专利名称：一种改性低碳柴油及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种经过科学改性并实现规模化生产的低碳柴油。本发明属于能源资源柴油的改性技术领域。
背景技术：
节能减排，充分利用资源，积极保护人类生存环境，已经引起中国政府和国外各国政府高度重视并且采取有效措施，推行系列扶持政策。发展低碳经济和低碳生活已成为全人类关注的焦点。中国人从上世纪四十年代开始就涉及这一领域的探索工作，而后也有不断进展的科研工作。近年来，更有后者居上，不少大专院校、科研院所，尤其是包括民营企业和个人的民间力量，研发工作十分活跃，也已取得不少成果，公开了许多中国专利。虽然这些已经取得的成绩在节油和减少排放废气方面都发挥了积极作用，同时也获得了相应的经济效益和社会效益。但是仍然存在一些不足或不利的因素。主要表现在如下几个方面1.组成复杂，组分多达十几种，甚至20多种，造成原材料品种繁多，给企业的供应、仓储和安全管理工作带来不便和不利。2.添加了强酸、强碱元素，如硫、氯、碱金属钠、钾等，对发动机和燃油锅炉及环境会产生不利影响。3.添加了数量超过50%甚至75%的非柴油成分。一方面其产品已经失去了“柴油”的含义，更是不利于其产业化，例如大量的煤油、溶剂油或碳九等等石化原料是难以满足配套供应的。4.有的虽然效果很不错，但使用原料精细、生产成本相应过高，经济效益无法体现，限制了其产业化。
发明内容
本发明目的是鉴于上述技术不足或不利因素，公开提供一种改性的低碳柴油及其生产方法，本发明的低碳柴油原料品种少，生产工艺流程短，操作方法方便、产品成本低，生产的低碳柴油总含碳量低，燃烧后排放的温室效应气体总量低，具有良好经济效益和社会效益。为实现上述目的，本发明一方面提供一种改性低碳柴油，由如下重量份配比的原料组成低碳组分20-35 ；石化柴油65-80，其中，所述低碳组分包括低级醇、氨水、水、含铁化合物、混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯。其中，所述低碳组分中各组分的重量份配比为低级醇2-10 ；氨水0-5 ；水6-20 ； 含铁化合物0. 05-0. 50 ；混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯2-10。特别是，所述低碳组分原料的重量份配比优选为低级醇3-9 ；氨水1-3.5 ；水 6-20 ；含铁化合物0. 1-0. 50 ；混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯4-8。
特别是，所述低碳组分还包括重量份为1-5的油酸或油酸甲酯。尤其是，所述低碳组分中油酸或油酸甲酯的重量份优选为M-3. 5。其中，所述的低级醇为甲醇或乙醇；所述含铁化合物为甲酸铁或二茂铁。其中，所述混合脂肪酸或混合脂肪酸甲酯中C-16脂肪酸的质量百分含量为 30-65%, C-18脂肪酸的质量百分含量为20-50%，即所述的混合脂肪酸或混合脂肪酸甲酯中含有16个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为30-65%，含有18个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为20-50%。特别是，所述原料的重量份配比优选为低碳组分25_30，石化柴油70-75 ；进一步优选为低碳组分30，石化柴油70。其中，所述石化柴油选择国标5号、0号、-10号、-20号和-35号轻柴油；优选为国标5号、0号、-10号、-20号轻柴油。特别是，所述甲醇的质量百分比浓度为90-95% ；所述乙醇的质量百分比浓度为 90-95% ；所述氨水的质量百分比浓度为17-20%。本发明另一方面提供一种改性低碳柴油的生产方法，包括将低碳组分和石化柴油混合均勻后，在0-40°C下，搅拌、反应20-60分钟，即得。其中，所述搅拌的搅拌速度为60-120prm，优选为63_85prm ；所述反应温度优选为 10-350C ；搅拌反应时间为30-60分钟。本发明具有下列优越性1.本发明低碳柴油以石化柴油为基础油料，辅以相匹配的低碳组分，经科学和合理的改性反应工艺生产而成，外观酷似石化柴油，其化学性质稳定，无强酸、强碱，对柴油发动机和燃油锅炉无腐蚀，无磨损等损伤作用，同时还能清除发动机的陈旧积碳的作用。2.本发明的原料低碳组分富含氧元素，含氧量高，占分子量的45. 7% -58. 