技术领域
[0001] 本发明涉及柴油替代燃料领域，尤其涉及一种清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料及其制备方法。
相关背景技术
[0002] 汽车工业技术的不断成熟，燃油机动车辆在与日俱增。尾气排放越来越严重，环境污染物的主要来源是燃油机动车辆的发动机尾气。燃油车尾气排放物占到了环境污染物的30％以上，这些尾气含有大量的硫化物、氮化物、碳、铅等有害气体和可吸入颗粒物，这些尾气排放物分布性距离地面0.5米至3米空气中弥漫，严重地污染着人类的生存环境、威胁着人类的健康。
[0003] 为了实现“碳达峰、碳中和”目标，首先从科学技术领域着手，大力发展环境治理的技术、措施。解决环境治理，节能减排的瓶颈技术，创新开发关键产品，加大力度推广清洁环保节能减排产业。
[0004] 为了控制燃油机动车尾气排放给环境和人类带来的危害，世界上许多国家都制定了日益严格的燃油机动车尾气排放标准与法规，在燃油机动车尾气的排气系统上安装三效净化器和电喷闭环控制器是有效解决汽车尾气污染的措施之一，但是这类设备大多只能净化颗粒性介质，对一氧化碳、碳氢类气体的净化作用则不大，起不到很有效的净化作用。为了更好的实现燃油机动车尾气净化达到最新国家国六和京六标准要求，针对目前市场上燃油机动车存在的尾气排放污染物超标的现象和环境污染治理的顽疾问题，通过多年来的研究实验，本发明总结出了一种清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料及其制备方法。
具体实施方式
[0029] 为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0031] 本发明提供了一种清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料，包括以下原料：
[0032] 硝酸异辛酯、二异丙基醚、正辛醇、高碳数脂肪醇、聚甲氧基二甲醚、费托蜡、蓖麻油、乌葵酸甘油、混合醇、草酸二异戊酯、2‑乙基己基硝酸酯、二异丙基醚、十二烷基磺酸钠、乙酸乙烯酯、异丙醇、节能增效助燃剂。
[0033] 在本发明的一些实施例中，可以在上述原料的基础上添加能够提高柴油替代燃料综合性能的添加剂。
[0034] 作为本发明技术方案的进一步改进，所述清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料，包括以下重量份数的原料：
[0035] 硝酸异辛酯3～5份、二异丙基醚4～6份、正辛醇5～7份、高碳数脂肪醇2～4份、聚甲氧基二甲醚29～31份、费托蜡13～15份、蓖麻油5～7份、乌葵酸甘油3～5份、混合醇9～11份、草酸二异戊酯3～5份、2‑乙基己基硝酸酯5～8份、十二烷基磺酸钠4～7份、乙酸乙烯酯3～5份、异丙醇7～9份、节能增效助燃剂1～2份。
[0036] 进一步的，一种清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料，是由以下原料制成的：
[0037] 硝酸异辛酯、二异丙基醚、正辛醇、高碳数脂肪醇、聚甲氧基二甲醚、费托蜡、蓖麻油、乌葵酸甘油、混合醇、草酸二异戊酯、2‑乙基己基硝酸酯、十二烷基磺酸钠、乙酸乙烯酯、异丙醇、节能增效助燃剂。
[0038] 本发明还提供了一种清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料，是由以下重量份数的原料制成的：
