專利名稱：一種甲醇柴油及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及石油化工領(lǐng)域，具體涉及一種甲醇柴油及其制備方法。
背景技術(shù)：
甲醇柴油是柴油、甲醇以及可選的添加劑按照一定的體積或質(zhì)量比經(jīng)過嚴(yán)格的流程調(diào)配而成的燃料。甲醇柴油的使用既可節(jié)約石油資源、降低成本，又能降低空氣污染，是一種環(huán)保清潔的新型能源，受到了廣泛的關(guān)注。盡管甲醇柴油相對(duì)于傳統(tǒng)的石化資源具 有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，但其自身也存在各種缺陷，如腐蝕性高、互溶性差、閃點(diǎn)低、動(dòng)力性差等，其中重要的一項(xiàng)就是甲醇和柴油的互溶性差。甲醇屬于極性分子，柴油中的烷烴類成分屬于非極性分子，根據(jù)相似相溶原理，甲醇和柴油很難相互融合。中國(guó)專利CN101381632A公開了一種甲醇柴油，其添加了多組分的輔料和添加劑以提高甲醇和柴油的互溶性，但是該甲醇柴油使用的原料種類多、制備工藝復(fù)雜、成本較高。中國(guó)專利CN101955814A公開了一種二甲醚甲醇柴油，以二甲醚作為主要助溶劑，增強(qiáng)了甲醇和柴油之間的互溶性，從而改善了整體燃料的燃燒和排放性能，但是該技術(shù)方案中甲醇的使用量非常小，而且易燃易爆的二甲醚添加量過大，因此所得的甲醇柴油成本高、安全隱患大。中國(guó)專利CN102161922A公開了一種甲醇柴油，其中添加了含有二茂鐵的添加劑，盡管柴油性能得到了改善，但是二茂鐵成本高昂，導(dǎo)致甲醇柴油整體成本上升。現(xiàn)有的研究中，大多是使用表面活性劑、助溶劑等添加劑采用物理的方式來增加甲醇和柴油互溶性，取得的效果十分有限。

發(fā)明內(nèi)容
為克服現(xiàn)有甲醇柴油成本高、互溶性差、性能不佳等技術(shù)缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種甲醇柴油。本發(fā)明的目的是提供一種甲醇柴油的制備方法。本發(fā)明提供的甲醇柴油，按重量份包括以下原料100 300份甲醇、400 700份柴油、50 200份脂肪酸、20 150份石油酸、I 15份助溶劑、20 100份航空煤油、
0.1 5份十六烷值改進(jìn)劑以及I 10份過氧化鋅。優(yōu)選地，所述甲醇柴油按重量份包括以下原料150 250份甲醇、450 650份柴油、100 150份脂肪酸、50 100份石油酸、5 12份助溶劑、50 80份航空煤油、O. 5
1.5份十六烷值改進(jìn)劑以及2. 5 5份過氧化鋅。其中，所述柴油為生物柴油和/或化石柴油。其中，所述柴油為生物柴油和化石柴油以1:1 10的重量比組成的混合物。優(yōu)選地，所述柴油為生物柴油和化石柴油以1:1 5的重量比組成的混合物。其中，所述生物柴油為柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油。其中，所述脂肪酸為非動(dòng)物油脂類脂肪酸，優(yōu)選地，所述非動(dòng)物油脂類脂肪酸為棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸中的一種或多種。其中，所述助溶劑為異丙醇、正丁醇、異丁醇、正辛醇、異辛醇、仲辛醇、環(huán)己醇中的一種或多種；優(yōu)選地，所述助溶劑為由異丙醇、異丁醇和異辛醇以任意比例組成的混合物；更優(yōu)選地，所述助溶劑為按重量比由異丙醇異丁醇異辛醇=1 3 I 5 I 6組成的混合物。相對(duì)于單組份助溶劑，多組分的助溶劑對(duì)游離甲醇的吸附效果更好，尤其是異丙醇、異丁醇和異辛醇組成的混合醇，能夠起到協(xié)同作用，對(duì)甲醇的吸附效果最好。其中，所述十六烷值改進(jìn)劑為硝酸異辛酯。其中，所述航空煤油優(yōu)選為3#航空煤油。本發(fā)明提供的甲醇柴油具有以下特點(diǎn)
(I)本發(fā)明的甲醇柴油體系加入了過氧化鋅作為催化劑，使甲醇在常溫下與石油酸和脂肪酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成部分甲酯，酯類物質(zhì)可吸附游離存在的甲醇分子形成共溶體，減少體系中游離的甲醇分子，同樣地，體系中所加入的生物柴油(主要成分為脂肪酸甲酯)也可吸附游離存在的甲醇分子形成共溶體。此外，作為助溶劑的異辛醇等醇類物質(zhì)也可以吸附甲醇分子，進(jìn)一步減少體系中游離的甲醇分子?；诖?，再利用助溶劑、生物柴油與化石柴油互溶的特性，可以使吸附的甲醇與化石柴油實(shí)現(xiàn)良好的互溶。甲醇柴油體系中還加入了航空煤油，其是一種優(yōu)良的溶劑，可以提升助溶劑、生物柴油和化石柴油的互溶性，從而進(jìn)一步提高甲醇與化石柴油的互溶性。(2)本發(fā)明的甲醇柴油體系中，化石柴油和生物柴油由于吸附了甲醇(甲醇本身冷凝點(diǎn)較低)而降低了冷凝點(diǎn)，從而提高了柴油標(biāo)號(hào)，可作為-20#柴油使用。