專利名稱：一種內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種石油焦?jié){，更特別地說，是指一種可在內(nèi)燃機(jī)中使用的石油焦?jié){
及其制備方法。該石油焦?jié){是將石油提煉過程中的副產(chǎn)品一石油焦粉碎后添加到柴油 中。
背景技術(shù)：
目前，水煤漿是大家所熟知的一種漿體代油燃料，其組成主要是煤炭(約70% )、 水(約29%)和少量的添加劑(約1%)，在鍋爐、爐窯等場合有著廣泛的應(yīng)用。但由于其 灰分較高，在一些要求低灰分的行業(yè)還不能進(jìn)行應(yīng)用。 而石油焦是一種石油提煉過程中的副產(chǎn)品，其主要成分是碳?xì)浠衔?，其發(fā)熱值 比煤炭還要高，并且具有比煤炭更低的灰分，因此，以石油焦為主體，制備得到的水焦?jié){或 油焦?jié){可以替代水煤漿或油煤漿進(jìn)行應(yīng)用，并且可以在要求低灰分的行業(yè)進(jìn)行應(yīng)用，如玻 璃窯、高檔瓷磚窯等。 在公開號(hào)CN1923982A
公開日2007年3月7日的"一種以石油焦粉為主的液體燃 料及其制備方法"中，該燃料是將一定質(zhì)量分的石油焦粉、柴油、油漿和分散劑經(jīng)混合調(diào)勻 制得。該燃料是一種適用于工業(yè)鍋爐用的燃料。 但現(xiàn)有的水焦?jié){或油焦?jié){主要是用于燃油鍋爐用燃料、熔窯熔制玻璃用燃料等， 還沒有能夠用于內(nèi)燃機(jī)中。究其原因，主要是因?yàn)?1)目前石油焦?jié){所使用的石油焦粉粒 度大多數(shù)在5 ii m 200 ii m，粒度較粗，如果用于內(nèi)燃機(jī)中，十分容易堵塞內(nèi)燃機(jī)霧化噴嘴。 (2)由于石油焦的熱值為8600千卡/公斤，而柴油的熱值為9600千卡/公斤，石油焦的熱 值還是低于柴油的熱值，因此，添加了石油焦的柴油用于內(nèi)燃機(jī)中，內(nèi)燃機(jī)的輸出功率會(huì)有 所減小。

發(fā)明內(nèi)容
為了使石油提煉過程中的副產(chǎn)品——石油焦能夠具有高副加值的再利用，本發(fā)明 提出了一種將石油焦、降粘劑、穩(wěn)定劑和功率恢復(fù)添加劑摻混入柴油中制得可適用于內(nèi)燃 機(jī)使用的石油焦?jié){。 本發(fā)明的一種內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){是在100g的石油焦顆粒(0. 5 5iim)中加入 100ml 250ml的柴油、0. 5ml 2. Oml的降粘劑、0. 5ml 2. Oml的穩(wěn)定劑和0. 05g 1. Og 的功率恢復(fù)添加劑組成。 本發(fā)明是一種內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){的制備方法，其包括下列制備過程 第一步，采用機(jī)械粉碎的方式，對(duì)煉油廠所產(chǎn)生的石油焦進(jìn)行粉碎處理，獲得粒度
為10 ii m 100 ii m的第一級(jí)石油焦顆粒； 第二步，采用氣流粉碎的方式，將機(jī)械粉碎得到的石油焦顆粒進(jìn)行超細(xì)粉碎，獲得 0. 5iim 5iim的第二級(jí)石油焦顆粒；第三步，將第二級(jí)石油焦顆粒與柴油在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10
345min后，加入降粘劑和穩(wěn)定劑在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10 45min后，加入 功率恢復(fù)添加劑在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10 45min后，制得內(nèi)燃機(jī)用石油焦 漿； 所述的柴油可以是0號(hào)柴油、-10號(hào)柴油或者-20號(hào)柴油。 所述的降粘劑可以是鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-102，鈦酸酯偶聯(lián) 劑NDZ-101中的一種。 所述的穩(wěn)定劑可以是氟表面活性劑JF-2100、氟表面活性劑JF-2400中的一種。
所述的功率恢復(fù)添加劑可以是粒徑為0. liim lym的鋁粉、粒徑為0. 2iim 2ym的硼粉中的一種。 本發(fā)明制得的適用于內(nèi)燃機(jī)用的石油焦?jié){的優(yōu)點(diǎn)是 ①有效地對(duì)石油提煉過程中的副產(chǎn)品——石油焦進(jìn)行高副加值的再利用。
