[发明专利]一种新型清洁合成柴油的制备方法

说明书

技术领域

    本发明涉及一种新型清洁合成柴油的制备方法，属于石油化工技术领域。

背景技术

我国是一个贫油、少气而煤炭资源相对丰富的国家。截至2011 年，我国石油剩余可采储量已不足20亿吨，根据2006年数据统计显示，我国的煤炭、天然气、石油的储采比分别为48年、41.8年和12.1年。2011年石油进口量已经达到2.525亿吨，对外依存度达到55.2%。从资源禀赋与消费结构来看，煤炭是我国中长期最重要、最可靠的一次能源，在我国工业发展中的地位无可替代。2011年全国煤炭产量超过35亿吨，是世界头号产煤大国, 占世界总产量的近一半。如何利用好相对较多的煤炭资源，降低工业生产中石油依存度，是我国能源利用中必须解决好的关键问题之一。

我国是柴油消费大国，据国家统计局最新数据显示，2011年中国柴油表观消费量为16717万吨，同比增加7.6%。随着相关行业如农、林、渔、电力和交通运输等行业的快速发展，柴油消费量逐年升高，随着能源需求量日益攀升，石油价格一路攀涨。甚至冬季很多省份出现“柴油荒”资源紧缺情况，寻求煤基替代能源已经势在必行。

与汽油机相比，柴油机具有压缩比大、热效率高、燃油经济性好、COx和烃类排放量低等优点，在汽车领域得到越来越广泛的应用。由于组成柴油的烃分子量较大, 在内燃机工作时柴油的燃烧率不够高，因此柴油机排放的颗粒污染物较多，再者柴油机的工作温度较高，其NOx的形成和排放也是制约其发展的因素。

十六烷值（CN）是柴油燃烧性能的重要指标。随着石油资源的日益减少，原油有重质化的趋势。近年来，随着重油深度加工的发展，裂化柴油的产量大幅度增加，而直馏柴油产量减少，柴油的十六烷值不断下降。且各炼油企业普遍采用催化裂化等二次加工工艺以提高轻质油的收率，导致柴油的十六烷值总体下降 。目前，我国催化裂化柴油的十六烷值仅为20-25，只能与直馏柴油调配使用 。但是，由于直馏柴油的产量有限，使得我国市售柴油十六烷值普遍达不到要求，部分柴油十六烷值仅为40 。而我国现行标准《车用柴油》(GB19147—2009)要求，CN 不小于49（ S < 0.035%）。因而亟需改进二次加工柴油的燃烧性能、提高十六烷值。

聚甲醛二甲醚（PODE），它是一类物质的通称，其简式可以为CH₃O(CH₂O)_nCH₃，其中n为大于等于1的整数(一般取值小于10)，当n的取值为1-4时，可作为柴油添加剂，在柴油中的含量可达30%（v/v）。PODE具有较高的氧含量（42-51%不等）和十六烷值（30以上），可以改善柴油在发动机中的燃烧状况，提高热效率，降低固体污染物、COx和NOx的排放。据报道，添加5-30%的CH₃OCH₂OCH₃可降低NOx排放7-10%，PM降低5-35% 。因而被认为是一种极具应用前景的清洁柴油添加剂。

现有技术中相关背景资料：

1、          专利201010605489.7公开了一种清洁柴油的制备方法，以改性甲醇，环烷酸，油酸，二甲基甲酰胺为主要添加剂，进行充分混合后得到清洁柴油，该种柴油能有效降低尾气污染，但是改性甲醇需要通过一系列缩合及络合反应得到，制备繁琐，另外油品易吸收空气中的水分，从而影响柴油稳定性，不便于保存及运输。

2、专利200910112404.9公开了一种高清洁柴油，是通过水及脂肪醇一元醇脂为主要柴油替代物，加入乙醇胺，丁胺等乳化剂进行高速搅拌后通过精密过滤得到澄清透明的乳化柴油。该柴油解决了传统乳化柴油与普通柴油外观的差异，但操作繁琐不利于工艺化生产，且得率有限。同时试车实验表明，动力性能仍略差于普通柴油。

发明内容

本发明所要解决的是以往传统柴油十六烷值低、在发动机中燃烧不充分、固体污染物、CO_x和NO_x排放较多的问题。本发明通过以聚甲醛二甲醚、甲缩醛或二者的混合物为主要添加剂，提高合成柴油的燃烧效率，降低了游离碳和有害气体的排放，改善合成柴油的品质，降低了成本，开发一条从煤到油品的新途径。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：按质量比将柴油替代组分（5-30%）、添加剂（5-30%）、柴油（40-90%）三种物质在常温下混合均匀，然后静置8-10小时，待液体澄清后装罐，即为新型清洁合成柴油。