[0039] 硝酸异辛酯3～5份、二异丙基醚4～6份、正辛醇5～7份、高碳数脂肪醇2～4份、聚甲氧基二甲醚29～31份、费托蜡13～15份、蓖麻油5～7份、乌葵酸甘油3～5份、混合醇9～11份、草酸二异戊酯3～5份、2‑乙基己基硝酸酯5～8份、十二烷基磺酸钠4～7份、乙酸乙烯酯3～5份、异丙醇7～9份、节能增效助燃剂1～2份。
[0040] 作为本发明技术方案的进一步改进，所述混合醇为甲醇、丙烷和丁烷的混合物。优选的，所述混合醇为25wt％甲醇、45wt％的丙烷和30wt％的丁烷的混合物。
[0041] 本发明进一步提供了所述一种清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料的制备方法，包括如下步骤：
[0042] 第一步、组分A配制：将硝酸异辛酯、二异丙基醚、正辛醇、高碳数脂肪醇、聚甲氧基二甲醚、费托蜡、蓖麻油、置于110℃反应釜内反应物化4小时转入搅拌罐备用；
[0043] 第二步、组分B配制：将乌葵酸甘油、混合醇、草酸二异戊酯、2‑乙基己基硝酸酯，依次加入反应釜内，加热至100℃，反应物化4小时转入搅拌罐备用；
[0044] 第三步、将十二烷基磺酸钠、乙酸乙烯酯、异丙醇、节能增效助燃剂，送至反应釜内在100℃温度下物理反应4小时转入搅拌罐备用；
[0045] 第四步、将制备得到的组分A、B和精制后进入搅拌罐搅拌混匀1小时，循环物化4小时后得到成品罐区。
[0046] 本发明中各原料的物化性能与功效简介如下：
[0047] 硝酸异辛酯：可提高柴油的十六烷值，改善柴油的燃烧性能，缩短着火时间，降低燃点，提高机车热工况动力性，节油效应十分明显。用途：用于柴油燃料中，特别是二次加工柴油中以提高其十六烷值。添加效果因基础油而异，一般加入0.1％‑0.3％的硝酸异辛酯，可提高十六烷值2‑9个单位。还可用作有机溶剂。用于本发明有利于提高燃烧性和抗爆性。
[0048] 二异丙基醚：可混溶于醇、醚、苯、氯仿等多数有机溶剂。在本发明中具有兼容各种配方组分的作用。
[0049] 正辛醇：它是无色有特殊臭味的可燃性液体，可与多数有机溶剂互溶，在本发明中与各组分助剂之间能够互溶，可称为兼容很强的兼容助燃剂。
[0050] 高碳数脂肪醇：易溶于正丁醇，异丙醇、乙醚、氯仿、乙醇、苯、石油醚、环已烷、丙酮、甲醇等有机溶剂。与聚甲氧基二甲醚共混使用形成最佳的多溶性溶剂。
[0051] 聚甲氧基二甲醚：是一种清洁燃料，在本发明中能够提高油品的润滑性能，与燃油互溶性好，非常适合作为柴油添加剂组分。聚甲氧基二甲醚含氧量比较高，最高可达到51％，平均十六烷值达到76，可以改善柴油在发动机中的燃烧效率，在柴油中添加使用，可以大幅降低污染物排放，减少硫化物、CO和NOx排放，降低的尾气污染。聚甲氧基二甲醚是目前溶剂领域最好的环保型溶剂，是一种无硫、无芳烃、无苯、无氯等的非常高清洁环保型溶剂油。作为溶剂母液具有溶醇、溶醚、溶脂多溶性和兼溶性。是目前全世界最好的万能溶剂与柴油添加和替代重要组分。
[0052] 费托蜡：费托蜡是亚甲基聚合物，是碳氢基合成气或天然气合成的烷烃聚合物，主要依靠煤化工优质廉价的原材料进行铁基或者钴基合成，是调制生物燃油‑柴油替代燃料的基础油之一。
[0053] 蓖麻油：蓖麻油是一种植物油，具有良好的润滑性能，它可以减少机械零部件之间的摩擦和磨损，延长的使用寿命。蓖麻油中含有较多的不饱和脂肪酸，可以作为防锈剂，对金属表面起到保护作用，防止金属氧化、腐蚀。它具有较高的干燥性和耐候性，可以增强涂料和油漆的附着力和耐久性。蓖麻油还可以作为溶剂，蓖麻油中的多元不饱和脂肪酸可以作为油品的添加剂。它可以提高油品的柔软性、延展性和韧性，改善使用寿命。蓖麻油可以用作生物燃料的原料。由于其含有较高的不饱和脂肪酸含量，蓖麻油甲酯，用作柴油替代品。在本发明中作为生物原料使用。