②減少了內(nèi)燃機(jī)對(duì)柴油的消耗。 ③本發(fā)明制備得到的石油焦?jié){能夠應(yīng)用于內(nèi)燃機(jī)中，制得的石油焦質(zhì)量濃度為 35 % 50%的石油焦?jié){在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下測得柴油機(jī)的輸出功率為 6. 1Kw 5. 73Kw。 ④本發(fā)明制得的石油焦?jié){中由于采用超細(xì)0. 5 ii m 5 ii m的石油焦顆粒摻入柴油 中，其在輸油管路、以及內(nèi)燃機(jī)的噴嘴中輸送時(shí)，不會(huì)造成堵塞。 ⑤本發(fā)明制得的石油焦?jié){靜置7天后無沉淀，靜置放置30天后有部分石油焦顆粒 形成軟團(tuán)聚而沉淀，但攪拌后可恢復(fù)使用。 ⑥本發(fā)明制得的石油焦?jié){在內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用中，由于足夠細(xì)的石油焦顆粒具有較大 的比表面積，在短時(shí)間內(nèi)就能夠完全燃燒，并且通過添加功率恢復(fù)添加劑，使得石油焦?jié){的 熱值達(dá)到柴油的熱值。


圖1是實(shí)施例1中經(jīng)機(jī)械粉碎后的石油焦顆粒掃描電鏡照片。
圖2是實(shí)施例1中經(jīng)氣流粉碎后的石油焦顆粒掃描電鏡照片。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明 本發(fā)明的一種內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){是在100g的粒徑為0. 5 5 ii m的石油焦顆粒中 加入100ml 250ml的柴油、0. 5ml 2. 0ml的降粘劑、0. 5ml 2. Oml的穩(wěn)定劑和0. 05g l.Og的功率恢復(fù)添加劑組成。柴油可以是0號(hào)柴油、-10號(hào)柴油或者-20號(hào)柴油。降粘劑 可以是鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401 ，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-102，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-101中的一種。穩(wěn) 定劑可以是氟表面活性劑JF-2100、氟表面活性劑JF-2400中的一種。功率恢復(fù)添加劑可以 是粒徑為0. 1 ii m 1 ii m的鋁粉、粒徑為0. 2 ii m 2 ii m的硼粉中的一種。
本發(fā)明的一種內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){的制備方法，其包括下列制備過程
第一步，采用機(jī)械粉碎的方式，對(duì)煉油廠所產(chǎn)生的石油焦進(jìn)行粉碎處理，獲得粒度 為10 ii m 100 ii m的第一級(jí)石油焦顆粒； 第二步，采用氣流粉碎的方式，將機(jī)械粉碎得到的石油焦顆粒進(jìn)行超細(xì)粉碎，獲得0. 5iim 5iim的第二級(jí)石油焦顆粒； 在本發(fā)明中，此步驟是為了更進(jìn)一步提高石油焦?jié){中石油焦顆粒的燃燒效率，所
以對(duì)機(jī)械粉碎后的石油焦顆粒再進(jìn)行氣流粉碎得到更細(xì)的石油焦顆粒。第三步，將第二級(jí)石油焦顆粒與柴油在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10
45min后，加入降粘劑和穩(wěn)定劑在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10 45min后，加入
功率恢復(fù)添加劑在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10 45min后，制得內(nèi)燃機(jī)用石油焦
漿； 100g的石油焦顆粒中加入100ml 250ml的柴油、0. 5ml 2. Oml的降粘齊U、
0. 5ml 2. Oml的穩(wěn)定劑和0. 05g 1. Og的添加劑。 所述的柴油可以是0號(hào)柴油、-10號(hào)柴油或者-20號(hào)柴油。 所述的降粘劑可以是鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-102，鈦酸酯偶聯(lián) 劑NDZ-lOl中的一種。在本發(fā)明中，為了能夠提高石油焦?jié){中石油焦顆粒用量(濃度)，降 低石油焦?jié){的粘度，在所制備的石油焦?jié){中添加一定量的降粘劑，能夠起到降低粘底的作 用，從而提高了對(duì)石油提煉過程中產(chǎn)生的石油焦的有效利用率。 所述的穩(wěn)定劑可以是氟表面活性劑JF-2100、氟表面活性劑JF-2400中的一種。在 本發(fā)明中，為了防止石油焦?jié){中石油焦顆粒過快的靜置沉淀下來，在石油焦?jié){中添加穩(wěn)定 劑，能夠減緩石油焦顆粒沉淀的速度，提高石油焦?jié){的穩(wěn)定性，從而提高了石油焦?jié){的保存 期。 所述的功率恢復(fù)添加劑可以是粒徑為0. 1 ii m 1 ii m的鋁粉、粒徑為0. 2 y m
