醇醚柴油技术转移发信息

常温常压生产农用醇醚柴油燃料技术转让简介一、技术概况农用醇醍柴油燃料，是以甲醇混合醇、醍类、酯类等含氧物质与柴油、添加剂按一定的比例调合而成的低碳清洁燃料。中国柴油运输车辆，承担了75%以上的陆路运输量，是影响空气质量的机动车排放物的主要来源。而甲醇汽油、醇醍柴油价格远低于汽油、柴油，氮氧化物NOx（雾霾元凶）生成较少，一般不会产生颗粒物，客观上做到了排放治理、节约能源和用户利益相一致。使用农用醇醍柴油作为重型农用车燃料，从源头上推动低碳清洁燃料的应用，实现排放治理，有效地降低了氮氧化物和细微颗粒物的排放物，还可以有效地降低用户运营的燃料成本，符合用户的利益。在农用车、尤其是重型柴油车、机动船等使用农用醇醍柴油作为燃料，对于节能减排意义重大，同时对经营者、用油户同样具有较好的经济效益。国家能源局已于2013年11月28日正式发布《农用醇醍柴油燃料》能源行业标准，2014年4月1日实施。该醇醍柴油项目主要应用于农业机械。目前我国农业柴油的消费量近6000万吨/年，而且与农用柴油质量要求类似的船舶用油，推土机、挖掘机等重型机械用油消费量更大，因此未来应用前景十分广阔。相关农业部门也正在考虑出台相应配套政策，积极推广醇醍柴油的应用。醇醍柴油的研发在技术上是一个重大突破，但在应用推广上则刚刚开始起步，机遇总是留给先前的人，因为《农用醇醍柴油燃料》标准的正式颁布，在农用柴油机、车、船上使用醇醍柴油不但合法，而且国家极力鼓励并给予很多优惠政策。醇醍柴油的主要原料是以甲醇混合醇、醍类、酯类化合物与天然柴油调合而成，再加入少量原创核心技术的多功能改性创新添加剂，使其产品质量达到国家能源局的《农用醇醍柴油燃料》标准，根据目前互联网上商家公布的原料价格，农用醇醍柴油的成本比目前国内市场国六柴油的售价降低1000元/吨以上，效益十分可观，具有较大的利润空间，无论是经营者或用油户都有利可图，是一个人人受益，同时具有经济效益、社会效益、环境效益的既创新又实用的新能源项目。农用醇醍柴油中既含有醇基，又含有醍基、酯基，这些氧基、烷氧基化合物本身比碳氢化合物的石化柴油燃烧完全不冒黑烟,尤其是多效添加剂中的催化燃烧剂，促进柴油充分燃烧，并具有石化柴油同等的稳定性，从根本上解决了醇油的储存和使用中闪点低、易挥发、易分层等诸多使用上的难题，因此，醇醍柴油无论在技术层面上，或性能上并不是目前市场宣传的甲醇柴油，请不要等同，农用醇醍柴油燃料能达到国家能源局标准，而甲醇柴油则达不到该标准。二、技术机理醇醚柴油的节能、环保机理：1.1节能机理：醇醚酯类柴油作为燃料，在节能方面目前公认的机理为微爆理论。1.1.1微爆作用，由于多碳醇的沸点低于燃油沸点(130°C以上)，当油表面燃烧时，内部醇醚酯类受热并汽化，体积急剧膨胀，产生的巨大压力使油滴爆破，油滴进一步微粒化，形成“二次雾化”，油和空气的接触面积大幅度增加，提高了燃烧效率,达到节能的效果；1.1.2加速燃烧反应，多碳醇在汽化过程中，分子中的OH基团活性大大增强，一氧化碳尽可能完全燃烧，相当于“水煤气反应”，从而加速燃油裂解所形成焦炭的燃烧，抑制了烟尘的生成。高温、富氧、高温持续时间是NOx生成的决定性因素。混合燃料的喷雾特性和燃料特性的双重作用使得雾化质量改善，混合气分布较均匀，局部高温区减少，同时多碳醇的加入提高了燃烧速度，缩短了高温持续时间，使得NOx降低。混合燃料单位体积热值降低也使得燃烧反应温度降低，NOx排放降低。1.2环保机理：一般柴油机中产生碳氢化合物的主要原因是混合不均匀，及燃烧不良所致，一氧化碳是一种不完全燃烧产物，生成柴油机碳烟，概括地说是由烃类燃料在高温缺氧条件下裂解生成的。