本發明涉及一種燃料制備方法，特別是涉及一種醇基燃料制備方法。

背景技術：

當前供暖、發電、汽車等行業的發展對于燃料能源需求越來越大，隨著傳統燃料能源中易開采的煤炭、油田等不可再生資源的不斷枯竭，傳統燃料的開采壓力和難度逐漸增加。據相關文獻報道截至2012年，煤炭在全球一次性能源消費中所占比重達到歷史新高29.9%，我國煤炭消耗量占一次性能源消耗的比重高達68.5%。我國煤炭消耗總量由1978年的5.66億噸增加到2012年的35.4噸，年增長率高達5.38%，而儲采比僅有31年。同時，21世紀初，全球已探明的石油可采貯量為1476噸，按照美國能源部預測每年油耗增加2%，只能維持25~30年。而且我國的石油貯量豐度低于全球的平均值，已探明的可采貯量只剩33億噸。除了資源問題迫在眉睫，全球環境也受到了嚴重的威脅。隨著人們對石化燃料的大量使用，每年石化燃料燃燒大約產生CO₂ 370億噸，產生溫室的效應，致使全球變暖，兩極冰川融化，海平面上升，嚴重破壞了自然生態循環系統。同時石化燃料的燃燒還向空氣中排放了大量的SO₂、NO_x、煙塵等有害物質，是酸雨、光化學煙霧、水污染、臭氧層破壞等一系列環境問題的主要根源。為了解決上述的一系列問題，人們開始尋求新的清潔燃料，醇基燃料就是其一。

甲醇是一種具有和石化燃料相似物理性質的可再生資源，同時其燃燒后排放的溫室氣體要比石化燃料少得多，使用甲醇作為燃料可有效降低溫室效應氣體的排放但是甲醇燃燒的熱值相對于石化燃料要低得多，因此，目前工業上采用甲醇和石化燃料的混合物即醇基燃料作為主要的工業燃料。由于甲醇的極性大，不能很好地與非極性的石化燃料互溶，所以工業上采用向醇基燃料中添加助溶劑助溶劑的方法，使甲醇與石化燃料充分互溶，但目前有報道的醇基燃料助溶劑在添加量、成本、助溶效果及燃燒熱值的提高上都存在一些不足，如王宏等在CN101544919專利中以精脂肪醇、烷基酚聚醚、甲基叔丁基醚、脂肪酸甲酯等為原料，反應需要對反應釜抽真空、升溫，攪拌，再通過冷凝器冷卻等一系列操作才能制備得到助溶劑。這種制備方法原料種類多樣，成本高且不易得到，并且該反應需要用到抽真空和冷凝的裝置，制備條件復雜苛刻，操作成本高，不利于大批量的工業生產。

CN103013586A專利中孫建國等人以異丙醇、液體石蠟、石油酸、石油苯、正辛烷等為原料，通過泵循環或加氣攪拌制得添加劑。該制備方法的原料本身有毒有害，石油苯燃燒后也會產生有毒物質，而且助溶劑不易充分燃燒殘留的固體顆粒污染環境。操作過程需要用到的泵循環或氣攪拌對生產設備也有較高要求。

蘇志勇等人在CN105038873A專利中將輕芳烴、二甲基硅油、二氯甲烷和煤水漿等原料加到醇基柴油中加蓋反應10-14小時，每隔2-4小時用泵將物料反沖0.5-1分鐘，反應完成后靜置2-4小時，過濾后得到醇基燃料。該反應二氯甲烷是致癌物質，水煤漿燃燒后會產生有毒的固體顆粒，同時該反應需要不斷地用泵沖洗，反應后還需要過濾，不利于工業上的大規模生產。

