專利名稱：替代石油的低硫清潔燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種清潔燃料。
背景技術(shù)：
汽、柴油的供應(yīng)和質(zhì)量直接影響到國家的能源安全和環(huán)境狀況以及汽車的經(jīng)濟性、動力性、可靠性和排放廢氣的污染程度。目前，世界主要發(fā)達國家都把降低硫的含量作為生產(chǎn)清潔汽、柴油的重中之重，予以高度重視。歐盟把降低汽、柴油的硫含量至較低水平看作是引入可執(zhí)行歐III和歐IV排放標準的先進汽車技術(shù)的先決條件，并于2005年開始使用硫含量低于10ppm的汽油和柴油，2011年完成向這種低硫燃料的過渡。中國2004年7月1日實施歐II排放標準，中國車比國外多耗10％至20％的油，汽油的主要特點是硫含量和烯烴含量高，同樣柴油硫含量也高。目前我國北京、上海、廣州三大城市汽油提前實施的w(s)不大于0.08％，離歐II汽油和柴油w(s)不大于0.05％尚有差距，離歐III0.015％和歐IV0.005％以及世界燃油規(guī)范的0.001％差距就更大了。中國石油工業(yè)重要特點之一是催化裂化加工能力遠遠大于催化重整和催化加氫加工能力，目前提供高質(zhì)量汽油和柴油組分的能力有限。與國產(chǎn)原油相比，進口原油的硫含量高，而中國的煉油廠是按照加工低硫原油設(shè)計的，現(xiàn)存的加氫脫硫裝置不足，如改造則投入巨大。隨著進口高硫原油的比例逐年增加，加速發(fā)展替代石油低硫清潔燃料，降低油耗滿足排放標準，已迫在眉睫。
生物柴油是以動植物的油脂為原料，經(jīng)催化劑作用，與甲醇脂交換裂解加工而成，性能與石油柴油相近的綠色可再生能源。我國生物柴油起步較晚，2003年才有博士生開展了一些基礎(chǔ)性研究和開拓性探索。生物柴油主要成分為含氧有機酸甲脂，基本上不含硫和芳烴。與石油柴油相比，其有毒有機物的排放量僅為1/10，顆粒物僅為20％，二氧化碳和一氧化碳排放量僅為10％，無二氧化硫和鉛及有毒物質(zhì)的排放?；旌仙锊裼涂蓪⑴欧盼镏械暮蛭镔|(zhì)量分數(shù)從5×10-4降低到5×10-6。生物柴油具有優(yōu)良的潤滑性能，閃點高，本身可生物降解，對環(huán)境友好，儲運更安全。當前影響我國生物柴油發(fā)展的關(guān)鍵是原料和價格，植物油價格約為4000RMByuan/t，而石油柴油價格在3000RMByuan/t左右，原料和價格制約上規(guī)模和大面積推廣，但是，隨著生物技術(shù)改良動植物產(chǎn)量和出油率以及含油藻類的發(fā)展，用生物柴油大規(guī)模替代石油前途光明。
二甲醚以及甲醇與二甲醚的混合物“醇-醚”燃料，是最近被世界上普遍看好的發(fā)動機的理想超清潔替代燃料。其成本和污染都低于人們近年來致力開發(fā)的液態(tài)丙烷和壓縮天然氣等低污染替代燃料。甲醇、二甲醚是以生物質(zhì)或煤或天然氣為基礎(chǔ)原料，通過合成氣(CO/H2)，在一定溫度和壓力下催化轉(zhuǎn)化而成的含氧燃料。由于醇、醚是比較純的化合物，不含硫及其它復雜有機化合物，含氧量高，燃燒充分，尾氣排放中CO、CH、SO2、NOx和固體懸浮顆粒都會下降，所以具有環(huán)保、熱效率高、適應(yīng)性強等優(yōu)點。甲醇辛烷值相當于110號汽油，理論上動力性優(yōu)于汽、柴油。美國能源部國家實驗室的測試報告顯示對生態(tài)的影響如果以汽油為100來衡量，甲醇為30，乙醇為50。目前對甲醇的毒性問題；材料相溶性問題；熱值低需調(diào)節(jié)空燃比問題；遇水分層問題；冷起動問題等技術(shù)上的障礙，已有成熟的應(yīng)對措施。對甲醇和甲醇汽車，我國已經(jīng)過20年的研制開發(fā)。從經(jīng)濟效益上看，燃料甲醇比石油燃料更合算。燃料甲醇的市場價格為2300元/噸左右；而汽、柴油的市場價格為2800～3600元/噸。