[发明专利]一种重质甲醇柴油

说明书

所属技术领域：

本发明涉及一种新能源液体燃料，尤其是一种重质甲醇柴油及其制备方法。

背景技术：

随着我国经济的快速发展，我国石油对外依存度现已超过55％，到2030年我国石油对外依存度将达70％，能源安全已是中华民族面临极为紧迫的重大课题。寻找替代新能源，将可再生的甲醇溶解于柴油、以降低石油对外依存度、降低石油的消耗速度，已是摆在中华民族面前的重大技术挑战。石油精炼产物柴油是非极性物质，而甲醇是极性很强的物质，它们不能直接相容。而柴油又不是一种单纯的物质，它是由链烷烃、芳香烃和环烷组成的混和物，其中链烃的相对密度明显大于芳烃的相对密度。甲醇溶解于柴油面临两大技术难题：一、极性甲醇不溶于非极性柴油；二、相对密度较大的柴油中的链烷烃物质极容易从甲醇柴油配方体系中分离沉淀。为解决上述两大技术难题，现有技术在配方中加入10％以上的水和表面活性剂及其他有机溶剂和复杂的助剂等。这些表面活性剂、溶剂和助剂又常常含金属盐和大量的N、S元素。含水和表面活性剂的乳化技术不但降低了燃料必须有的热值，而且增加了工业化生产的难度。因甲醇、柴油都是易挥发、易燃、易爆的液体，高速长时间搅拌不仅有巨大的生产安全隐患，也不符合作为大宗产品的产业化的要求；而配方含有大量的金属元素，作为燃料必将产生大量的金属氧化物，从而对车辆、船舶等造成腐蚀损伤和堵塞等。严重损害了车辆、船舶的使用寿命和车辆的行驶安全，也危害大气环境和人体健康安全；而含有大量的N、S元素，作为大宗燃料产品必然会产生大量的N、S氧化物的酸性气体，进而产生酸雨，严重威胁到人和大气环境的安全。现有的甲醇柴油配方技术走进了死胡同，面临着两难选择。

发明内容

为有效地克服目前甲醇柴油的配方技术缺陷，本发明提供一种成本低，综合效果好的一种重质甲醇柴油及其制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、一种重质甲醇柴油，它是由下列体积配比用量的原料组成，并要求符合下列方程式：柴油60％-86％、甲醇10％-34％、酸基芳香烃或环烃化合物2％-20％、环烷酸0-2％、有机酸0-3％、亲油或亲醇高分子分散悬浮剂0.1％-0.2％。配方产品相对密度(20℃)应与柴油中的链烷烃密度相同，精确到千分位，配方原料相对密度也精确到千分位，酸基芳香烃或环烃化合物等助剂在上述甲醇柴油配方体系中的用量，遵循以下方程式：

(Ad₁+Bd₂+Cd₃+Dd₄+Ed₅)/100＝K

配方总体积按100计算，即A+B+C+D+E＝100，统一单位，统一温度，配方产品相对密度值不小于K值。

在这里，亲油或亲醇高分子分散悬浮剂用量很小，故可忽略不计，或先设定纳入方程，此类高分子分散悬浮剂的相对密度都大于1，它只会提高配方体系的相对密度。

按配方顺序，A表示具体某种柴油的体积，d₁表示具体某种柴油的相对密度(20℃)

B表示甲醇的体积，d₂表示甲醇的相对密度(20℃)

C表示酸基芳香烃或环烃化合物的体积

d₃表示酸基芳香烃或环烃化合物的相对密度

D表示环烷酸的体积，d₄表示环烷酸的相对密度

E表示有机酸的体积，d₅表示有机酸的相对密度

K表示具体某种柴油中链烷烃的相对密度

以上d₁、d₂、d₃、d₄、d₅均精确到千分位，其具体数值均已知或不难得知。d₃、d₄、d₅的相对密度值必须大于具体某种柴油中链烷烃的相对密度值。

测量K值的方法：制备小样品，随机向某型号的柴油中加入总体积10％-30％的甲醇和2％-10％的酸基芳香烃或环烃化合物(如苯甲酸)，搅拌均匀后静置，这样柴油的链烷烃就会很快分离沉淀，截取其分离沉淀物测定其相对密度，精确到千分位。这是利用甲醇与柴油中芳香烃和环烷烃及酸基芳香烃或环烃化合物的配方体系与柴油中的链烷烃的明显密度差及亲和性下降导致的不相容性。柴油没有固定的相对密度，具体某型号的柴油中链烷烃的相对密度也是不固定的，二者都需要具体实际测量，这都很容易实现。