目前工業上的醇基燃料所需原料成本高，操作設備復雜，反應條件苛刻，不能充分燃燒，熱值低，燃燒后產生大量有毒有害物質和固體顆粒殘留污染環境。因此，開發廉價、環保、低毒害的用于醇基燃料助溶劑具有廣闊的市場前景以及重要的經濟價值。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種醇基燃料制備方法，本發明助溶劑具有廉價、環保、低毒害，解決燃料和甲醇不互溶問題的同時大大提高醇基燃料熱值的特點，醇基燃料助溶劑通過在常溫常壓下向甲醇和汽油、柴油或石腦油的混合溶液中加入甲縮醛、三聚甲醛、多聚甲醛或它們的混合物經過簡單的混合攪拌均勻即可制備得到。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種醇基燃料制備方法，所述方法包括以下過程：向甲醇和汽油、柴油或石腦油的混合溶液中加入甲縮醛、三聚甲醛、多聚甲醛或它們的混合物，經過混合攪拌均勻即可；助溶劑采用甲縮醛，三聚甲醛，多聚甲醛中的至少一種或其混合物；

甲縮醛、三聚甲醛、多聚甲醛或其混合物的比例為5%—25%；

醇基燃料的燃料為汽油，柴油，石腦油中的至少一種或其混合物；

醇基燃料的燃料汽油、柴油或石腦油所占比例為5%—35%；

醇基燃料的醇基為甲醇、乙醇或其他常見醇類的一種或多種。

本發明的優點與效果是：

本發明方法簡單易行，不需要任何特殊的操作設備，而且我們的原料甲縮醛、三聚甲醛多聚甲醛都是極其廉價易得的物質，甲縮醛更是一種國家允許添加的標準柴油添加劑，通過本方法制備得到的助溶劑燃燒產物為水和二氧化碳，不存在任何環境污染問題，是一種極其清潔的助溶劑。助溶劑在醇基燃料中加入少量即可達到使燃料和甲醇互溶的效果，經過測試加入助溶劑的醇基燃料燃燒熱值可提高10-30個百分點以上，且醇基燃料燃燒十分充分不存在因燃燒不充分而導致的設備積碳和排放物中含有未完全燃燒顆粒的情況。相較于目前市面上的其他醇基燃料添加劑，制得的助溶劑具有更的工業應用化前景。

附圖說明

圖1為以多聚甲醛為助溶劑時助溶劑添加量對醇基燃料熱值的影響圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明進行詳細說明。

本發明提供了一種使用廉價甲縮醛，三聚或多聚甲醛為助溶劑制備醇基燃料的方法。本發明所述的一種醇基燃料，由以下成分及重量百分比制成：甲醇5%～80%，甲縮醛5%～90%，三聚甲醛5%～10%，多聚甲醛5%～10%。制備時，按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、均勻即可。

對于本發明而言，希望通過添加適量的助溶劑，如甲縮醛，三聚甲醛，多聚甲醛等來增加以甲醇為主要成分的醇基燃料在普通燃料中的比例。通過添加助溶劑解決了傳統燃料與甲醇等醇基燃料互溶性小的問題。同時考慮到了助溶劑的成本問題，使得混合后的成品更具有市場優勢。

實施例1

在常溫常壓條件下， 97號汽油10%與5%～20%助溶劑甲縮醛和70～85%工業甲醇混合制備。制備時按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、混合均勻即可。

表Ⅰ 以甲縮醛為助溶劑的醇基燃料物化性質比較

5^①：甲縮醛的加入使工業甲醇和汽油的互溶性增加。

由表Ⅰ可以看出：

①混合醇基燃料具有很高的熱值。按不同比例混合的燃料中理論混合熱值均不低于26 M J/kg，彌補了單純甲醇燃料熱值不足的問題，完全可以應用于鍋爐中。

②混合醇基燃料中蒸汽壓也符合要求。在常溫下不易發生揮發。

③混合醇基燃料在常溫常壓下靜置半個月也沒有出現分層現象，所以產品的相穩定性較好，減少了安全隱患。

④混合醇基燃料的辛烷值也較高，抗爆性能高。

綜上所述，加入了助溶劑后解決了甲醇和汽油不互溶的問題，同時在不增加太高成本的同時提高了燃料的性價比。

實施例2

在常溫常壓條件下，0號柴油10%與助溶劑三聚甲醛5～30%和工業甲醇60～85%混合制備。制備時按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、混合均勻即可。