試驗表明，加入15％甲醇的汽車，比不加入甲醇的汽車可節(jié)約8％的燃料費。國家《十五計劃綱要》中指出；要開發(fā)燃料乙醇等石油替代產(chǎn)品，采取措施節(jié)約石油消耗。所謂燃料乙醇是指對濃度為95％左右的乙醇經(jīng)進一步脫水，再加上適量變性劑使之成為水份小于0.8％，且不可食用的無水乙醇。我國已經(jīng)在山西、河南、黑龍江等地實施了糧食乙醇產(chǎn)業(yè)化示范工程，吉林省2003年10月17日起在全省范圍內(nèi)銷售和使用車用乙醇汽油，全國2400多家加油站改造工程進展順利，10個混配乙醇汽油中心已全面開工。然而，由于糧食成本較高，按照乙醇熱值約為汽油的2/3計算，在汽油價格3000元/噸的情況下，乙醇成本在2000元/噸以下才會有市場競爭力。因此，目前的消化陳糧生產(chǎn)銷售乙醇并非長遠之計。非糧食類生物質(zhì)生產(chǎn)醇類是大勢所趨，如一種甜高粱莖稈汁生產(chǎn)的乙醇比過去利用糧食生產(chǎn)乙醇，成本降低1000元/噸，如果將非糧食類乙醇與低價的煤基甲醇混合，價格才能被消費者接受。我國有豐富的生物質(zhì)和煤炭資源，假如生物柴油和醇醚燃料能夠優(yōu)勢互補，根據(jù)資源條件和市場需求混配使用，協(xié)同發(fā)展，將是立足國內(nèi)解決我國汽、柴油供應(yīng)和質(zhì)量以及能源安全和環(huán)保問題的最有效途徑。
汽車的行駛半徑幾百公里至上千公里，要跨省區(qū)行駛，如果沒有標準化、系列化、通用化的燃料供給網(wǎng)絡(luò)，汽車將難以行駛、難以銷售、難以大量生產(chǎn)。美國通用汽車公司和殼牌石油公司正在聯(lián)手推動氫燃料汽車在美國的普及，其最大的障礙就是燃料供給網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。據(jù)美國汽車工程師學會統(tǒng)計，美國花費幾乎100年時間才建成目前用來運輸、儲存和銷售普通汽油的網(wǎng)絡(luò)。而建立這樣一個遍布全美各地的燃料電池車“加氫站”網(wǎng)絡(luò)，預計需耗資3000億美元。目前我國石油汽油和柴油已在全國各地形成方便、快捷、服務(wù)周到的生產(chǎn)銷售網(wǎng)絡(luò)，而且已形成買方市場。如何以最小代價和最少的投入發(fā)展替代石油的低硫清潔燃料？市場期待著與之相適應(yīng)的新技術(shù)的出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種優(yōu)選不含硫能優(yōu)勢互補的非石油燃料組合和石油燃料混配，含有多種不含硫的清潔燃料組分，降低油耗，滿足排放標準的替代石油的低硫清潔燃料。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種替代石油的低硫清潔燃料，其特征是由下列重量成份組成不含硫的非石油清潔燃料組分之一生物柴油和/或二甲醚 0.1～99.8％；不含硫的非石油清潔燃料組分之二燃料甲醇和/或乙醇 0.1～99.8％；余量為石油燃料。
石油燃料是汽油、柴油或輕烴。
替代石油的低硫清潔燃料，由下列重量成份組成不含硫的非石油清潔燃料組分之一生物柴油 3～97％；不含硫的非石油清潔燃料組分之二燃料甲醇和/或乙醇 0.1～96％；
輕烴是碳、氫兩種元素以不同比例化合而成較輕的石油副產(chǎn)品。
制造時利用現(xiàn)有石油、燃氣生產(chǎn)銷售系統(tǒng)油庫、加油加氣站、油槽、油罐車及管道或煉油企業(yè)、化工廠的基礎(chǔ)設(shè)施或清潔燃料生產(chǎn)銷售企業(yè)的基礎(chǔ)設(shè)施和專用車輛、設(shè)備等作為低硫清潔燃料的混配設(shè)備。由計算機計量，通過管道調(diào)和、攪拌或強制循環(huán)或直接把生物柴油、二甲醚、甲醇、乙醇、汽油、柴油、輕烴、燃料添加劑加入混配設(shè)備之中，加入同時完成調(diào)配。用管道或罐車或槽車分送供給網(wǎng)絡(luò)加注站點銷售。
