[发明专利]天然气燃烧增效剂、含增效剂的天然气混合物和其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于工业燃气增效剂技术领域，尤其涉及金属切割和焊接用天然气的燃烧增效剂的组分及应用。

背景技术

目前常见的工业切割气主要包括：溶解乙炔、丙烷及液化石油气。其中以溶解乙炔用的最多，大约占50%。国外发达国家切割气主要以混合燃气为主。如“威尔克特气”（乙炔70%+丙烯30%）、“哈依啊赛M气”（乙炔85%+丙烯和乙烯15%）、“哈依啊赛C气”（乙烯80%+乙炔20%）、“斯帕杰特气”（丙烯40-50%+丁二烯20-25%+丙炔25-30%）。上述工业切割气都存在一定的缺陷，如：溶解乙炔存在生产成本高，能耗高，污染严重，安全系数低，切口挂渣多，切口局部硬化等缺陷；而丙烷存在预热时间长，耗氧量大等缺陷。对于乙炔、丙烷与天然气作为切割燃气相比较而言，天然气存在更多的优点：

1、乙炔、丙烷是易燃易爆有毒气体，安全系数低，易积碳，点燃时冒黑烟和烟尘，污染工作环境，对人体健康有害。

2、天然气爆炸极限是5～15%，乙炔气的爆炸极限是2～80%，天然气燃点是650摄氏度，乙炔是335摄氏度，丙烷是450摄氏度，可见乙炔、丙烷的爆极限范围大，燃点低安全性差。

3、乙炔、丙烷价格较高，使用效率低，资源浪费大。

4、天然气储罐每单位容积比乙炔、丙烷大得多（天然气的气液比625/1），装有丙烷、乙炔的瓶罐容积大不易储存运输。液化天然气气液比是625/1，也就是说储罐内1立方米的液化天然气等于625立方米的气态天然气，这样连续使用时间长，方便运输。而乙炔、丙烷连续使用时间短，需经常换罐、劳动效率低，而且切割缝隙大，浪费原材料。切割过程中切割面比较容易出现变形过大，上缘烧塌，下缘挂渣的现象。

5、乙炔、丙烷切割时预热时间长，切割速度较慢，切割面容易挂渣、咬边、不易清理。

6、乙炔、丙烷中有硫化氢和磷化氢，如果脱硫脱酸处理不好可能会腐蚀钢材，对焊性也有影响，会诱发氢裂纹。

7、乙炔易爆，有毒，安全系数低，电石能耗大，还污染环境，但市场需求量又大，所以我国每年要消耗约100万吨的电石。

因此，若能够以天然气取代乙炔、丙烷作为工业切割焊接燃气，则可以产生巨大的经济效益和社会效益。但是以天然气应用于工业切割或焊接时，存在燃烧温度低、燃烧速度慢、热值低等不利特点，不利于工业生产。为了使天然气克服前述的缺点，以便于适合应用在工业切割焊接工艺中，目前一般是借助于燃气中添加燃烧增效剂，但现有燃烧增效剂加入后，仍存在燃烧总热值不高、燃烧温度不高，不足以取代乙炔、燃烧速度慢、燃烧效率低、火焰不集中、供气不顺畅连续，火焰时大时小的缺点。

本发明旨在提供一种新型工业燃气燃烧增效剂，用以混合至天然气中，以期有效改善天然气的不利特点，促进和扩大天然气的工业应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种燃气燃烧增效剂，通过在天然气中添加该燃烧增效剂，使获得的燃气具有燃烧速度快、火焰温度高、安全系数高、成本低、切割预热时间、切割速度快、切割面光滑洁净、完成等量工作时的耗氧量低，耗气量少，废气排放污染小的优点，从而更加适合取代溶解乙炔、丙烷而成为各种性能更优良的工业切割焊接燃气。

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种燃烧增效剂，其包含以下原料：质量分数为20%-30%的溶剂、质量分数10-15%燃烧催化剂、质量分数40-60%的助燃剂、质量分数10-20%的阻聚剂；

所述溶剂是为第一混合溶剂，即所述第一混合溶剂是由丙酮和丁酮及乙醇组成，其中丙酮：丁酮：乙醇的质量比为1：（2～4）：1；或为第二混合溶剂，所述第二混合溶剂是由松节油和丁酮及乙醇组成，其中松节油：丁酮：乙醇的质量比为1：（1～3）：2；或为第三混合溶剂，所述第三混合溶剂是由轻油和丁酮及乙醇组成，其中轻油：丁酮：乙醇的质量比为1：（1～2）：1，或为第四混合溶剂，所述第四混合溶剂是由松节油、轻油和丁酮及乙醇所组成，其中松节油：轻油：丁酮：乙醇的质量比未1：1：（1.8～2）：1；

所述燃烧催化剂为正辛基二茂铁、叔丁基二茂铁一种或两种的混合；

所述助燃剂是由甲醇、二甲苯及高碳醇组成，其中甲醇：二甲苯：高碳醇的质量比为（3～8）：（1～2）：（1～3），高碳醇可以选择为C个数为10-22的醇或其混合物；

所述阻聚剂是由环烷酸镁与十八碳三烯甘油酯按照质量比为（3～4）：（1～2）的比例混合而成。