2ym的硼粉中的一種。在本發(fā)明中，為了使制備的石油焦?jié){能夠適用于內(nèi)燃機(jī)，并且不影響
內(nèi)燃機(jī)的輸出功率，添加了功率恢復(fù)添加劑。 ^MMi石油焦質(zhì)量濃度為35^的石油焦?jié){ 第一步，采用機(jī)械粉碎(CF沖擊式粉碎機(jī)，浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司)的方式， 對(duì)煉油廠所產(chǎn)生的石油焦進(jìn)行粉碎處理，獲得粒度為10 ii m 30 ii m的第一級(jí)石油焦顆粒， 參見圖l所示； 第二步，采用氣流粉碎(JFC-5型氣流粉碎機(jī)，北京航空航天大學(xué)粉體技術(shù)研 究開發(fā)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)的方式，將機(jī)械粉碎得到的石油焦顆粒進(jìn)行超細(xì)粉碎，獲得 0. 5iim 4iim的第二級(jí)石油焦顆粒，參見圖2所示； 第三步，將第二級(jí)石油焦顆粒與柴油在攪拌速度1000r/min下攪拌20min后，加入 降粘劑和穩(wěn)定劑在攪拌速度1600r/min下攪拌10min后，加入功率恢復(fù)添加劑在攪拌速度 2000r/min下攪拌10min后，制得內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){； 100g的石油焦顆粒中加入221ml的0號(hào)柴油、0. 5ml的降粘劑NDZ-401、2ml的穩(wěn) 定劑JF-2100和0. 2g的功率恢復(fù)添加劑鋁粉。 采用NDJ-1轉(zhuǎn)子粘度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)測得實(shí)施例1制得的石油 焦質(zhì)量濃度為35%的石油焦?jié){的粘度為220mPa s。 靜置7天后無沉淀，靜置放置30天后，觀察實(shí)施例1制得的石油焦質(zhì)量濃度為 35 %的石油焦?jié){中有部分石油焦顆粒形成軟團(tuán)聚而沉淀，攪拌后可恢復(fù)使用。
實(shí)施例1制得的石油焦質(zhì)量濃度為35%的石油焦?jié){用于常柴牌R180柴油機(jī)(常 柴股份有限公司)中，能夠使柴油機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并且利用CW60型電渦流測功機(jī)(航空工業(yè)總公司南峰機(jī)械廠)在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下測得柴油機(jī)的輸出功率為6. lKw， 高于柴油機(jī)的標(biāo)定功率5. 9Kw，表明實(shí)施例l制得的石油焦?jié){可以替代0號(hào)柴油用于柴油機(jī) 中。 ^MMl石油焦質(zhì)量濃度為45X的石油焦?jié){ 第一步，采用機(jī)械粉碎(CF沖擊式粉碎機(jī)，浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司)的方式， 對(duì)煉油廠所產(chǎn)生的石油焦進(jìn)行粉碎處理，獲得粒度為10 ii m 50 ii m的第一級(jí)石油焦顆 粒； 第二步，采用氣流粉碎(JFC-5型氣流粉碎機(jī)，北京航空航天大學(xué)粉體技術(shù)研 究開發(fā)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)的方式，將機(jī)械粉碎得到的石油焦顆粒進(jìn)行超細(xì)粉碎，獲得 0. 5iim 5iim的第二級(jí)石油焦顆粒； 第三步，將第二級(jí)石油焦顆粒與柴油在攪拌速度800r/min下攪拌20min后，加入 降粘劑和穩(wěn)定劑在攪拌速度1600r/min下攪拌10min后，加入功率恢復(fù)添加劑在攪拌速度 2000r/min下攪拌20min后，制得內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){； 100g的石油焦顆粒中加入145ml的-20號(hào)柴油、lml的降粘劑NDZ_102、lml的穩(wěn) 定劑JF-2100和0. 4g的功率恢復(fù)添加劑硼粉。 采用NDJ-1轉(zhuǎn)子粘度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)測得實(shí)施例2制得的石油 焦質(zhì)量濃度為45%的石油焦?jié){的粘度為470mPa s。 靜置7天后無沉淀，靜置放置30天后，觀察實(shí)施例2制得的石油焦質(zhì)量濃度為