[0054] 乌葵酸甘油：是一种饱和脂肪酸酯，特殊功效的稀释剂、乳化稳定剂、增溶剂和防腐剂。无色无味、透明清澈，稳定性良好，耐储存。在本发明中作为生物原料使用。
[0055] 混合醇：是用聚甲氧基二甲醚为溶剂的合成改性剂，丙烷、丁烷与甲醇按一定比例调配混合，使甲醇物理反应，变其碱性，当合成变性剂于与甲醇的分子结构物理反应后，在聚甲氧基二甲醚分子的作用下，形成新的分子结构链，在燃烧中有效的抑制了甲醇的二次排酸，使其酸在燃烧中物化完全。混合醇具有清洁环保、安全抗爆、动力强劲、能耗率低、通用性好、腐蚀性小、价格便宜等优点。从而达到了甲醇原料的改性目的。大大降低了油品对发动机的腐蚀性。
[0056] 草酸二异戊酯：是一种新型柴油十六烷值改进剂，代替传统的硝酸酯类添加剂有其明显的优点，它燃烧时不产生氧化氮(NOx)，不会腐蚀设备，不污染环境，符合环境友好产品要求。在本发明中作为提高辛烷值、助燃、消烟等作用，尤其是和硝酸异辛酯共混使用，功效更佳。
[0057] 2‑乙基己基硝酸酯：十六烷值改进剂，是一类易于分解自由粒子的化合物，因此它能加快柴油燃料点燃时链式反应的速度。它能促进柴油的快速氧化，因此能提高柴油的点燃特性。它可提高柴油在燃烧过程中的链引发速率。促进柴油的快速氧化，改善其点火性能。同时，也是改进尾气排放的最经济有效的重要组分。
[0058] 十二烷基磺酸钠：它的特性易生物降解，生物降解性可大于90％，对环境污染程度小，在本发明中添加目的是在物化中溶解碳分子，要达到燃烧充分，起到燃料净化作用。
[0059] 乙酸乙烯酯：溶于醇、丙酮、苯、氯仿。在本发明中用作消烟、降凝、增稠剂的中间体和粘合剂。
[0060] 异丙醇：作为溶剂是工业上比较廉价的溶剂，能和水自由混合，对亲油性物质的溶解力比乙醇强，萃取剂，可用作防冻剂、清洁剂、调和汽、柴油的添加剂、用于防冻剂、脱水剂等。
[0061] 节能增效助燃剂：是本发明人已经申报发明专利成功的专利技术(CN105062589A)，其产品添加在清洁环保生物燃料中提高其热值功效，燃烧充分，清理结焦积碳，达到节能增效助燃作用。使燃料清洁度降低到99％以上，基本为零排放效果。
[0062] 本发明所述一种清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料的保质期，可达到3年以上。详见下列油品质量保质期对比表：
[0063] 欧Ⅵ、美国、中国国六0#柴油和清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料四大油品质量指标对比表
[0064] 品名： 十六烷值 蒸汽压 硫含量 保质期#
欧Ⅵ0柴油 49 80 10 1年
#
美国0柴油 40 76 5 1年
中国国六0#柴油 48‑50 88 5 1年
#
清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料0柴油 50‑55 87 3 3年
