[发明专利]包含油菜籽油甲酯、表面活性剂、稀释剂和金属氧化物的用于重油的生物添加剂

说明书

本发明涉及用于重油的生物添加剂，所述生物添加剂减少污染排放物并充当重油的燃烧效率生物增强剂，和所述生物添加剂包含：至多80％体积比油菜籽油甲酯，也被称为油菜籽生物柴油；至多80％体积比表面活性剂；至多20％体积比稀释剂；以及0.1‑5g/l金属氧化物。

发明领域

本发明涉及重燃料添加剂行业。具体而言，本发明涉及主要用油菜籽油的甲酯(来自油菜籽的生物柴油)以及较低相对量的丙酮、乙醇及氧化铜和氧化锰制备的配制物，以及所述配制物作为用于重燃料(5 和6号燃料)的生物添加剂以用于工业燃烧器如锅炉和炉中以减少污染排放物和重油的燃烧性能的生物增强剂的用途。

技术现状

当前，油是世界最常用能源中的一种。油的品质与其硫含量反相关(当其具有约2％硫含量时被定义为“重”的)并与其API比重(或API 度，来自其首字母缩略词美国石油协会(American Petroleum Institute) 直接相关，如下表中所示：

世界油供应储量的大多数为所谓的重油，重油更经济，但由于其较大的污染特性，引起来源于用于其最终用途而对这些油纯化的更高成本而不被广泛使用。

重油的高粘度对将其用作液体燃料产生复杂性。因此，优选这些重油提供以下特性：以液体形式存储；容易在容器之间和朝向燃烧器转移；功率需求的快速响应；和良好的雾化，来确保与空气充分混合以实现其燃烧。为了使这些重燃料具有这些特性，需要将它们持续维持在高于环境温度几十度，这要求额外花费燃料以提供所需能量。

另一方面，在扩散焰燃烧器中燃烧的方法要求良好的雾化，即，液体燃料被分成尽可能小的液滴，来促进其与空气中的氧气混合并产生燃烧反应。重燃料的高粘度使这种方法有困难。存在改进雾化的几种方式，并且它们中的一种是降低粘度，减少表面张力并改进雾化。

差的雾化还产生富含燃料的区域，或换言之，其中存在很少来自空气的氧气的区域，这造成在本申请中称为热解、粒状材料的前因的不期望过程。良好的雾化和混合使该问题减少。然而，减少热解的另一种方式是通过经由不同于环境空气的其他方式来供应氧气，诸如借助氧合剂。

出于该原因，近年来已研究了有助于减少由燃料的提取和纯化和使用所造成污染的新技术(Hussein等人，2006)。帮助实现减少污染目标的主要已开发技术中的一种是添加剂。

燃料添加剂被定义为通常少量添加至另一种产物，赋予其特殊性质或改进其天然性质的化学物质。尤其是，添加剂主要用来改进油的燃烧，减少污染物排放至环境或改进发动机功率。当前，研究和生产燃料添加剂的趋势已主要集中于研究针对润滑性、稳定性和使数量或十六烷指数(即，度量点火能力或简易性的值)递增的添加剂。

为了解决上述问题，市场上有各种燃料添加剂，诸如基础金属添加剂、含氧添加剂、抑制剂和蜡分散剂、点火促进剂和柴油与植物油的共混物。

a.基础金属添加剂

这些添加剂的主要效果是催化烃燃烧。已研究了各种各样的金属作为添加剂。催化基础的一些实例是Cs₂O、V₂O和MoO₃。以及具有 Mn、Mg、Ca和Cu的基础化合物。

除诸如温室气体和粒状材料(PM、CO、HC和NO_X)的排放物以外，关于由柴油燃烧所造成排放物的最严重问题中的一者是多环芳族烃(PAH)排放物的存在，PAH具有对人类的诱变和/或致癌性质。关于该问题，研究证实了以较大比例减少这些排放物的基础金属添加剂是基础-Mn，其为柴油发动机中的重要催化剂，改进氧化过程并显著减少PAH的排放。证明了当使用具有基础-Mn形式的添加剂的柴油时，十六烷值和净效率提高，而CO和SO₂减少。SO₂的减少被解释为由于形成MnSO₄(Keskin,A.等人，2007)。

b.含氧添加剂