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一种高闪点煤焦油醇基燃料及其制备方法与流程
作者:an888    发布于:2022-08-28 12:46    文字:【】【】【

  一种高闪点煤焦油醇基燃料及其制备方法与流程?我国是的煤储存量比油储存量多得多,合理利用煤资源、发展煤化工产业是解决我国经济发展中能源短缺问题的必要手段。醇基燃料是以醇类及其衍生物为主体配置的燃料,主要以液体或固体的形式存在,是一种生物质能,与核能、太阳能、风力能、水力能等一样,受到了各国政府的大力推广,也是在面对石化能源枯竭的大环境下,能够作为替代石化能源的新型替代能源之一。

  为此,现有技术中,有着大量的关于醇基燃料的研究,如专利号为1.9的一种具有高热值的醇基燃料油,采用甲醇、二甲苯、丙酮、煤焦油、苯酚或甲基苯酚、氯化镁配制,获得热值可达到37.6~41.8MJ/kg,并且稳定性较高的醇基燃料油;再如专利公告号为CN104449888B的硝基化煤焦油含醇燃料公开了采用原料油、催化剂、硝酸溶液、醇、尿素,其中原料油为煤焦油、以煤焦油为原料初加工得到的洗油,蒽油,酚油和轻油以及页岩油中的一种为原料制备而成运动粘度为2.6-4.1mm2/s、水分质量百分含量为0.6-1.9%、醇质量百分含量为25-46%;提高了原料油的性能,改善了运动粘度,提高了燃烧的燃烧值,降低了能源消耗。

  可见,对于现有技术中,大多数醇基燃料采用的原料油为煤焦油,选用煤焦油的原因是:相对石化柴油燃料来说,煤焦油的价格相对廉价,但是煤焦油及其初加工产品的稳定性较差,极易生成沥青质成分,极大程度的影响燃料油的燃烧品质,并且在制备成醇基燃料的过程中,需要加入大量的醇,才能够有效的克服其中的缺陷;而且对于醇基燃料,为了能够实现能源清洁化,在确保燃烧值,改善运动粘度等特征的前提下,对于醇的加入量追求是越大越好,这里主要的原因是醇属于可再生能源,能够有效的降低原料油的消耗。但是,在醇加入量增大的同时,其导致了醇基燃料的闪点变低,一般达到了12~18℃,形成了极易燃烧的燃料油,使得在对油品预热或者运输、储存等过程中的安全系数极大程度降低,而且现有技术中,并未有针对醇基燃料闪点变化进行研究的技术文献报道。

  为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提供一种高闪点煤焦油醇基燃料及其制备方法。

  一种高闪点煤焦油醇基燃料,该燃料的运动粘度为2~11mm2/s,水分含量为0.6~2%,闪点40-65℃,并且含有有机酸和有机胺缩合反应得到的缩合物,以重量百分比计为50~55%;含醇,以重量百分比计为3~10%,含防腐剂,以重量百分比计为0.1~1%。

  优选,该燃料的运动粘度2.55㎜2╱s甲醇含量质量百分含量9.8%,乙酸和二乙烯三胺缩合物质量百分含量38.9%,水的质量百分含量1.9%,闪点40℃。

  优选,该燃料的运动粘度11.00㎜2╱s,乙醇的质量百分含量2.9%,乙酸和乙二胺缩合物的质量百分含量11.5%,水的质量百分含量1.0%,闪点65℃。

  该燃料,其采用的原料成分原料油、乙酸、有机胺、醇、防腐剂,其中防腐剂是待原料油、乙酸、有机胺、醇作用,得到初品后,再向其中添加,添加量以质量百分比计为占初品质量0.1-1%;

  所述的原料油为煤焦油、以煤焦油为原料加工得到的洗油、蒽油、酚油中的一种、煤直接液化得到的油、油母页岩油或以废轮胎、废机油、地沟油、废化纤、废塑料中的一种为原料回收的油;

  所述的醇为质量百分含量为98-99.9%的工业甲醇或质量百分含量为95-99.9%的工业乙醇或者是煤化工生产的含有高碳醇的合成乙醇。

  具体在对原料配制过程中,是按照原料成分,以重量份计为原料油500~850份、乙酸100~300份、有机胺70~90份、醇30~110份。

  优选,所述的原料成分,以重量份计为原料油850份、乙酸100份、有机胺20份、醇30份。

  优选,所述的原料成分,以重量份计为原料油500份,乙酸300份,有机胺90份、醇110份。

  将原料按照配比取,选择带有回流冷凝和搅拌机的反应釜,将有机胺装入釜顶计量罐中,将原料油、乙酸、醇加入到反应釜中,开启搅拌机,将有机胺流入反应釜中,并维持反应釜中的温度≤60℃,直至有机胺加完后,再向其中加入防腐剂,继续搅拌10-25min,再采用泵,将反应釜中的混合溶液泵入储存罐中,即可得到高闪点煤焦油醇基燃料。

