專利名稱：麻風樹生物燃料混合物的制作方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及柴油機用燃料，特別是一種麻風樹生物燃料混合物。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有柴油機使用的主要燃料是石油柴油，由于其是由石油中得來，石油屬于不可再生資源，隨著柴油機數(shù)量的增加，石油資源在不斷減少，并且柴油燃燒產(chǎn)物的釋放引起大氣污染，目前世界每年新車產(chǎn)量大約5000萬輛，全世界汽車保有量大約7.5億輛(含摩托車)。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽油和柴油的用量隨汽車保有量的增加而增加，同時也帶來了汽車尾氣污染等問題。近20年來，雖然在改善油品燃燒過程、尾氣凈化等方面都取得了很大進展，但仍然不能滿足要求，這兩方面的因素激勵人們研究開發(fā)新的代用燃料，目前，美國、加拿大、英國、日本、巴西、新西蘭等國都開展了植物油用作柴油機代用燃料的研究工作，并取得了一定成果，日本政府已批準生物柴油作為商品燃料由加油站提供，但是，一般而言，植物油直接用作柴油有如下困難(1)植物油的粘度大，一般植物油的運動粘度比柴油高10倍，這將導(dǎo)致燃油在柴油機內(nèi)輸送困難，經(jīng)過噴嘴時霧化不良，燃燒不完全，在現(xiàn)有柴油機中燃燒時易積碳，使活塞粘結(jié)，濾清器濾芯阻塞，不能長期使用；(2)植物油的閃點比柴油高，揮發(fā)性差，不利于柴油機汽缸中混合氣的形成，會出現(xiàn)著火困難現(xiàn)象；(3)植物油的濁點高，導(dǎo)致冷啟動困難；(4)未燃燒和燃燒不完全的植物油沿汽缸壁和潤滑油接觸，使?jié)櫥褪芪廴径冑|(zhì)，引起零部件摩擦加劇，這就需要對現(xiàn)有柴油機發(fā)動機做較大的改進，要得到普遍的推廣較為困難。
從二十世紀三十年代開始，生物柴油已經(jīng)被認為是石油基柴油的替代品，在一些情況下已經(jīng)嘗試將植物油加到石油柴油中，通過對植物油進行化學(xué)加工，可緩和石油柴油的能源危機及環(huán)境污染等問題，同時也可解決上述植物油做柴油機燃料的諸多困難，目前生物柴油的主要問題是成本高，植物油如大豆油、油菜籽油、棕櫚油和葵花籽油均為食用油，將食用油廣泛用于柴油機燃料，缺乏現(xiàn)實意義，而且栽種這些植物一般需要占用大面積耕地，對于耕地土地較為缺乏的地區(qū)不利于推廣。據(jù)統(tǒng)計，生物柴油制備成本的75％是原料成本，因此采用廉價原料及提高轉(zhuǎn)化從而降低成本是生物柴油能否實用化的關(guān)鍵。
中國專利88102687公開了一種柴油機用新型燃料，它是用一種植物油梓油單獨作為柴油機燃料或與不同型號的柴油混合作為柴油機的燃料用于柴油機，但是當梓油與不同型號的柴油混合時，使用所要求的溫差較大，介于-12℃～25℃之間，而且對于柴油機的運轉(zhuǎn)時間也有限定，這些都使得這種柴油機用新型燃料使用起來有很大的局限性。
目前所知，麻風樹果實的最高含油量約為60％，超過油菜和大豆等我國常見的油料作物。據(jù)了解，每畝地平均可產(chǎn)麻風樹干果650公斤，可提取加工出約180公斤麻風樹油。科研人員將利用生物技術(shù)改良麻風樹品種，提高果實的含油量。為此，專家已著手收集來自世界各地不同的麻風樹資源，構(gòu)建該植物的基因庫。由于麻風樹對環(huán)境適應(yīng)能力強，專家認為，它可用于干旱地區(qū)的植樹造林。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的即在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種制備成本低廉，不改變現(xiàn)有石油柴油使用的發(fā)動機的麻風樹生物燃料混合物，它采用的麻風樹原料能夠廣泛地種植，不需占用耕地，產(chǎn)量高。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)麻風樹生物燃料混合物，是由下述重量百分比的組分組成的麻風樹油5～30％，柴油94～60％，醇1～10％。以麻風樹油20％，柴油77％，醇3％為佳。上述的柴油可以是0#柴油、10#柴油、20#柴油、5#重柴油、10#重柴油、20#重柴油。燃料混合物中加入的醇為鏈烷醇，該鏈烷醇為甲醇或乙醇。
燃料混合物中在加入醇后，需加入表面活性劑，麻風樹生物燃料混合物與表面活性劑的重量比為0.5～50∶1000。麻風樹生物燃料混合物中加入的表面活性劑由油酸、乳酸乙酯、二乙醇酰胺、硝酸異辛酯組成，它們的重量百分比為油酸25％、乳酸乙酯15％、二乙醇酰胺5％、硝酸異辛酯55％。