(3)本發(fā)明的甲醇柴油極其穩(wěn)定，即使在-20°C時(shí)也不發(fā)生分層，而且抗水相能力強(qiáng)，遇有3%以下的水不乳化、不分層。(4)本發(fā)明甲醇柴油體系中的過氧化鋅在柴油燃燒時(shí)也能起到催化燃燒劑的作用，從而改善了甲醇柴油的燃燒狀況，實(shí)現(xiàn)了甲醇和化石柴油的同步催化燃燒；本發(fā)明的甲醇柴油中，甲醇多被吸附而形成共溶體形態(tài)，無單體游離甲醇存在，所以柴油在使用過程中不會(huì)發(fā)生氣阻現(xiàn)象，安全性得以提高。(5)本發(fā)明的甲醇柴油中甲醇用量大，超過了 15%，而且使用生物柴油代替了部分化石柴油，因此燃燒后的尾氣排放清潔、CO2及碳顆粒能減少40%以上，且無黑煙排放，更加符合目前的環(huán)保要求。本發(fā)明提供的上述甲醇柴油的制備方法，包括以下步驟(I)將甲醇和脂肪酸、石油酸混合均勻形成混合物；(2)將柴油、十六烷值改進(jìn)劑和過氧化鋅混合均勻形成混合物；(3)將步驟(I)所得混合物、步驟(2)所得混合物和航空煤油進(jìn)行混合，再向其中加入助溶劑攪拌均勻即得。上述制備方法中，攪拌、混合的時(shí)間沒有特別限定，混合均勻即可，一般為10 50分鐘，優(yōu)選10 30分鐘。本發(fā)明技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明提供的甲醇柴油中，甲醇在體系中的使用量大，而且與化石柴油的互溶性好。2、本發(fā)明提供的甲醇柴油性能得到了改善，可作為-20#柴油使用，更加安全和環(huán)保。3、本發(fā)明提供的甲醇柴油原料成本低，更加經(jīng)濟(jì)，具有實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。4、本發(fā)明的制備方法步驟簡(jiǎn)單、條件溫和，適宜大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)。
具體實(shí)施例方式以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例所使用的化學(xué)品如無特別說明均為常見市售化學(xué)品。生物柴油為北京清研利華石油化學(xué)技術(shù)有限公司生產(chǎn)的BD100生物柴油，其符合GB/T20828-2007的要求。
實(shí)施例1配方(按重量):①甲醇150份通石油酸50份；③油酸100份通BD100生物柴油150份；(D 0#化石柴油487份異丙醇1. 5份異丁醇1. 5份?、喈愋链?份；⑨硝酸異辛酯0. 5份；⑩3#航空煤油55份；@過氧化鋅2. 5份。制備過程( I)將⑦和⑧混合攪拌10分鐘左右形成混合物A。(2)將①、②和③混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物B。(3)將④、⑤、⑨和混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物C。(4)將A、B、C和⑩混合攪拌15-30分鐘形成D。(5)將D和⑥混合攪拌10-20分鐘形成甲醇柴油。實(shí)施例2配方(按重量):①甲醇200份石油酸80份亞油酸100份；@ BD100生物柴油130份； 0#化石柴油418份異丙醇1. 5份異丁醇3. 5份?、喈愋链?份；⑨硝酸異辛酯1份；⑩3#航空煤油60份;(Π)過氧化鋅3份。制備過程( I)將⑦和⑧混合攪拌10分鐘左右形成混合物Α。(2)將①、②和③混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物B。(3)將④、⑤、⑨和Ar混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物C。(4)將A、B、C和⑩混合攪拌15-30分鐘形成D。(5)將D和⑥混合攪拌10-20分鐘形成甲醇柴油。實(shí)施例3配方(按重量):①甲醇250份通石油酸50份逾硬脂酸130份通BD100生物柴油150份?、?#化石柴油334份異丙醇2份異丁醇3. 5份?、喈愋链?份；⑨硝酸異辛酯1. 5份；⑩3#航空煤油70份； 過氧化鋅4份。制備過程( I)將⑦和⑧混合攪拌10分鐘左右形成混合物A。(2)將①、②和③混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物B。(3)將④、⑤、⑨和1II)混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物C。(4)將A、B、C和⑩混合攪拌15-30分鐘形成D。(5)將D和⑥混合攪拌10-20分鐘形成甲醇柴油。實(shí)施例4