  并优选选取的有机胺为乙二胺、苯胺、多乙烯多胺、二乙烯三胺、环己胺中的一种或者几种的任意质量比混合。

  在本发明创造中,采用的防腐剂为市场上购买的应用于燃料防腐处理的防腐剂产品。

  在煤焦油中添加一定比例的醇,能够起到增氧和降低粘度的作用,并且在乙酸与有机胺相遇,其将会发生剧烈的化学反应,不仅能够为煤焦油、醇混合过程提供化学能,实现对煤焦油醇基燃料的改性,而且还生成大分子的缩合物,该缩合物大分子的闪点高,存在于煤焦油醇基燃料中后,提高了闪点,而且形成的缩合物大分子的含氧量高,提高了对煤焦油增氧效果,提高了煤焦油醇基燃料的燃烧工况,降低碳烟颗粒的排放,而且提高了预热、储存、运输环境的安全系数。

  本发明创造主要是通过对乙酸、有机胺、醇、煤焦油进行混合,使得乙酸与有机胺相互作用,释放出来的反应热被煤焦油吸收,提高了缩合物在煤焦油中的溶解度,而且乙酸和有机胺生成的大分子缩合物的含氧量高,有助于煤焦油醇基燃料的充分燃烧,大大减少了烟尘的排放。

  本发明创造能够充分利用化学反应热,使得对高闪点煤焦油醇基燃料的制备在低温环境下即可进行,降低了制备成本。

  下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定,但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

  高闪点煤焦油醇基燃料,采用的原料为原料油、醇、乙酸、有机胺、防腐剂,防腐剂的加入能够避免醇基燃料对燃烧炉金属件的腐蚀,延长了燃烧炉的使用寿命,避免燃料造成燃烧炉的损坏;在某些实施例中,是将原料油,醇、乙酸、有机胺进行混合作用完成后,再加入防腐剂;在某些实施例中,对于防腐剂的加入量为占原料油、醇、乙酸、有机胺混合后的物料质量的0.1~1%,即就是以重量份计,在原料油、醇、乙酸、有机胺的总重量为1000份时,防腐剂的加入量以重量份计加入1份、10份、5份等均可。

  在另外的某些实施例中,对于原料油是选自煤焦油、以煤焦油为原料加工得到的洗油、蒽油、酚油中的一种、煤直接液化得到的油、油母页岩油或以废轮胎、废机油、地沟油、废化纤、废塑料中的一种为原料回收的油。

  在某些实施例中,对于醇,主要采用甲醇、乙醇;也可以采用煤化工生产的含有高碳醇的合成乙醇。

  在某些实施例中,对于有机胺,采用的脂肪胺、芳香胺中的一种,或者这两种的任意质量比混合。优先采用的有机胺为乙二胺、苯胺、多乙烯多胺、二乙烯三胺、环己胺中的一种或者几种的任意质量比混合。

  在某些实施例中,对于醇,主要采用的是质量百分含量为98-99.9%的工业甲醇或质量百分含量为95-99.9%的工业乙醇或者是煤化工生产的含有高碳醇的合成乙醇。

  本发明创造最终得到的高闪点煤焦油醇基燃料,其运动粘度为2~11mm2/s,水分含量为0.6~2%,闪点40-65℃,并且含有有机酸和有机胺缩合反应得到的缩合物,以重量百分比计为50~55%;含醇,以重量百分比计为3~10%,含防腐剂,以重量百分比计为0.1~1%。

  一种高闪点煤焦油醇基燃料,煤焦油700kg、乙酸200kg、甲醇80kg、乙二胺80kg,防腐剂3kg;

  将煤焦油、乙酸、甲醇混合装入带有回流冷凝和搅拌机的反应釜中,并将乙二胺装入反应釜顶部的计量罐中,打开搅拌机,向反应釜中滴加乙二胺,控制反应釜中的温度低于60℃,直至乙二胺滴加完成后,再将防腐剂加入,搅拌10min后,泵入储存罐,获得高闪点煤焦油醇基燃料。

  检测燃料的指标性能:运动粘度为11mm2/s,水分含量为1.5%,闪点40℃,并且含有有机酸和有机胺缩合反应得到的缩合物,以重量百分比计为51%;含醇,以重量百分比计约为7.3%,含防腐剂,以重量百分比计约为0.16%。

  一种高闪点煤焦油醇基燃料,煤焦油600kg、乙酸150kg、甲醇98kg、多乙烯多胺90kg,防腐剂1kg;

