一种采用醛‑胺缩合反应热制备的醇基燃料油及其制备方法

摘要

本发明涉及燃料油技术领域，尤其是一种采用醛‑胺缩合反应热制备的醇基燃料油及其制备方法，通过利用醛和胺发生缩合反应所释放出来的反应热对煤焦油进行改性处理，制备醇基燃料，使得醇基燃料制备成本降低，而且在低温的冬季也能够实现生产，并且使得醇基燃料油的燃烧效果得到明显的改善，使得醇基燃料含有醛‑胺缩合反应的缩合物，有效防止了金属设备的腐蚀，延长了燃烧炉的使用寿命；而且缩合物能够促进燃料油在燃烧炉内停留较长的时间，提高燃烧效果。

说明书

技术领域

本发明涉及燃料油技术领域，尤其是一种采用醛-胺缩合反应热制备的醇基燃料油及其制备方法。

背景技术

醇基燃料是在原料油中加入醇或其衍生物，使得燃料在燃烧过程中的燃烧充分，降低碳颗粒物的排放，降低环境污染；而且，醇基燃料也是当前大量推广的一种新型替代能源，其能够在一定程度上缓解石油紧缺。

也正是如此，现有技术中对于醇基燃料的研究技术较多，但醇基燃料的研究，经历多种改性和完善，主要体现在：前期是在原料油中直接加入含醇物质或者醇物质，以达到改善燃油性能；但是由于醇和醇物质的加入，其并不能很好的与原料油相互融合，导致燃烧时候的品质和性能较差，甚至还会影响燃油的动力性能以及造成燃烧嘴的腐蚀等现象，基于此，醇基燃料又进一步的发展了，其通过加入一些调节剂或者抗腐蚀剂，使得上述的缺陷得到解决；但是，对于醇基燃料依然还是停留在简单的物理共混，导致醇基燃料的性能依然不理想，尤其是获得醇基燃料的运动粘度和含醇量出现了矛盾现象，即就是：醇含量过高，严重影响醇基燃油的运动粘度，造成运动粘度性能较差，极大程度的影响了醇基燃料的品质。

随着醇基燃料的问题不断的凸显，使得对于醇基燃料的制备，不再是停留在了物理共混的层面，而是进入了化学-物理相结合的层面，使得醇基燃油的品质得到了较大突破；但通过检索，并未发现有利用醛胺缩合反应热来改性煤焦油制备醇基燃料油的文献报道。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种采用醛-胺缩合反应热制备的醇基燃料油及其制备方法。

具体是通过以下技术方案得以实现的：

本发明创造利用醛和胺发生缩合反应所释放出来的反应热对煤焦油进行改性处理，制备醇基燃料，使得醇基燃料制备成本降低，而且在低温的冬季也能够实现生产，并且使得醇基燃料油的燃烧效果得到明显的改善，使得醇基燃料含有醛-胺缩合反应的缩合物，有效防止了金属设备的腐蚀，延长了燃烧炉的使用寿命；而且缩合物能够促进燃料油在燃烧炉内停留较长的时间，提高燃烧效果。

具体在制备过程中，其原料成分以重量份计为：原料油100-645份、醇200-600份、多聚甲醛100-230份、胺50-70份、氢氧化钠5-10份。

优选，原料成分以重量份计为原料油350份、醇400份、多聚甲醛160份、胺60份、氢氧化钠8份。

优选，所述的原料油为煤焦油或将煤焦油粗加工制得的洗油、蒽油、酚油、轻油中的一种或者几种或对废物回收得到轮胎油、润滑油、页岩油重组分油中的一种。

优选，所述的醇为甲醇和/或乙醇。

优选，所述的甲醇，纯度以质量百分含量计为95～99.9％的工业甲醇；所述的乙醇，纯度以质量百分含量计为95％以上的生物乙醇或煤化工产的含有高碳醇的乙醇。

优选，所述的胺为乙二胺，二乙烯三胺、多乙烯多胺、三乙烯四胺、苯胺、环己胺或二乙基苯胺中的一种或者几种的混合。

优选，所述的多聚甲醛采用甲醛代替。

优选，所述的多聚甲醛，其含水率≤5％。

本发明创造的醇基燃料油的制备方法，优选：包括以下步骤：

(1)将原料油、多聚甲醛、醇、氢氧化钠混合制备成溶液，并将该溶液泵入带有搅拌装置的反应釜中，开启搅拌机，搅拌20min；

(2)将胺液放入反应釜顶部的计量罐中，并逐渐滴入反应釜中，控制反应釜中的温度≤40℃，待胺液加完后，继续搅拌20min，并趁热过滤，进入储存罐，即得采用醛-胺缩合反应热制备的醇基燃料油。

通过将原料油、醛、醇、氢氧化钠混合成混合液，使得醇、醛在氢氧化钠的作用下，发生分散混合均匀，再在胺加入后，醛胺发生缩合反应，释放大量的反应热，这些反应热被原料油吸收利用，改善了原料油的性能，同时生成的缩合物融合在原料油中，形成醇基燃料油，有效的使得燃料油的运动粘度等性能得到优化，避免了燃料油对金属设备的腐蚀，降低了燃烧后的碳烟排放量，改善了原料油的品质。

本发明创造通过上述的处理方式，使得缩合反应形成的缩合物在原料油中发生缠绕式的互溶，避免了醇基燃料油在储存过程中的相分离现象，同时，在温度较低的环境下，也不会使得原料油的运动粘度增大，有效的改善了燃料油的品质。