配方(按重量)①甲醇280份石油酸120份；③油酸150份；@ BD100生物柴油200份； 0#化石柴油430份； 異丙醇1份；@異丁醇3. 5份異辛醇4份；⑨硝酸異辛酯4. 5份；⑩3#航空煤油80份； 過氧化鋅3份。制備過程 (I)將⑦和⑧混合攪拌10分鐘左右形成混合物A。(2)將①、②和③混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物B。(3 )將④、⑤、⑨和(ft:混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物C。(4)將A、B、C和⑩混合攪拌15-30分鐘形成D。(5)將D和⑥混合攪拌10-20分鐘形成甲醇柴油。 實(shí)施例5配方(按重量)①甲醇120份必石油酸20份；③油酸80份；(D BD100生物柴油250份?、?#化石柴油450份異丙醇3份異丁醇2. 5份?、喈愋链?份?、嵯跛岙愋刘?. 5份；⑩3#航空煤油40份;(Π)過氧化鋅6份。制備過程( I)將⑦和⑧混合攪拌10分鐘左右形成混合物Α。(2)將①、②和③混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物B。(3)將④、⑤、⑨和Cfp混合攪拌15-30分鐘直至均勻，形成混合物C。(4)將Α、B、C和⑩混合攪拌15-30分鐘形成D。(5)將D和⑥混合攪拌10-20分鐘形成甲醇柴油。實(shí)驗(yàn)例將實(shí)施例1-5的甲醇柴油和標(biāo)準(zhǔn)-20#柴油進(jìn)行性能檢測(cè)，結(jié)果如表I所示表I
權(quán)利要求
1.一種甲醇柴油，其特征在于，按重量份包括以下原料100 300份甲醇、400 700份柴油、50 200份脂肪酸、20 150份石油酸、I 15份助溶劑、20 100份航空煤油、O.1 5份十六烷值改進(jìn)劑以及I 10份過氧化鋅。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲醇柴油，其特征在于，按重量份包括以下原料150 250份甲醇、450 650份柴油、100 150份脂肪酸、50 100份石油酸、5 12份助溶劑、50 80份航空煤油、O. 5 1. 5份十六烷值改進(jìn)劑以及2. 5 5份過氧化鋅。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲醇柴油，其特征在于，所述柴油為生物柴油和/或化石柴油。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的甲醇柴油，其特征在于，所述柴油為生物柴油和化石柴油以I I 10的重量比組成的混合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的甲醇柴油，其特征在于，所述生物柴油為柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲醇柴油，其特征在于，所述脂肪酸為非動(dòng)物油脂類脂肪酸；優(yōu)選棕櫚酸、油酸、亞油酸、硬脂酸中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲醇柴油，其特征在于，所述助溶劑為異丙醇、正丁醇、異丁醇、正辛醇、異辛醇、仲辛醇、環(huán)己醇中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的甲醇柴油，其特征在于，所述助溶劑為由異丙醇、異丁醇和異辛醇以任意比例組成的混合物；優(yōu)選按重量比由異丙醇異丁醇異辛醇=1 3 :1 5 I 6組成的混合物。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的甲醇柴油，其特征在于，所述十六烷值改進(jìn)劑為硝酸異辛酯。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述甲醇柴油的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將甲醇和脂肪酸、石油酸混合均勻形成混合物； (2)將柴油、十六烷值改進(jìn)劑和過氧化鋅混合均勻形成混合物； (3)將步驟(I)所得混合物、步驟(2)所得混合物和航空煤油進(jìn)行混合，再向其中加入助溶劑攪拌均勻即得。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種甲醇柴油，包括甲醇、柴油、脂肪酸、石油酸、助溶劑、航空煤油、十六烷值改進(jìn)劑以及過氧化鋅。本發(fā)明還涉及了所述甲醇柴油的制備方法。本發(fā)明提供的甲醇柴油中，甲醇在體系中的使用量較大，而且與化石柴油的互溶性較好，其性能得到了明顯改善，可作為-20#柴油使用，安全，環(huán)保，原料成本低。本發(fā)明的制備方法步驟簡(jiǎn)單、條件溫和，適宜大規(guī)模工業(yè)化的生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C10L1/23GK103013590SQ20121056085
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者魯希諾, 葛萌 申請(qǐng)人:北京清研利華石油化學(xué)技術(shù)有限公司