  将煤焦油、乙酸、甲醇混合装入带有回流冷凝和搅拌机的反应釜中,并将多乙烯多胺装入反应釜顶部的计量罐中,打开搅拌机,向反应釜中滴加多乙烯多胺,控制反应釜中的温度低于60℃,直至多乙烯多胺滴加完成后,再将防腐剂加入,搅拌25min后,泵入储存罐,获得高闪点煤焦油醇基燃料。

  检测燃料的指标性能:运动粘度为9mm2/s,水分含量为1.3%,闪点45℃,并且含有有机酸和有机胺缩合反应得到的缩合物,以重量百分比计为53%;含醇,以重量百分比计约为9.8%,含防腐剂,以重量百分比计约为0.11%。

  一种高闪点煤焦油醇基燃料,煤焦油650kg、乙酸230kg、苯胺85kg、乙醇30kg,防腐剂5kg;

  将煤焦油、乙酸、乙醇混合装入带有回流冷凝和搅拌机的反应釜中,并将苯胺装入反应釜顶部的计量罐中,打开搅拌机,向反应釜中滴加苯胺,控制反应釜中的温度低于60℃,直至苯胺滴加完成后,再将防腐剂加入,搅拌15min后,泵入储存罐,获得高闪点煤焦油醇基燃料。

  检测燃料的指标性能:运动粘度为3mm2/s,水分含量为0.9%,闪点60℃,并且含有有机酸和有机胺缩合反应得到的缩合物,以重量百分比计为50%;含醇,以重量百分比计约为3%,含防腐剂,以重量百分比计约为0.5%。

  一种高闪点煤焦油醇基燃料,煤焦油670kg、乙酸210kg、环己胺80kg、乙醇40kg,防腐剂4kg;

  将煤焦油、乙酸、乙醇混合装入带有回流冷凝和搅拌机的反应釜中,并将环己胺装入反应釜顶部的计量罐中,打开搅拌机,向反应釜中滴加环己胺,控制反应釜中的温度低于60℃,直至环己胺滴加完成后,再将防腐剂加入,搅拌20min后,泵入储存罐,获得高闪点煤焦油醇基燃料。

  检测燃料的指标性能:运动粘度为6mm2/s,水分含量为1.1%,闪点64℃,并且含有有机酸和有机胺缩合反应得到的缩合物,以重量百分比计为54%;含醇,以重量百分比计约为3.8%,含防腐剂,以重量百分比计约为0.4%。

  一种高闪点煤焦油醇基燃料,该燃料的原料成分,以重量份计为原料油500kg、乙酸300kg、二乙烯三胺90kg、醇110kg、防腐剂10kg。

  所述的原料油为高温煤焦油;所述的乙酸为质量百分含量99.5%的工业乙酸;所述的醇为甲醇和乙醇按照任意质量比混合;甲醇为质量百分含量为99.9%的工业甲醇、乙醇为质量百分含量95%生物乙醇。

  该煤焦油醇基燃料的制备方法,按配比取原料份,将原料油泵入反应釜中,再泵入乙酸和甲醇开启搅拌机并向回流冷凝器通入循环水,慢慢滴入计量罐中的二乙烯三胺,观察釜内温度,当温度达到60℃时,反应釜夹套通入冷水,维持反应温度不≥60℃,二乙三胺加完后加入防腐剂10kg持续搅拌10min。静止10min后经过滤器后流入中间罐,采样检测合格后,泵入储罐既得高闪点煤焦油醇基燃料。

  检测结果为:该燃料的运动粘度2.55㎜2╱s甲醇含量质量百分含量9.8%,乙酸和二乙烯三胺缩合物质量百分含量38.9%,水的质量百分含量1.9%,闪点40℃。

  一种高闪点煤焦油醇基燃料,该燃料的原料成分,以重量计为原料油850kg、乙酸100kg、醇30kg、乙二胺20kg、防腐剂1kg。

  该高闪点煤焦油醇基燃料的制备方法,按配比取原料份,将原料油泵入反应釜中,并泵入乙酸和乙醇,开启搅拌机,并向回流冷凝器通入循环冷却水,将计量罐中的乙二胺一次性快速加入,当釜内温度上升至50℃时,不再升温,继续搅拌20min,趁热经过滤器排至中间罐加入防腐剂1kg,在温度40℃时泵入成品罐中既得高闪点煤焦油醇基燃料。

  检测结果为:该燃料的运动粘度11.00㎜2╱s,乙醇的质量百分含量2.9%,乙酸和乙二胺缩合物的质量百分含量11.5%,水的质量百分含量1.0%,闪点66℃。

  在此有必要说明的是:以上实施例仅限于对本发明的技术方案仅限于对本方案做出解释和说明,以便于本领域技术人员对本发明创造的理解。本领域技术人员在此基础上做的非突出的实质性特征和非显著的进步,均属于本发明的保护范畴。

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