45 %的石油焦?jié){中有部分石油焦顆粒形成軟團(tuán)聚而沉淀，攪拌后可恢復(fù)使用。 實(shí)施例2制得的石油焦質(zhì)量濃度為45%的石油焦?jié){用于常柴牌R180柴油機(jī)(常
柴股份有限公司)中，能夠使柴油機(jī)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，并且利用CW60型電渦流測功機(jī)(航空工
業(yè)總公司南峰機(jī)械廠)在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下測得柴油機(jī)的輸出功率為
5. 86Kw，與柴油機(jī)的標(biāo)定功率59Kw相當(dāng)，表明實(shí)施例2制得的石油焦?jié){可以替代_20號(hào)柴
油用于柴油機(jī)中。 ^MMl石油焦質(zhì)量濃度為50X的石油焦?jié){ 第一步，采用機(jī)械粉碎(CF沖擊式粉碎機(jī)，浙江豐利粉碎設(shè)備有限公司)的方式， 對(duì)煉油廠所產(chǎn)生的石油焦進(jìn)行粉碎處理，獲得粒度為10 ii m 50 ii m的第一級(jí)石油焦顆 粒； 第二步，采用氣流粉碎(JFC-5型氣流粉碎機(jī)，北京航空航天大學(xué)粉體技術(shù)研 究開發(fā)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室)的方式，將機(jī)械粉碎得到的石油焦顆粒進(jìn)行超細(xì)粉碎，獲得 0. 5iim 3iim的第二級(jí)石油焦顆粒； 第三步，將第二級(jí)石油焦顆粒與柴油在攪拌速度1200r/min下攪拌20min后，加入 降粘劑和穩(wěn)定劑在攪拌速度1600r/min下攪拌10min后，加入功率恢復(fù)添加劑在攪拌速度 2000r/min下攪拌20min后，制得內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){； 100g的石油焦顆粒中加入120ml的-20號(hào)柴油、2. Oml的降粘劑NDZ_102、0. 5ml 的穩(wěn)定劑JF1100和0. 6g的功率恢復(fù)添加劑鋁粉。 采用NDJ-1轉(zhuǎn)子粘度計(jì)(上海精密科學(xué)儀器有限公司)測得實(shí)施例3制得的石油 焦質(zhì)量濃度為50%的石油焦?jié){的粘度為900mPa s。 靜置7天后無沉淀，靜置放置30天后，觀察實(shí)施例3制得的石油焦質(zhì)量濃度為
650 %的石油焦?jié){中有部分石油焦顆粒形成軟團(tuán)聚而沉淀，但攪拌后可恢復(fù)使用。 實(shí)施例3制得的石油焦質(zhì)量濃度為50%的石油焦?jié){用于常柴牌R180柴油機(jī)(常
柴股份有限公司)中，能夠使柴油機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并且利用CW60型電渦流測功機(jī)(航空工業(yè)總公
司南峰機(jī)械廠)在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下測得柴油機(jī)的輸出功率為5. 73Kw，與
柴油機(jī)的標(biāo)定功率5. 9Kw相當(dāng)，表明實(shí)施例2制得的石油焦?jié){可以替代-20號(hào)柴油用于柴
油機(jī)中。
權(quán)利要求
一種內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){，其特征在于該石油焦?jié){是在100g的粒徑為0.5～5μm的石油焦顆粒中加入100ml～250ml的柴油、0.5ml～2.0ml的降粘劑、0.5ml～2.0ml的穩(wěn)定劑和0.05g～1.0g的功率恢復(fù)添加劑組成；所述的柴油可以是0號(hào)柴油、-10號(hào)柴油或者-20號(hào)柴油；所述的降粘劑可以是鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-102，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-101中的一種；所述的穩(wěn)定劑可以是氟表面活性劑dF-2100、氟表面活性劑JF-2400中的一種；所述的功率恢復(fù)添加劑可以是粒徑為0.1μm～1μm的鋁粉、粒徑為0.2μm～2μm的硼粉中的一種。