表Ⅱ以三聚甲醛為助溶劑的醇基燃料物化性質比較

5^①：隨著三聚甲醛添加量的增加，柴油和工業甲醇的互溶性顯著增加。

①由表Ⅱ可以看出，加入助溶劑三聚甲醛后，提高了甲醇燃料的熱值，并彌補了柴油的低辛烷值的缺點，使得燃料抗爆性好，熱值相對較高。通過助溶劑使得兩種燃料的優點相互綜合，彌補了單一燃料的不足。

②混合醇基燃料在常溫常壓下靜置半個月也沒有出現分層現象，所以產品的相穩定性較好，減少了安全隱患。

綜上所述，三聚甲醛的加入很好的解決了甲醇和傳統燃料0號柴油不互溶的問題，使得醇基燃料應用前景廣闊,并顯著降低了醇基燃料的成本。

實施例3

在常溫常壓條件下，重石腦油5%與助溶劑甲縮醛5～30%和工業甲醇65～90%混合制備。制備時按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、混合均勻即可。

表Ⅲ以甲縮醛為助溶劑的醇基燃料物化性質比較

5^①：隨著三聚甲醛添加量的增加，重石腦油和工業甲醇的互溶性顯著增加。

由表Ⅲ可以看出，

①加入助溶劑甲縮醛后，提高了醇基燃料的熱值，使得這種醇基燃料比甲醇燃料放熱更多，適用于鍋爐燃燒中。

②隨著助溶劑甲縮醛的加入量的增加，醇基燃料的辛烷值也更高，抗爆性能更好。所以這種醇基燃料的使用安全性也比單一燃料更好。

③混合醇基燃料在常溫常壓下靜置半個月也沒有出現分層現象，所以產品的相穩定性較好，減少了安全隱患。

④混合醇基燃料中蒸汽壓也符合要求。在常溫下不易發生揮發。

綜上所述，甲縮醛的加入很好的解決了甲醇和傳統燃料重石腦油不互溶的問題，使得醇基燃料應用前景廣闊。

實施例4

向70%甲醇中加入5~25%的混合助溶劑（助溶劑為甲縮醛和三聚甲醛的混合物，質量比為1:1）97號汽油5%~25%.制備時按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、混合均勻即可。其結果如下：

表Ⅳ以甲縮醛和三聚甲醛為助溶劑的醇基燃料理化性質

5^①：隨著混合助溶劑添加量的增加，97號汽油和工業甲醇的互溶性顯著增加。

由表Ⅳ可以看出，

①加入助溶劑甲縮醛和三聚甲醛后，提高了醇基燃料的熱值，使得這種醇基燃料比甲醇燃料放熱更多，適用于鍋爐燃燒中。

②隨著助溶劑甲縮醛和三聚甲醛的加入量的增加，醇基燃料的辛烷值也更高，抗爆性能更好。所以這種醇基燃料的使用安全性也比單一燃料更好。

③混合醇基燃料在常溫常壓下靜置半個月也沒有出現分層現象，所以產品的相穩定性較好，減少了安全隱患。

④混合醇基燃料中蒸汽壓也符合要求。在常溫下不易發生揮發。

綜上所述，甲縮醛和三聚甲醛的加入很好的解決了甲醇和傳統燃料97號汽油不互溶的問題，使得醇基燃料應用前景廣闊。

實施例5

在常溫常壓條件下，5號柴油5～25%與助溶劑多聚甲醛5～25%和工業甲醇70%混合制備。制備時按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、混合均勻即可。

表Ⅴ以多聚甲醛為助溶劑的醇基燃料物化性質比較

5^①：隨著多聚甲醛添加量的增加，5號柴油和工業甲醇的互溶性顯著增加。

由表Ⅴ可以看出，

①加入助溶劑多聚甲醛后，提高了醇基燃料的熱值，使得這種醇基燃料比甲醇燃料放熱更多，適用于鍋爐燃燒中。

②隨著助溶劑多聚甲醛的加入量的增加，醇基燃料的辛烷值也更高，抗爆性能更好。所以這種醇基燃料的使用安全性也比單一燃料更好。

③混合醇基燃料在常溫常壓下靜置半個月也沒有出現分層現象，所以產品的相穩定性較好，減少了安全隱患。

④混合燃料中蒸汽壓也符合要求。在常溫下不易發生揮發。

綜上所述，多聚甲醛的加入很好的解決了甲醇和傳統燃料5號柴油不互溶的問題，使得醇基燃料應用前景廣闊。

實施例6

在常溫常壓條件下，95號汽油2～22%與助溶劑甲縮醛和多聚甲醛的混合物（質量比1:1）5～25%和工業甲醇73%混合制備。制備時按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、混合均勻即可。