1%，在燃烧过程中有利于碳氢化含物的氧化反应，降低了尾气中一氧化碳和碳氢废弃物的浓度， 污染气体二氧化硫排放减少55%以上；氮氧化物排放减少35%以上；一氧化碳排放减少 25%以上；温室气体二氧化碳排放量减少15-20% ；有害废气的排放明显减少。3.使用本发明制备的改性低碳柴油，节油效果显著，节油率达到18.95%以上，当负荷为80%时，节油率为18. 95%，当负荷为90%时，节油率为22. 05%，当负荷为100%时， 节油率为23. 87%。4.本发明低碳柴油以低碳组分替代石化柴油，通常可节省石化柴油资源30%。以全国每年消耗柴油3亿吨计，一年可节省柴油资源9000万吨。5.使用本发明制备的0号改性低碳柴油，排烟度显著降低，在50%负荷时，排烟度为IRb ；在90%负荷时，排烟度为1. 3Rb ；在100%负荷时，排烟度仅为2. 2Rb。6.本发明制备的改性低碳柴油呈清澈透亮油状液体，无异味，久置一年以上不分层，产品色泽浅而清澈透亮，为均相液态成品油料，无异常气味，相似于石化柴油。可单独使用也可与石化柴油以任意比例混用，使用非常方便，既可用于柴油发动机，又可用于燃料锅炉。7.本发明的低碳柴油的原料来源广泛，成本低，易获得，降低了低碳柴油的生产成本、提高了生产企业效益，利于大规模推广应用。8.本发明改性低碳柴油的制备工艺流程合理，生产操作方便；使用原料品种少，
4利于企业的供应、仓储和安全使用的管理工作；生产成本低，投资少，劳动强度低，生产效率高，适于大规模推广使用。
具体实施例方式下面举例对本发明作进一步的说明，但本发明不局限于如下的实施例。本发明中的混合脂肪酸、混合脂肪酸甲酯购买自山东济南发达油脂工业有限公司，其中混合脂肪酸、混合脂肪酸甲酯中含有16个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为 30-65%，含有18个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为20-50%。实施例一1、按照如下重量配比准备原料(单位kg)低碳组分220号轻柴油78其中，低碳组分由原料水、乙醇、氨水、油酸、混合脂肪酸、混合脂肪酸甲酯、甲酸铁组成，其中原料的重量份配比为水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、甲酸铁0. 5份，氨水的质量百分比浓度为20% ；其中，混合脂肪酸、混合脂肪酸甲酯中含有16个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为30%，含有18个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为50%。2、搅拌处理将低碳组分和0号轻柴油的依次投入到配有搅拌器和温度计的反应釜中，在 25-30°C下，以SOprm的转速搅拌40分钟，即得到改性低碳0号柴油。所得产品的技术指标外观均质清澈透亮的油状液体，无异味、无腐蚀性机械杂质无凝点-7°C冷滤点-4°C运动黏度6·9 (20"C )，mm2/s铜片腐蚀1级色度3.0 号氧化安定性0.91mg/100ml符合0号轻柴油标准要求。实施例二1、按照如下重量配比准备原料(单位kg)低碳组分305号轻柴油70其中，低碳组分由原料水、氨水、混合脂肪酸、甲醇和二茂铁组成，其中原料的重量份配比为水15份、氨水3. 5份、混含脂肪酸8份，甲醇3份、二茂铁0. 5份，氨水的质量百分比浓度为17% ；其中，混合脂肪酸中含有16个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为65%，含有18 个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为20%。
2、搅拌处理将低碳组分和5号轻柴油的依次投入到配有搅拌器和温度计的反应釜中，在 25-35°C下，以85prm的转速搅拌45分钟，即得到改性低碳5号柴油。所得产品的技术指标外观均质清澈透亮的油状液体，无异味、无腐蚀性机械杂质无凝点-l°C冷滤点2°C运动黏度7. 1 (200C )，mm2/s铜片腐蚀1级色度3.1 号氧化安定性1.21mg/100ml符合5号轻柴油标准要求。实施例三1、按照如下重量配比准备原料(单位kg)低碳组分20-10号轻柴油80其中，低碳组分由原料水、氨水、乙醇、混合脂肪酸、甲酸铁组成，其中原料的重量份配比为水6份、氨水1份、乙醇9份、混合脂肪酸4份、甲酸铁0. 