该燃料在炉内燃烧的更加完全，碳颗粒物排放量大幅度的减少，用黑度计对排放烟气测定结果比只用煤焦油碳颗物减少90％，有利于延长电厂锅炉的脱硫脱硝催化剂床的寿命。

本发明创造最大的优点是：其原料组成具有缓蚀作用，可延长用能设备寿命；并且能够大幅度将废油利用起来，降低醇基燃料的成本，而且对利用的废油性能指标的改性程度较优，有效的降低了碳烟颗粒的排放量。

本发明创造获得的醇基燃料的指标性能为：20℃下，运动粘度在2.0～8.0m㎡╱s之间。醇的质量百分含量20～60％，多聚甲醛10～23％，乙二胺5～7％，煤焦油64.5～10％，氢氧化钠0.5～1％。

具体实施方式

下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。

对于以下实施例中，采用的原料成分，具体在应用过程是：

在某些实施例中，所述的原料油为煤焦油或将煤焦油粗加工制得的洗油、蒽油、酚油、轻油中的一种或者几种或对废物回收得到轮胎油、润滑油、页岩油重组分油中的一种。

在某些实施例中，所述的醇为甲醇和/或乙醇。

在某些实施例中，所述的甲醇，纯度以质量百分含量计为95～99.9％的工业甲醇；所述的乙醇，纯度以质量百分含量计为95％以上的生物乙醇或煤化工产的含有高碳醇的乙醇。

在某些实施例中，所述的胺为乙二胺，二乙烯三胺、多乙烯多胺、三乙烯四胺、苯胺、环己胺或二乙基苯胺中的一种或者几种的混合。

在某些实施例中，所述的多聚甲醛采用甲醛代替。

在某些实施例中，所述的多聚甲醛，其含水率≤5％。

实施例1

一种采用醛-胺缩合反应热制备的醇基燃料油，原料成分以重量计为：原料油100kg、醇200kg、多聚甲醛100kg、胺50kg、氢氧化钠5kg。

制备方法，优选：包括以下步骤：

(1)将原料油、多聚甲醛、醇、氢氧化钠混合制备成溶液，并将该溶液泵入带有搅拌装置的反应釜中，开启搅拌机，搅拌20min；

(2)将胺液放入反应釜顶部的计量罐中，并逐渐滴入反应釜中，控制反应釜中的温度≤40℃，待胺液加完后，继续搅拌20min，并趁热过滤，进入储存罐，即得采用醛-胺缩合反应热制备的醇基燃料油。

实施例2

在实施例1的基础上，其他均同实施例1.一种采用醛-胺缩合反应热制备的醇基燃料油，原料成分以重量计为：原料油645kg、醇600kg、多聚甲醛230kg、胺70kg、氢氧化钠10kg。

实施例3

在实施例1的基础上，其他均同实施例1.一种采用醛-胺缩合反应热制备的醇基燃料油，原料成分以重量计为：原料油350kg、醇400kg、多聚甲醛160kg、胺60kg、氢氧化钠8kg。

实施例4

在实施例1的基础上，其他均同实施例1.一种采用醛-胺缩合反应热制备的醇基燃料油，原料成分以重量计为：原料油320kg、醇360kg、多聚甲醛210kg、胺55kg、氢氧化钠5kg。

实施例5

采用醛╱胺缩合反应热制备煤焦油醇基燃料，该燃料的原料成分，以重量份计为原料油645kg，醛、醇和氢氧化钠的共305kg，乙二胺50kg。所述原料为煤焦油。所述醛╱醇溶解液中的醛为固体粉为多聚，甲醛100kg，醇为工业甲醇200kg，氢氧化钠5kg。所述乙二胺为工业级含量大于96％。

制备方法是：按配比取原料份，将原料油、醛╱醇溶解液泵入反应釜中搅拌2min后，将胺加入反应釜后并开启釜顶回流冷凝器。开启冷水阀进口，当釜内温度接近40℃时开启反应釜夹套通入冷却水维持釜液温度不大于40℃。再继续搅拌30min后，待釜液温度降至30℃时经过滤器流入中间罐，采样检测粘度和凝固点，合格后泵入储罐中即得醛╱胺缩合反应热制备的煤焦油醇基燃料。

检测结果：20℃下燃料的运动粘度7.56㎜²╱s，凝固点低于-15℃，醇含量19.1％。

实施例6

采用醛╱胺缩合反应热制备煤焦油醇基燃料，该燃料的原料成分，以重量份计为原料油100kg，醇600kg、含水15％的三道浓缩甲醛258kg(折合纯甲醇220kg)、氢氧化钠10kg、多乙烯多胺70kg。所述的原料油为煤焦油加工的洗油。所述三道浓缩甲醛含水量14.9％，含醛量85.1％。三道浓缩甲醛是指将甲醛进行三次浓缩处理，使得最终获得的浓缩甲醛的含水率约为15％。所述醇为乙醇，乙醇是质量百分含量95％的生物质乙醇。所述的多乙烯多胺是质量百分含量为96％的工业品。

制备方法是：按配比将原料油和醛╱醇溶解液泵入反应釜中，搅拌20min将多乙烯多胺加入反应釜并开启釜顶回流凝器冷水进口阀，当釜内温度接近40℃时，开启反应釜夹套通入冷却水维持釜温度不高于40℃，再搅拌30min后，待釜液温度降至30℃时经过滤器流入中间罐，采样检验粘度和凝固点，合格后泵入储罐中即得采用醛╱胺缩合反应热制备的煤焦油醇基燃料。

检验结果：20℃下该燃料的运动粘度4.66㎜╱s，凝固点低于－30℃，乙醇含量百分含量57.5％。