通過上面的敘述可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(1)具有優(yōu)良的環(huán)保特性。替代部分礦物柴油，主要表現(xiàn)在由于麻風樹生物燃料混合物中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，麻風樹油含有10％內(nèi)氧，同時燃燒時產(chǎn)生的懸浮粒子、揮發(fā)性有機化合物、聚芳香烴和二氧化碳等污染物的數(shù)量也比礦物柴油少，在標準化試驗中，麻風樹油生物降解為小有機分子、二氧化碳和水。
(2)具有較好的低溫發(fā)動機啟動性能。
(3)具有較好的潤滑性能。使噴油泵、發(fā)動機缸體和連桿的磨損率低，使用壽命長。
(4)具有較好的安全性能。由于閃點高，麻風樹生物燃料混合物不屬于危險品。因此，在運輸、儲存、使用方面的優(yōu)勢是顯而易見的。
(5)具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃燒性好于柴油，燃燒殘留物呈微酸性使催化劑和發(fā)動機機油的使用壽命加長。
(6)具有可再生性能。作為可再生能源，與石油儲量不同，其通過農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)家的努力，可供應(yīng)量不會枯竭。麻風樹油是可再生能源，有利于緩解大氣的溫室效應(yīng)，一方面麻風樹的生長固定了太陽能，吸收了大氣中的二氧化碳，從植物的生長分析，當植物生長總量與植物油總消耗量相等時，大氣中的二氧化碳量不會因燃用植物油而增加，當生長量大于消耗量時，大氣中的二氧化碳量會因此降低；另一方面麻風樹栽種與繁殖有利于水土保持。
(7)用麻風樹生物燃料混合物的發(fā)動機即可使用普通柴油的發(fā)動機，無需作任何改動，并對駕駛無任何影響，駕駛者根本無法區(qū)分兩者的駕駛動力差別。加之麻風樹油燃料混合物所用麻風樹隨著規(guī)模種植價格日趨低廉，使生產(chǎn)成本逐步下降，與常規(guī)柴油的價格正在縮小。
(8)在麻風樹油與柴油的混合物中加入醇及表面活性劑，使較高粘度的混合植物油在汽缸中實現(xiàn)二次霧化，麻風樹油燃料混合物在燃燒過程中，隨著“微爆”現(xiàn)象的發(fā)生，使柴油更加充分地燃燒，增加了熱量，減少了積炭、結(jié)焦、CO等有害氣體的生成，同時也解決了閃點、運動粘度、比重等一系列問題。
(9)通過國家權(quán)威檢測機構(gòu)檢測，本發(fā)明的各項理化指標均達到或超過0#柴油標準，具有很強的實用性，能夠大規(guī)模地推廣應(yīng)用。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的描述實施例1生物燃料混合物的重量百分比的組分組成為麻風樹油20％，柴油77％，甲醇3％，所述的柴油為0#柴油，生物燃料混合物中在加入醇后，需加入表面活性劑，表面活性劑由油酸、乳酸乙酯、二乙醇酰胺、硝酸異辛酯組成，它們的重量百分比為油酸25％、乳酸乙酯15％、二乙醇酰胺5％、硝酸異辛酯55％。麻風樹生物燃料混合物與表面活性劑的重量比為10∶1000。
將上述比例配制的麻風樹油燃料混合物與0#柴油進行對比試驗根據(jù)國家權(quán)威機構(gòu)質(zhì)量監(jiān)督檢驗站將含20％的麻風樹油的生物燃料混合物與市場購買的0#柴油進行對比試驗，結(jié)果表明，麻風樹生物燃料混合物能保證柴油機正常工作，麻風樹生物燃料混合物與0#柴油作為燃料相比其功率平均減少2％，負荷特性燃油耗(比油耗)平均增加3％，排氣溫度平均降低2％，通過上面的試驗可以得出結(jié)論20％的麻風樹油的生物燃料混合物與使用0#柴油作為燃料時，柴油機動力性能及經(jīng)濟指標較為接近，20％的麻風樹油的生物燃料混合物可以替代0#柴油。
試驗條件發(fā)動機型號ZS1115柴油機，型式臥式、單缸、四沖程，燃燒室型式直接噴射，活塞行程*汽缸直徑115*115，活塞排量1.1945L，標準功率12.6KW/2200r/min，冷卻方式水冷蒸發(fā)式，噴油器型號PF68S19，噴油泵型號AK型單體分裂式；測試條件大氣溫度24～27℃，大氣壓力94.7～95.0kPa，相對濕度80～90％。
表1 麻風樹生物燃料混合物與0#柴油進行對比試驗列表試驗時間2004年5月27日


表2由國家權(quán)威機構(gòu)質(zhì)量監(jiān)督檢驗站提供的各項技術(shù)檢驗指標值檢驗時間2004年5月20日


實施例2生物燃料混合物的重量百分比的組分組成為麻風樹油30％，柴油60％，乙醇10％，所述的柴油是0#柴油，燃料混合物中在加入醇后，需加入表面活性劑，表面活性劑由油酸、乳酸乙酯、二乙醇酰胺、硝酸異辛酯組成，它們的重量百分比為油酸25％、乳酸乙酯15％、二乙醇酰胺5％、硝酸異辛酯55％。麻風樹生物燃料混合物與表面活性劑的重量比為50∶1000。
