專利名稱：一種改性低碳柴油及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種經(jīng)過科學(xué)改性并實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的低碳柴油。本發(fā)明屬于能源資源柴油的改性技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
節(jié)能減排，充分利用資源，積極保護人類生存環(huán)境，已經(jīng)引起中國政府和國外各國政府高度重視并且采取有效措施，推行系列扶持政策。發(fā)展低碳經(jīng)濟和低碳生活已成為全人類關(guān)注的焦點。中國人從上世紀四十年代開始就涉及這一領(lǐng)域的探索工作，而后也有不斷進展的科研工作。近年來，更有后者居上，不少大專院校、科研院所，尤其是包括民營企業(yè)和個人的民間力量，研發(fā)工作十分活躍，也已取得不少成果，公開了許多中國專利。雖然這些已經(jīng)取得的成績在節(jié)油和減少排放廢氣方面都發(fā)揮了積極作用，同時也獲得了相應(yīng)的經(jīng)濟效益和社會效益。但是仍然存在一些不足或不利的因素。主要表現(xiàn)在如下幾個方面1.組成復(fù)雜，組分多達十幾種，甚至20多種，造成原材料品種繁多，給企業(yè)的供應(yīng)、倉儲和安全管理工作帶來不便和不利。2.添加了強酸、強堿元素，如硫、氯、堿金屬鈉、鉀等，對發(fā)動機和燃油鍋爐及環(huán)境會產(chǎn)生不利影響。3.添加了數(shù)量超過50%甚至75%的非柴油成分。一方面其產(chǎn)品已經(jīng)失去了“柴油”的含義，更是不利于其產(chǎn)業(yè)化，例如大量的煤油、溶劑油或碳九等等石化原料是難以滿足配套供應(yīng)的。4.有的雖然效果很不錯，但使用原料精細、生產(chǎn)成本相應(yīng)過高，經(jīng)濟效益無法體現(xiàn)，限制了其產(chǎn)業(yè)化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是鑒于上述技術(shù)不足或不利因素，公開提供一種改性的低碳柴油及其生產(chǎn)方法，本發(fā)明的低碳柴油原料品種少，生產(chǎn)工藝流程短，操作方法方便、產(chǎn)品成本低，生產(chǎn)的低碳柴油總含碳量低，燃燒后排放的溫室效應(yīng)氣體總量低，具有良好經(jīng)濟效益和社會效益。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一方面提供一種改性低碳柴油，由如下重量份配比的原料組成低碳組分20-35 ；石化柴油65-80，其中，所述低碳組分包括低級醇、氨水、水、含鐵化合物、混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯。其中，所述低碳組分中各組分的重量份配比為低級醇2-10 ；氨水0-5 ；水6-20 ； 含鐵化合物0. 05-0. 50 ；混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯2-10。特別是，所述低碳組分原料的重量份配比優(yōu)選為低級醇3-9 ；氨水1-3.5 ；水 6-20 ；含鐵化合物0. 1-0. 50 ；混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯4-8。
特別是，所述低碳組分還包括重量份為1-5的油酸或油酸甲酯。尤其是，所述低碳組分中油酸或油酸甲酯的重量份優(yōu)選為M-3. 5。其中，所述的低級醇為甲醇或乙醇；所述含鐵化合物為甲酸鐵或二茂鐵。其中，所述混合脂肪酸或混合脂肪酸甲酯中C-16脂肪酸的質(zhì)量百分含量為 30-65%, C-18脂肪酸的質(zhì)量百分含量為20-50%，即所述的混合脂肪酸或混合脂肪酸甲酯中含有16個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為30-65%，含有18個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為20-50%。特別是，所述原料的重量份配比優(yōu)選為低碳組分25_30，石化柴油70-75 ；進一步優(yōu)選為低碳組分30，石化柴油70。其中，所述石化柴油選擇國標5號、0號、-10號、-20號和-35號輕柴油；優(yōu)選為國標5號、0號、-10號、-20號輕柴油。特別是，所述甲醇的質(zhì)量百分比濃度為90-95% ；所述乙醇的質(zhì)量百分比濃度為 90-95% ；所述氨水的質(zhì)量百分比濃度為17-20%。本發(fā)明另一方面提供一種改性低碳柴油的生產(chǎn)方法，包括將低碳組分和石化柴油混合均勻后，在0-40°C下，攪拌、反應(yīng)20-60分鐘，即得。其中，所述攪拌的攪拌速度為60-120prm，優(yōu)選為63_85prm ；所述反應(yīng)溫度優(yōu)選為 10-350C ；攪拌反應(yīng)時間為30-60分鐘。本發(fā)明具有下列優(yōu)越性1.