混合物，其中司盘系列乳化剂占10~20重量份，吐温系列(或0P-10)乳化剂占5~10重量份，且复配混合物的重量不超过25重量份；pH值缓冲剂20~33重量份，为石油磺酸钠和石油磺酸钡的复配混合物，其中石油磺酸钠占10~25重量份,石油磺酸钡占5~15重量份,复配混合物的重量不低于20重量份、不超过33重量份；磷酸三甲酚酯，8~12重量份；硝酸异辛酯，4~8重量份；助乳化分散剂，I~3重量份；抗氧剂，0.5~2重量份。有机溶剂，13~20重量份；异丁醇，18~26重量份；所述的乳化剂，其作用为使甲醇与小极性的溶剂形成均匀的乳化液，对于本专利技术而言，使用普通的乳化剂即可以起到乳化的作用，优选为司盘系列(Span)乳化剂与吐温系列(TWEEN)乳化剂的复配混合物，或者司盘系列乳化剂与0P-10乳化剂的复配混合物。司盘乳化剂为失水山梨醇与高级脂肪酸缩合形成的酯，溶于甲醇，亲水亲油平衡值(HLB)4.7，是一种理想的w/o型乳化剂，具有很强的乳化、分散、润滑作用，可与各类乳化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调合燃料油的添加剂，其特征在于，基于100重量份的添加剂，包括：乳化剂15～25重量份；pH值缓冲剂20～33重量份；磷酸三甲酚酯8～12重量份；硝酸异辛酯4～8重量份；助乳化分散剂1～3重量份；抗氧剂0.5～2重量份；有机溶剂13～20重量份；异丁醇18～26重量份；所述pH值缓冲剂为石油磺酸钠和石油磺酸钡的复配混合物，其中石油磺酸钠占10～25重量份，石油磺酸钡占5～15重量份，复配混合物的重量不低于20重量份、不超过33重量份；所述的有机溶剂至少包括以下溶剂中的一种或多种：芳烃类溶剂、酮类溶剂、酯类溶剂、醚类溶剂。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘粤荣，陈方，
申请(专利权)人：刘粤荣，陈方，
类型：发明
国别省市：