2. 制備如權(quán)利要求1所述的一種內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){的方法，其特征在于包括有下列步驟第一步，采用機(jī)械粉碎的方式，對(duì)煉油廠所產(chǎn)生的石油焦進(jìn)行粉碎處理，獲得粒度為 10 ii m 100 ii m的第一級(jí)石油焦顆粒；第二步，采用氣流粉碎的方式，將機(jī)械粉碎得到的石油焦顆粒進(jìn)行超細(xì)粉碎，獲得 0. 5iim 5iim的第二級(jí)石油焦顆粒；第三步，將第二級(jí)石油焦顆粒與柴油在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10 45min 后，加入降粘劑和穩(wěn)定劑在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10 45min后，加入功率恢 復(fù)添加劑在攪拌速度500 3000r/min下攪拌10 45min后，制得內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){；用量100g的石油焦顆粒中加入100ml 250ml的柴油、0. 5ml 2. Oml的降粘劑、 0. 5ml 2. Oml的穩(wěn)定劑和0. 05g 1. Og的添加劑；所述的柴油可以是0號(hào)柴油、-10號(hào)柴油或者-20號(hào)柴油；所述的降粘劑可以是鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-401，鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ-102，鈦酸酯偶聯(lián)劑 NDZ-101中的一種；所述的穩(wěn)定劑可以是氟表面活性劑dF-2100、氟表面活性劑JF-2400中的一種； 所述的功率恢復(fù)添加劑可以是粒徑為0. 1 ii m 1 ii m的鋁粉、粒徑為0. 2 ii m 2 ii m的硼粉中的一種。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){的制備方法，其特征在于制得的石油焦 質(zhì)量濃度為35% 50%的石油焦?jié){的粘度為220mPa s 900mPa s。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){的制備方法，其特征在于制得的石油焦 漿靜置7天后無沉淀，靜置放置30天后有部分石油焦顆粒形成軟團(tuán)聚而沉淀，但攪拌后可 恢復(fù)使用。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){的制備方法，其特征在于制得的石油焦 質(zhì)量濃度為35% 50%的石油焦?jié){在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下測得柴油機(jī)的輸 出功率為6. 1Kw 5. 73Kw。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){及其制備的方法，該方法采用機(jī)械粉碎對(duì)石油焦進(jìn)行一次粉碎，獲得粒度為10μm～100μm的石油焦顆粒；然后采用氣流粉碎機(jī)對(duì)一次粉碎后的石油焦顆粒進(jìn)行二次粉碎，獲得0.5μm～5μm的超細(xì)石油焦顆粒；將得到的超細(xì)石油焦顆粒與柴油、降粘劑、穩(wěn)定劑和功率恢復(fù)添加劑經(jīng)攪拌均勻制得內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){。制得的石油焦?jié){具有良好的液態(tài)流動(dòng)性和穩(wěn)定性，靜置7天后無沉淀，靜置30天后具有少量軟團(tuán)聚顆粒，經(jīng)打散后可恢復(fù)。該內(nèi)燃機(jī)用石油焦?jié){在柴油機(jī)轉(zhuǎn)速為2600r/min的條件下測得柴油機(jī)的輸出功率為5.86KW～6.1KW。
文檔編號(hào)C10L1/20GK101709236SQ20091023799
公開日2010年5月19日 申請(qǐng)日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者孫志興, 李金芝, 沈志剛, 蔡楚江, 邢玉山, 麻樹林 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)