本發(fā)明低碳柴油以石化柴油為基礎(chǔ)油料，輔以相匹配的低碳組分，經(jīng)科學(xué)和合理的改性反應(yīng)工藝生產(chǎn)而成，外觀酷似石化柴油，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無強酸、強堿，對柴油發(fā)動機和燃油鍋爐無腐蝕，無磨損等損傷作用，同時還能清除發(fā)動機的陳舊積碳的作用。2.本發(fā)明的原料低碳組分富含氧元素，含氧量高，占分子量的45. 7% -58. 1%，在燃燒過程中有利于碳氫化含物的氧化反應(yīng)，降低了尾氣中一氧化碳和碳氫廢棄物的濃度， 污染氣體二氧化硫排放減少55%以上；氮氧化物排放減少35%以上；一氧化碳排放減少 25%以上；溫室氣體二氧化碳排放量減少15-20% ；有害廢氣的排放明顯減少。3.使用本發(fā)明制備的改性低碳柴油，節(jié)油效果顯著，節(jié)油率達到18.95%以上，當負荷為80%時，節(jié)油率為18. 95%，當負荷為90%時，節(jié)油率為22. 05%，當負荷為100%時， 節(jié)油率為23. 87%。4.本發(fā)明低碳柴油以低碳組分替代石化柴油，通?？晒?jié)省石化柴油資源30%。以全國每年消耗柴油3億噸計，一年可節(jié)省柴油資源9000萬噸。5.使用本發(fā)明制備的0號改性低碳柴油，排煙度顯著降低，在50%負荷時，排煙度為IRb ；在90%負荷時，排煙度為1. 3Rb ；在100%負荷時，排煙度僅為2. 2Rb。6.本發(fā)明制備的改性低碳柴油呈清澈透亮油狀液體，無異味，久置一年以上不分層，產(chǎn)品色澤淺而清澈透亮，為均相液態(tài)成品油料，無異常氣味，相似于石化柴油。可單獨使用也可與石化柴油以任意比例混用，使用非常方便，既可用于柴油發(fā)動機，又可用于燃料鍋爐。7.本發(fā)明的低碳柴油的原料來源廣泛，成本低，易獲得，降低了低碳柴油的生產(chǎn)成本、提高了生產(chǎn)企業(yè)效益，利于大規(guī)模推廣應(yīng)用。8.本發(fā)明改性低碳柴油的制備工藝流程合理，生產(chǎn)操作方便；使用原料品種少，
4利于企業(yè)的供應(yīng)、倉儲和安全使用的管理工作；生產(chǎn)成本低，投資少，勞動強度低，生產(chǎn)效率高，適于大規(guī)模推廣使用。
具體實施例方式下面舉例對本發(fā)明作進一步的說明，但本發(fā)明不局限于如下的實施例。本發(fā)明中的混合脂肪酸、混合脂肪酸甲酯購買自山東濟南發(fā)達油脂工業(yè)有限公司，其中混合脂肪酸、混合脂肪酸甲酯中含有16個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為 30-65%，含有18個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為20-50%。實施例一1、按照如下重量配比準備原料(單位kg)低碳組分220號輕柴油78其中，低碳組分由原料水、乙醇、氨水、油酸、混合脂肪酸、混合脂肪酸甲酯、甲酸鐵組成，其中原料的重量份配比為水8份、乙醇4份、氨水1. 0份、油酸3. 5份、混合脂肪酸3 份、混合脂肪酸甲酯2份、甲酸鐵0. 5份，氨水的質(zhì)量百分比濃度為20% ；其中，混合脂肪酸、混合脂肪酸甲酯中含有16個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為30%，含有18個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為50%。2、攪拌處理將低碳組分和0號輕柴油的依次投入到配有攪拌器和溫度計的反應(yīng)釜中，在 25-30°C下，以SOprm的轉(zhuǎn)速攪拌40分鐘，即得到改性低碳0號柴油。所得產(chǎn)品的技術(shù)指標外觀均質(zhì)清澈透亮的油狀液體，無異味、無腐蝕性機械雜質(zhì)無凝點-7°C冷濾點-4°C運動黏度6·9 (20"C )，mm2/s銅片腐蝕1級色度3.0 號氧化安定性0.91mg/100ml符合0號輕柴油標準要求。實施例二1、按照如下重量配比準備原料(單位kg)低碳組分305號輕柴油70其中，低碳組分由原料水、氨水、混合脂肪酸、甲醇和二茂鐵組成，其中原料的重量份配比為水15份、氨水3. 5份、混含脂肪酸8份，甲醇3份、二茂鐵0. 5份，氨水的質(zhì)量百分比濃度為17% ；其中，混合脂肪酸中含有16個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為65%，含有18 個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為20%。
2、攪拌處理將低碳組分和5號輕柴油的依次投入到配有攪拌器和溫度計的反應(yīng)釜中，在 25-35°C下，以85prm的轉(zhuǎn)速攪拌45分鐘，即得到改性低碳5號柴油。所得產(chǎn)品的技術(shù)指標外觀均質(zhì)清澈透亮的油狀液體，無異味、無腐蝕性機械雜質(zhì)無凝點-l°C冷濾點2°C運動黏度7. 1 (200C )，mm2/s銅片腐蝕1級色度3.1 號氧化安定性1.21mg/100ml符合5號輕柴油標準要求。實施例三1、按照如下重量配比準備原料(單位kg)低碳組分20-10號輕柴油80其中，低碳組分由原料水、氨水、乙醇、混合脂肪酸、甲酸鐵組成，其中原料的重量份配比為水6份、氨水1份、乙醇9份、混合脂肪酸4份、甲酸鐵0. 