[发明专利]一种用于石油气类切割燃气的高效节能添加剂

说明书

技术领域

本发明属于切割燃气领域，具体涉及一种用于石油气类切割燃气的高效节能添加剂。

背景技术

随着我国工业经济的迅速发展，金属气割加工的社会需求量越来越大。目前，我国金属气割加工普遍使用氧-乙炔切割的传统方法。乙炔在生产使用中存在耗能大，成本高，切割质量差，挂渣结瘤，不易清除，易爆易燃危害工人类身体健康，污染严重，这种气割技术出现至今已有100余年的历史，替代乙炔早已成为业界共识，因此国内外也采用一些石油气类的燃气来代替乙炔燃气进行焊割，但是普遍存在预热穿孔的时间短、切割速度慢、火焰温度低、实际应用性能差等问题，而且大部分的类似添加剂不稳定、易分层及含有二甲苯等有毒组分。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，通过研究多种配套相关的机理，提供一种用于石油气类切割燃气的高效节能添加剂。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种用于石油气类切割燃气的高效节能添加剂，它主要由环烷酸铁、甲基叔丁基醚、正乙烷、2，2-双(乙基二茂铁)丙烷(C₂₇H₃₂Fe₂)、甲醇、硝酸异辛酯、异丙酮和200#溶剂油混合而成，其中各组分的质量含量为：环烷酸铁7～12％、甲基叔丁基醚5～10％、正乙烷10～16％、2，2-双(乙基二茂铁)丙烷1～5％、甲醇8～13％、硝酸异辛酯4～12％、异丙酮11～25％、200#溶剂油25～45％。

上述用于石油气类切割燃气的高效节能添加剂中各组分的质量含量优选为：环烷酸铁8～11％、甲基叔丁基醚6～9％、正乙烷11～15％、2，2-双乙基二茂铁丙烷(烷基碳链长度在C10～12)2～4％、甲醇9～12％、硝酸异辛酯4～10％、异丙酮13～25％、200#溶剂油25～40％；进一步优选为：环烷酸铁9～10％、甲基叔丁基醚6～8％、正乙烷11～14％、2，2-双乙基二茂铁丙烷2～3％、甲醇10～12％、硝酸异辛酯4～9％、异丙酮13～20％、200#溶剂油30～40％。

本添加剂还可以加入其他组分，也可以只由环烷酸铁、甲基叔丁基醚、正乙烷、2，2-双(乙基二茂铁)丙烷、甲醇、硝酸异辛酯、异丙酮和200#溶剂油组成，当只由现有组分混合而成时，上述各配方中的各组分之和均为100％

本发明的用于石油气类切割燃气的高效节能添加剂在石油气类切割燃气中的添加量为石油气类切割燃气质量的0.2～2.0％，或5～15ml/m³石油气类切割燃气；优选添加量为石油气类切割燃气质量的0.5～1.5％，或6～12ml/m³石油气类切割燃气。

石油气类切割燃气是指从石油中提取或处理得到的切割燃气，其包括但不限于液化石油气(主要成分为丙烷、乙炔、丙烯、丁烷、丁烯等，在氧气中燃烧温度为2800℃左右，是焊接、切割作业的理想燃气)、天然气、丙烷、丙烯、气柴油、汽油或柴油等。在石油气类切割燃气中加入本添加剂，可以使石油气类气体添加剂的热值能突破至25500Kcal/m³，火焰温度可以达到3450℃。

本发明还提供了一种用于石油气类切割燃气的高效节能添加剂的制备方法，其特征在于先将200#溶剂油、甲醇和甲基叔丁基醚倒入搅拌反应器中进行搅拌均匀，再将环烷酸铁、正乙烷、硝酸异辛酯和异丙酮加入搅拌反应器中搅拌30～90分钟，加入2，2-双乙基二茂铁丙烷搅拌反应60～120分钟，最后静置陈化20～28小时，过滤，即得；其中各组分的质量含量如上所述。

本添加剂的环烷酸铁在和组分的协同作用下具有催化和增温的效果；而且2，2-双乙基二茂铁丙烷为金属有机化合物，在本发明添加剂中助溶剂等协同作用下，加入到石油气类切割燃气中，与其混合，在燃烧时具有催化作用，改变燃烧链式反应动力学历程，可提高自由基产生效率，进而明显提高火焰燃烧速度和燃烧温度，同时减少燃气消耗量，提高火焰切割效率，可大幅减小切割逢宽度并提高切割面质量。