表Ⅵ以甲縮醛和多聚甲醛為助溶劑的醇基燃料物化性質比較

5^①：隨著混合助溶劑添加量的增加，95號汽油和工業甲醇的互溶性顯著增加。

由表Ⅵ可以看出，

①加入助溶劑甲縮醛和多聚甲醛后，提高了醇基燃料的熱值，使得這種醇基燃料比甲醇燃料放熱更多，適用于鍋爐燃燒中。

②隨著助溶劑甲縮醛和多聚甲醛的加入量的增加，醇基燃料的辛烷值也更高，抗爆性能更好。所以這種醇基燃料的使用安全性也比單一燃料更好。

③混合醇基燃料在常溫常壓下靜置半個月也沒有出現分層現象，所以產品的相穩定性較好，減少了安全隱患。

④混合醇基燃料中蒸汽壓也符合要求。在常溫下不易發生揮發。

綜上所述，甲縮醛多聚甲醛的加入很好的解決了甲醇和傳統燃料95號汽油不互溶的問題，使得醇基燃料應用前景廣闊。

實施例7

在常溫常壓條件下， 5號柴油1～21%與助溶劑甲縮醛，三聚甲醛和多聚甲醛的混合物（質量比1:1:1）5～25%和工業甲醇74%混合制備。制備時按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、混合均勻即可。

表Ⅶ以甲縮醛，三聚甲醛和多聚甲醛為助溶劑的醇基燃料物化性質比較

5^①：隨著混合助溶劑添加量的增加，5號柴油和工業甲醇的互溶性顯著增加。

由表Ⅶ可以看出：

①加入助溶劑甲縮醛，三聚甲醛和多聚甲醛后，提高了醇基燃料的熱值，使得這種醇基燃料比甲醇燃料放熱更多，適用于鍋爐燃燒中。

②隨著助溶劑甲縮醛，三聚甲醛和多聚甲醛的加入量的增加，醇基燃料的辛烷值也更高，抗爆性能更好。所以這種醇基燃料的使用安全性也比單一燃料更好。

③混合醇基燃料在常溫常壓下靜置半個月也沒有出現分層現象，所以產品的相穩定性較好，減少了安全隱患。

④醇基燃料中蒸汽壓也符合要求。在常溫下不易發生揮發。

實施例8

在常溫常壓條件下，重石腦油1～21%與5～25%的助溶劑甲縮醛，三聚甲醛，多聚甲醛（1:1:1混合）和工業甲醇74%混合制備。制備時按照上述成分及重量百分比稱取后，在常溫下將其放入容器進行攪拌、混合均勻即可。

表Ⅷ以甲縮醛、三聚甲醛、多聚甲醛為助溶劑的醇基燃料物化性質比較

5^①：隨著混合助溶劑添加量的增加，重石腦油和工業甲醇的互溶性顯著增加。

由上述表格可知：

①不加助溶劑的時候甲醇與重石腦油分層，不能實現燃料均勻燃燒。

②加入這三種助溶劑之后使得燃料的熱值大大提高，使燃料能夠充分利用。

③燃料的辛烷值也大大地提高，抗爆性能更好更安全。

④加了助溶劑之后重石腦油和甲醇的混合效果特別好，放置了一個月都沒有分層，穩定性特別好。

綜上所述，甲縮醛，三聚甲醛和多聚甲醛的加入很好的解決了甲醇和傳統燃料95號汽油不互溶的問題，使得醇基燃料應用前景廣闊。

以上所述，僅是本申請的幾個實施例，并非對本申請做任何形式的限制，雖然本申請以較佳實施例揭示如上，然而并非用以限制本申請，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本申請技術方案的范圍內，利用上述揭示的技術內容做出些許的變動或修飾均等同于等效實施案例，均屬于技術方案范圍內。