本發(fā)明的優(yōu)點一是經(jīng)濟可行，成本有競爭力；二是減輕石化企業(yè)催化裂化加氫技術(shù)改造壓力；三是帶動生物柴油、醇醚燃料新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；四是投入少，易于實現(xiàn)；五是立足國內(nèi)資源，確保能源安全；六是提高汽車動力性能，解決環(huán)境污染問題，同時優(yōu)選不含硫能優(yōu)勢互補的非石油燃料組合和石油燃料混配，含有多種非石油不含硫的清潔燃料組分，從而降低油耗，滿足排放標準。
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明實施例1一種替代石油的低硫清潔燃料，由下列重量成份組成生物柴油5％二甲醚0.3％；燃料甲醇14.7％；余量為石油燃料汽油(或柴油或輕烴)。
由計算機計量，通過管道調(diào)和、攪拌或強制循環(huán)或直接加入混配設(shè)備中，加入的同時完成了調(diào)配。用管道或罐車或槽車分送各供給網(wǎng)絡(luò)加注站點銷售。
實施例2一種替代石油的低硫清潔燃料，由下列重量成份組成生物柴油20％燃料甲醇0.08％ 乙醇 0.02％余量為石油燃料汽油(或柴油或輕烴)。其余同實施例1。
實施例3一種替代石油的低硫清潔燃料，由下列重量成份組成
二甲醚 14.9％燃料乙醇 85％余量為石油燃料汽油(或柴油或輕烴)。其余同實施例1。
實施例4各組分的體積配比可以是生物柴油 97％燃料甲醇或乙醇 0.1％ 余量為石油燃料汽油(或柴油或輕烴)。其余同實施例1。
實施例5各組分的體積配比可以是二甲醚3％ 燃料甲醇 9％乙醇 0.9％余量為石油燃料汽油(或柴油或輕烴)。其余同實施例2。
實施例6各組分的體積配比可以是生物柴油0.1％二甲醚 0.1％燃料甲醇 99.7％余量為石油燃料汽油(或柴油或輕烴)。其余同實施例3。
實施例7一種替代石油的低硫清潔燃料，由下列重量成份組成生物柴油 50％燃料甲醇 10％乙醇 5％余量為石油燃料汽油(或柴油或輕烴)。其余同實施例1。
實施例8一種替代石油的低硫清潔燃料，由下列重量成份組成生物柴油 3％燃料甲醇或乙醇 96％余量為石油燃料汽油(或柴油或輕烴)。其余同實施例1。
當然，本發(fā)明還可以有其它合適的實施例。
權(quán)利要求
1.一種替代石油的低硫清潔燃料，其特征是由下列重量成份組成不含硫的非石油清潔燃料組分之一生物柴油和/或二甲醚0.1～99.8％；不含硫的非石油清潔燃料組分之二燃料甲醇和/或乙醇0.1～99.8％；余量為石油燃料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的替代石油的低硫清潔燃料，其特征是由下列重量成份組成不含硫的非石油清潔燃料組分之一生物柴油3～97％；不含硫的非石油清潔燃料組分之二燃料甲醇和/或乙醇0.1～96％；余量為石油燃料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的替代石油的低硫清潔燃料，其特征是石油燃料是汽油、柴油或輕烴。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種替代石油的低硫清潔燃料，由生物柴油和/或二甲醚0.1～99.8％、燃料甲醇和/或乙醇0.1～99.8％及余量的石油燃料組成。本發(fā)明優(yōu)選不含硫能優(yōu)勢互補的非石油燃料組合和石油燃料混配，含有多種不含硫的清潔燃料組分，滿足排放標準。
文檔編號C10L1/02GK1618933SQ200310106390
公開日2005年5月25日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)明者閔恩澤, 史苑薌, 謝克昌, 竇觀一 申請人:閔恩澤, 史苑薌, 謝克昌