1份，氨水的質(zhì)量百分比濃度為19% ；其中，混合脂肪酸中含有16個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為55%，含有18 個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為30%。2、攪拌處理將低碳組分和-10號輕柴油的依次投入到配有攪拌器和溫度計的反應(yīng)釜中，在 0-10°C下，以SOprm的轉(zhuǎn)速攪拌50分鐘，即得到改性低碳-10號柴油。所得產(chǎn)品的技術(shù)指標外觀均質(zhì)清澈透亮的油狀液體，無異味、無腐蝕性機械雜質(zhì)無凝點-12°C冷濾點-8°C運動黏度6. 2 (20"C )，mm2/s銅片腐蝕1級色度2·7 號氧化安定性1.15mg/100ml符合-10號輕柴油標準要求。實施例四1、按照如下重量配比準備原料(單位kg)低碳組分355號輕柴油65
其中，低碳組分由原料水、乙醇、氨水、混合脂肪酸、油酸甲酯、甲酸鐵組成，其中原料的重量份配比為水20份、乙醇4份、氨水2. 4份、混合脂肪酸6份、油酸甲酯2. 4份、甲酸鐵0.2份，氨水的質(zhì)量百分比濃度為18% ；其中，混合脂肪酸中含有16個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為65%，含有18 個碳原子的脂肪酸的質(zhì)量百分比含量為20%。2、攪拌處理將低碳組分和5號輕柴油的依次投入到配有攪拌器和溫度計的反應(yīng)釜中，在 20-30°C下，以85prm的轉(zhuǎn)速攪拌60分鐘，即得到改性低碳5號柴油。所得產(chǎn)品的技術(shù)指標外觀均質(zhì)清澈透亮的油狀液體，無異味、無腐蝕性機械雜質(zhì)無凝點3°C冷濾點6°C運動黏度7. 8 (20"C )，mm2/s色度2.9 號氧化安定性1.32mg/100ml符合5號輕柴油標準要求。對照例一以實施例一使用的原料0號輕柴油作為對照例一。對照例二以實施例二使用的原料5號輕柴油作為對照例二。對照例三以實施例三使用的原料-10號輕柴油作為對照例三。試驗例一排煙度試驗將實施例1、3制備的改性低碳柴油和對照例1、2的輕柴油作為對照，按照國家標準GB1105-74(內(nèi)燃機臺架試驗方法)進行排煙度測試，使用FQD-102A煙度計測定，測定結(jié)果如表1所示。表1柴油排煙度試驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種改性低碳柴油，其特征是由如下重量份配比的原料組成低碳組分20-35 ；石化柴油65-80，其中，所述低碳組分包括低級醇、氨水、水、含鐵化合物、混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯。
2.如權(quán)利要求1所述低碳柴油，其特征是所述低碳組分中各組分的重量份配比為低級醇2-10 ；氨水0-5 ；水為6-20 ；含鐵化合物0. 05-0. 50 ；混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯 2-10。
3.如權(quán)利要求1所述的低碳柴油，其特征是所述的低級醇為甲醇或乙醇；所述含鐵化合物為甲酸鐵或二茂鐵。
4.如權(quán)利要求1所述的低碳柴油，其特征是所述原料的重量份配比為低碳組分 25-30，石化柴油70-75。
5.如權(quán)利要求2所述的低碳柴油，其特征是所述低碳組分還包括重量份為1-5的油酸或油酸甲酯。
6.如權(quán)利要求1或2所述低碳柴油，其特征是所述石化柴油選擇國標5號、0號、-10 號、-20號或-35號輕柴油之一。
7.—種如權(quán)利要求1-5任一所述改性低碳柴油的生產(chǎn)方法，其特征是將低碳組分和石化柴油混合均勻后，在0-40°C下，攪拌、反應(yīng)20-60分鐘，即得。
8.如權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)方法，其特征是攪拌速度為60-120prm。
9.如權(quán)利要求8所述的生產(chǎn)方法，其特征是攪拌速度為63-85prm。
10.如權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)方法，其特征是反應(yīng)溫度為10-35°C；攪拌反應(yīng)時間為 30-60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種經(jīng)過科學(xué)改性的低碳柴油的生產(chǎn)方法。該方法是將低碳組分20-35份和石化柴油65-80份按次序投入反應(yīng)釜中，在0-40℃和常壓下，以60-120prm轉(zhuǎn)速攪拌反應(yīng)20-60分鐘，即得到清澈透亮的改性低碳柴油。本方法制備的改性低碳柴油不但具有成本適宜、無異味、無腐蝕的優(yōu)點，而且節(jié)油效果顯著，減排有害廢氣明顯，可與石化柴油以任意比例混合，適用于柴油發(fā)動機和燃油鍋爐，有利于大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用。
文檔編號C10L1/30GK102229822SQ20111014780
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者姚新 申請人:姚新