1份，氨水的质量百分比浓度为19% ；其中，混合脂肪酸中含有16个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为55%，含有18 个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为30%。2、搅拌处理将低碳组分和-10号轻柴油的依次投入到配有搅拌器和温度计的反应釜中，在 0-10°C下，以SOprm的转速搅拌50分钟，即得到改性低碳-10号柴油。所得产品的技术指标外观均质清澈透亮的油状液体，无异味、无腐蚀性机械杂质无凝点-12°C冷滤点-8°C运动黏度6. 2 (20"C )，mm2/s铜片腐蚀1级色度2·7 号氧化安定性1.15mg/100ml符合-10号轻柴油标准要求。实施例四1、按照如下重量配比准备原料(单位kg)低碳组分355号轻柴油65
其中，低碳组分由原料水、乙醇、氨水、混合脂肪酸、油酸甲酯、甲酸铁组成，其中原料的重量份配比为水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、甲酸铁0.2份，氨水的质量百分比浓度为18% ；其中，混合脂肪酸中含有16个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为65%，含有18 个碳原子的脂肪酸的质量百分比含量为20%。2、搅拌处理将低碳组分和5号轻柴油的依次投入到配有搅拌器和温度计的反应釜中，在 20-30°C下，以85prm的转速搅拌60分钟，即得到改性低碳5号柴油。所得产品的技术指标外观均质清澈透亮的油状液体，无异味、无腐蚀性机械杂质无凝点3°C冷滤点6°C运动黏度7. 8 (20"C )，mm2/s色度2.9 号氧化安定性1.32mg/100ml符合5号轻柴油标准要求。对照例一以实施例一使用的原料0号轻柴油作为对照例一。对照例二以实施例二使用的原料5号轻柴油作为对照例二。对照例三以实施例三使用的原料-10号轻柴油作为对照例三。试验例一排烟度试验将实施例1、3制备的改性低碳柴油和对照例1、2的轻柴油作为对照，按照国家标准GB1105-74(内燃机台架试验方法)进行排烟度测试，使用FQD-102A烟度计测定，测定结果如表1所示。表1柴油排烟度试验结果
权利要求
1.一种改性低碳柴油，其特征是由如下重量份配比的原料组成低碳组分20-35 ；石化柴油65-80，其中，所述低碳组分包括低级醇、氨水、水、含铁化合物、混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯。
2.如权利要求1所述低碳柴油，其特征是所述低碳组分中各组分的重量份配比为低级醇2-10 ；氨水0-5 ；水为6-20 ；含铁化合物0. 05-0. 50 ；混合脂肪酸或/和混合脂肪酸甲酯 2-10。
3.如权利要求1所述的低碳柴油，其特征是所述的低级醇为甲醇或乙醇；所述含铁化合物为甲酸铁或二茂铁。
4.如权利要求1所述的低碳柴油，其特征是所述原料的重量份配比为低碳组分 25-30，石化柴油70-75。
5.如权利要求2所述的低碳柴油，其特征是所述低碳组分还包括重量份为1-5的油酸或油酸甲酯。
6.如权利要求1或2所述低碳柴油，其特征是所述石化柴油选择国标5号、0号、-10 号、-20号或-35号轻柴油之一。
7.—种如权利要求1-5任一所述改性低碳柴油的生产方法，其特征是将低碳组分和石化柴油混合均勻后，在0-40°C下，搅拌、反应20-60分钟，即得。
8.如权利要求7所述的生产方法，其特征是搅拌速度为60-120prm。
9.如权利要求8所述的生产方法，其特征是搅拌速度为63-85prm。
10.如权利要求7所述的生产方法，其特征是反应温度为10-35°C；搅拌反应时间为 30-60分钟。
全文摘要
本发明公开了一种经过科学改性的低碳柴油的生产方法。该方法是将低碳组分20-35份和石化柴油65-80份按次序投入反应釜中，在0-40℃和常压下，以60-120prm转速搅拌反应20-60分钟，即得到清澈透亮的改性低碳柴油。本方法制备的改性低碳柴油不但具有成本适宜、无异味、无腐蚀的优点，而且节油效果显著，减排有害废气明显，可与石化柴油以任意比例混合，适用于柴油发动机和燃油锅炉，有利于大规模生产和应用。
文档编号C10L1/30GK102229822SQ20111014780
公开日2011年11月2日 申请日期2011年6月3日 优先权日2011年6月3日
发明者姚新 申请人:姚新