[发明专利]一种柴油添加组份及含有该组份的醇酯类柴油

说明书

技术领域

本发明属于车用燃料技术领域，具体涉及一种柴油添加组份及含有该组份的醇酯类柴油。

背景技术

石油作为一种不可再生资源，其过度的开发和使用，特别是在车用燃料上的大量使用，将导致石化能源的枯竭以及环境污染的加剧。在目前的严峻形势下，近年来生物柴油作为清洁、可再生能源受到了人们的广泛关注。生物柴油是由动、植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应得到的一系列长链脂肪酸单烷基酯，是一种清洁的可再生能源，能以任意比例与石化柴油混合，且硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，是石化柴油的理想替代品，大力发展生物柴油对经济可持续发展，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要意义。

现有技术一般采用低碳醇与动、植物油脂在均相酸碱催化剂的催化下进行酯化交换反应制备出脂肪酸甲酯(即生物柴油)，反应方程式如下：

其中，-R表示含8至22个碳原子的直链单或多不饱和的烷基或烯基；-R’表示含1至8个碳原子的直链或支化的烷基，优选为甲基或乙基。

但是该反应工艺复杂，醇的使用必须过量，大量低碳醇的消耗会增加生物柴油的生产成本，且后续工艺必须有相应的醇回收装置，能耗较高；同时该工艺存在催化剂分离困难，反应结束后催化剂需要经过水洗失活处理，导致大量的废酸、碱液排放，从而使得产品酸值高，严重污染环境；此外，随着生物柴油产量的增加，产生了大量的副产品粗甘油，由于粗甘油中含有一定皂化物、催化剂残留以及甲醇等杂质，价格低廉，因此大都被作为垃圾丢弃，不仅造成资源浪费，而且进一步加重了环境污染。

国内外研发工作者针对生物柴油生产上的缺陷，进行了大量的研究和改进，但是涉及的方法均未从根本上降低生物柴油的制备成本，且对生产过程中造成的环境污染没有起到很好的预防效果，造成生物柴油在大规模生成上不具备明显的经济效益，市场竞争力严重受限。

因此，急需开发一种能够克服生物柴油生产上诸多不足的新型燃油产品，能够替代生物柴油作为燃料或添加于柴油中作为燃料而用于柴油发动机，不会存在生物柴油生产时副产物的产生带来的分离困难，并且能够大幅度降低生产成本，同时还能大大减少对环境造成的污染。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述技术问题，而提供一种含氧醇酯类柴油产品，该醇酯类柴油具有与生物柴油相近的燃烧特性，能够很好地作为柴油发动机的燃料，而不需要对发动机进行改进；同时该醇酯类柴油具备生产工艺简单，能够大大克服生物柴油生产过程中的高能耗及高成本，以及生产过程的节能环保，较好地避免了二次污染。

本发明的目的之一是提供一种柴油添加组份，所述组份包括如下原料：按重量份计，碳酸二甲酯10～30份，丙二醇5～15份，生物质油10～50份和二氧化铈颗粒0.02～0.2份。

碳酸二甲酯(Dimethyl Carbonate，简称DMC)，是一种无色透明的液体，微溶于水，略带香味，无毒，环保性能优异，能以任何比例与柴油、汽油和醇、酮、酯等有机溶剂混溶。由于DMC含氧量高达53％，作为柴油添加剂可改善柴油机的废气排放性能，有助于降低柴油机的碳烟和NO_x的排放，同时有利于较大的废气再循环。

丙二醇是一种无色透明的粘稠性液体，性质稳定，几乎无味无臭，丙二醇有1-2丙二醇和1-3丙二醇两种同分异构体，二者均是应用很广的无毒化工原料，可溶解许多精油，对热和光稳定性好，低温时更稳定，含氧量在41％以上，可用于不冻液制冷剂、油压机和制动机的油剂。本发明的丙二醇的两种同分异构体均能够与碳酸二甲酯稳定存在，且丙二醇的极性高，在柴油中能够生成高电阻的保护膜，从而一定程度下降低柴油机的磨损。

生物质油是通过生物质的快速热裂解得到的液体产物，主要成分是酚、醛、酸、酮，醇等有机物，具有较高的含氧量，易于储存，便于运输，可以作为石化燃料的替代品，用于锅炉、燃气轮机或内燃机的燃料，是一种环境友好型的可再生液体燃料。生物质油表现出良好的点火性能，稳定的火焰特性以及较好的排放特性，它的燃烧产物中CO、NO_x的排放可以控制在指定的范围内。但是由于各种成分之间易于发生化学反应，使得生物质油的热值只有普通柴油热值的一半，同时生物质油的pH值较小，常温下呈酸性，使它具有较强的腐蚀性。