將上述比例配制的麻風樹生物燃料混合物與0#柴油進行對比試驗經(jīng)質(zhì)量監(jiān)督檢驗站將含30％的麻風樹油的生物燃料混合物與市場購買的0#柴油進行對比試驗，結(jié)果表明，麻風樹生物燃料混合物與0#柴油作為燃料相比其功率平均增加2％，負荷特性燃油耗(比油耗)平均增加2％，排氣溫度平均降低2％，排氣煙度、排氣污染基本不變。
試驗條件發(fā)動機型號ZS1115柴油機，型式臥式、單缸、四沖程，燃燒室型式直接噴射，活塞行程*汽缸直徑115*115，活塞排量1.1945L，標準功率12.6KW/2200r/min，冷卻方式水冷蒸發(fā)式，噴油器型號PF68S19，噴油泵型號AK型單體分裂式；測試條件大氣溫度24～27℃，大氣壓力94.7～95.0kPa，相對濕度80～90％。
表3麻風樹生物燃料混合物與0#柴油進行對比試驗列表試驗時間2004年5月27日

表4由國家權(quán)威機構(gòu)質(zhì)量監(jiān)督檢驗站提供的各項技術(shù)檢驗指標值檢驗時間2004年5月20日

實車行車試驗通過選用兩輛5噸載重車，即東風EQ1186GD114、東風EQ1116G18D，一輛小客車依維柯4010型用麻風樹生物燃料混合物(麻風樹油20％)代替0#柴油進行實車載重運輸實驗，三輛車累計行駛里程約20000公里。
實驗結(jié)論各汽車的動力性、著火性和經(jīng)濟性與0#柴油相比無差異，其冒黑煙程度與0#柴油相比都有明顯下降，三輛柴油車工作平穩(wěn)，運行可靠，試驗結(jié)束后，柴油機拆機檢查，主要零件磨損正常，無積碳現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種麻風樹生物燃料混合物，其特征在于混合物是由下述重量百分比的組分組成的麻風樹油5～30％，柴油94～60％，醇1～10％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的麻風樹生物燃料混合物，其特征在于混合物是由下述重量百分比的組分組成的麻風樹油20％，柴油77％，醇3％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的麻風樹生物燃料混合物，其特征在于燃料混合物中加入的醇為鏈烷醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的麻風樹生物燃料混合物，其特征在于燃料混合物中加入的鏈烷醇為甲醇或乙醇。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的麻風樹生物燃料混合物，其特征在于燃料混合物中在加入醇后，需加入表面活性劑，麻風樹油燃料混合物與表面活性劑的重量比為0.5～50∶1000。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的麻風樹生物燃料混合物，其特征在于所述的燃料混合物中加入的表面活性劑由油酸、乳酸乙酯、二乙醇酰胺、硝酸異辛酯組成，它們的重量百分比為油酸25％、乳酸乙酯15％、二乙醇酰胺5％、硝酸異辛酯55％。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的麻風樹生物燃料混合物，其特征在于所述的柴油可以是0#柴油、10#柴油、20#柴油、5#重柴油、10#重柴油、20#重柴油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種麻風樹生物燃料混合物，是由麻風樹油分別與不同型號的柴油混合，燃料混合物中加入醇及表面活性劑，本發(fā)明具有以下優(yōu)點具有優(yōu)良的環(huán)保特性、較好的低溫發(fā)動機啟動性能、潤滑性能；由于其閃點高，具有較好的安全性能；十六烷值高，使其具有良好的燃料性能；具有可再生性能；用麻風樹生物燃料混合物的發(fā)動機即可使用普通柴油的發(fā)動機，無需作任何改動，并對駕駛無任何影響。本發(fā)明的燃料混合物減少了積碳、結(jié)焦、CO等有害氣體的生成，同時也解決了麻風樹植物油閃點、運動粘度、比重等一系列問題。通過實際應(yīng)用，本發(fā)明的各項理化指標均達到或超過0
文檔編號C10L1/18GK1594512SQ200410040099
公開日2005年3月16日 申請日期2004年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月29日
發(fā)明者顏鈁, 陳放, 張志林 申請人:四川大學(xué), 四川長江科技有限公司