[0065] 通过四大油品质量比较：欧Ⅵ、美国、中国国六柴油和清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料，指标对比，十六值、蒸汽压均高于、优于欧Ⅵ、美国、中国国六柴油指标；硫含量均远低于欧Ⅵ、美国、中国国六的柴油排放指标；欧Ⅵ、美国、中国国六柴油保质期均为1年；本发明所述清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料的保质期在3年以上。本发明产品经过5年研发实验批量生产，上市销售已经在晋、鲁、豫、冀、湘、鄂、浙等20多个省市销售100多万吨。市场效果非常良好，为了使产品进入中石油、中石化油品销售市场，为“碳达峰、碳中和”做出积极的带头作用和应有的贡献。
[0066] 下面对本发明的具体实施例进行详细说明。
[0067] 实施例1
[0068] 本发明所述的是一种清洁环保生物燃油‑柴油替代燃料的制备方法，主要包括如下步骤：
[0069] 第一步、组分A配制：将硝酸异辛酯3份、二异丙基醚6份、正辛醇7份、高碳数脂肪醇2份、聚甲氧基二甲醚29份、费托蜡15份、蓖麻油7份置于110℃反应釜内反应物化4小时转入搅拌罐备用；
[0070] 第二步、组分B配制：将乌葵酸甘油3份、混合醇11份、草酸二异戊酯5份、2‑乙基己基硝酸酯8份，依次加入反应釜内，加热至100℃，反应物化4小时转入搅拌罐备用；所述混合醇为25wt％甲醇、45wt％的丙烷和30wt％的丁烷的混合物；
[0071] 第三步、将十二烷基磺酸钠7份、乙酸乙烯酯5份、异丙醇9份、节能增效助燃剂2份，送至反应釜内在100℃温度下物理反应4小时转入搅拌罐备用。
[0072] 第四步、将制备得到的组分A、B和精制后进入搅拌罐搅拌混匀1小时，循环物化4小时后得到成品罐区。
[0073] 实施例2
[0074] 本发明所述的是一种清洁环保生物燃油‑‑柴油替代燃料的制备方法，主要包括如下步骤：
[0075] 第一步、组分A配制：将硝酸异辛酯5份、二异丙基醚4份、正辛醇5份、高碳数脂肪醇4份、聚甲氧基二甲醚31份、费托蜡13份、蓖麻油5份置于110℃反应釜内反应物化4小时转入搅拌罐备用；
[0076] 第二步、组分B配制：将乌葵酸甘油5份、混合醇9份、草酸二异戊酯3份、2‑乙基己基硝酸酯5份，依次加入反应釜内，加热至100℃，反应物化4小时转入搅拌罐备用；所述混合醇为25wt％甲醇、45wt％的丙烷和30wt％的丁烷的混合物
[0077] 第三步、将十二烷基磺酸钠4份、乙酸乙烯酯3份、异丙醇7份、节能增效助燃剂1份，送至反应釜内在100℃温度下物理反应4小时转入搅拌罐备用。
[0078] 第四步、将制备得到的组分A、B和精制后进入搅拌罐搅拌混匀1小时，循环物化4小时后得到成品罐区。
[0079] 实施例3
[0080] 本发明所述的是一种清洁环保生物燃油‑‑柴油替代燃料的制备方法，主要包括如下步骤：
[0081] 第一步、组分A配制：将硝酸异辛酯4.5份、二异丙基醚5.5份、正辛醇5.5份、高碳数脂肪醇3份、聚甲氧基二甲醚31份、费托蜡14份、蓖麻油6.5份置于110℃反应釜内反应物化4小时转入搅拌罐备用；
[0082] 第二步、组分B配制：将乌葵酸甘油3.5份、混合醇10份、草酸二异戊酯3.5份、2‑乙基己基硝酸酯6.5份，依次加入反应釜内，加热至100℃，反应物化4小时转入搅拌罐备用；所述混合醇为25wt％甲醇、45wt％的丙烷和30wt％的丁烷的混合物。
[0083] 第三步、将十二烷基磺酸钠5.5份、乙酸乙烯酯4份、异丙醇9份、节能增效助燃剂2份，送至反应釜内在100℃温度下物理反应4小时转入搅拌罐备用。
[0084] 第四步、将制备得到的组分A、B和精制后进入搅拌罐搅拌混匀1小时，循环物化4小时后得到成品罐区。
[0085] 以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。