醇醚酯类柴油能发生“二次雾化”，其雾化质量是任何柴油机喷嘴都难以达到的，它使柴油分子与高温空气的混合更均匀，燃烧环境的改善能显著减少烟尘排放。氮氧化合物是柴油机的主要污染物，其生成过程在温度大于1600C的条件下，进一步氧化生成。可见温度、氧浓度在生成过程中起着重要作用，一般认为，当温度高于1600C时，氮氧化合物的生成才比较明显。与纯柴油相比，醇醚酯类柴油能更充分的燃烧，使得烟气中未反应的氧气大大降低，也减少了氮氧化合物的生成机会。这主要是因为醇醚酯类柴油沸点和粘度较低，改善了燃油的喷射雾化性能，提高了油气混合的均匀性。醇醚酯类柴油汽化潜热较高，使得预混比例增加，随着醇醚酯类在柴油含量的增加，混合燃料中含氧量增加，燃烧更加充分。2、 醇醚柴油中添加催化燃烧剂的作用机理：催化着火原理：能够在低温分解、释放热量并产生活性自由基。在低温条件下分解产生的自由基能有效缩短着火延迟，提前最大放热率的位置，改善燃料着火能力，拓展低负荷范围。化学作用机理是在低温下(600-670K)条件下分解生成氧基自由基((CH3)3CO),(CH3)3CO 进一步发生B断裂生成活性甲基自由基(CH3),然后，CH3与O2反应生成羟基自由基(OH),生成的活性羟基自由基快速进攻燃油分子，夺取烃基上的氢原子生成烷基自由基，进而引发低温链式反应。其化学反应过程如下：(CH3)3COOC(CH3)3一(CH3)3CO・+(CH3)3CO・，(CH3)3CO・一CH3・+(CH3)2CO,CH3・+O2+M一CH3O2・+M,CH3O2・+CH3O2・一O2+CH3O・+CH3O・，O2+CH3O*一CH2O・+HO2・，CH3O2・+HO2・一CH3O・+OH・+O2。燃烧剂自燃温度低、扩散及燃烧速度快、蒸发雾化性能好，能够改善柴油的雾化及与空气的混合，同时缩短柴油机的滞燃期，提前混合燃料的起燃时间，减少混合气不均匀区域，从而改善尾气排放。作为醇醚柴油添加剂使用时，因其较醇醚柴油易于自燃等原因，在过高混合比例下容易导致爆震并影响发动机动力输出。因此，添加比例应控制在较低范围。柴油机的燃油经济性、排烟、有害物排放都与燃油在燃烧室内的燃烧情况密切相关。柴油的扩散燃烧是造成燃烧不完全的主要原因。催化燃烧剂能促使醇醚柴油迅速、完全地燃烧，减少燃烧室内积炭和顶部活塞环的结焦。这类化合物可降低柴油的着火温度、促进碳粒氧化、提高燃烧速度，促使柴油完全燃烧。这些有机化合物在燃烧室内能产生更多的自由基，从而缩短燃油的滞燃期，促进柴油完全燃烧。另外醇醚酯类含氧，在促进燃油燃烧时的作用较为明显，目前国内外许多研究人员都开展了对含氧添加剂的研究。在低温条件下分解，释放出的热量促进了燃料的雾化和蒸发，加快了燃油混合气的形成，使醇醚柴油分解产生的活性甲基自由基(ch3)和羟基自由基(OH)能够引发烃类燃料的低温链式反应，导致燃料提前着火，作用如下:2.1克服汽车冷点火和自发火困难:解决这一问题的方法是在燃料中添加了具有催化燃烧功能的燃烧剂。具有爆燃作用的双基物分子中具有弱的-O-O-键，而有引爆作用的高能物分子中存在弱的RO-NO2键，二者分解速率相似，较低温度下均可分解产生具有催化燃烧的活性自由基，使燃料催化燃烧反应在较低温度下引发，进而改善发动机着火性能，其反应机理如下。烃基的分解与氧化机制其链引发反应有：、RH...R+M=R+OH+M、O2+M=O+O+M、RH+O2=R+HO2由于反应③的速率比其它两个反应高出5个量级以上，因而是主要的链引发反应，其链传递反应主要有： RH+HO2=R+H2O2R...H+O2=RO+HO2RO+HO2=RCO+H2O2RCO+O2=CO+HO2因此，烃基在800-900K温度范围内的热点火是由链反应动力学支配，在毫秒级延迟期内进行着具有化学反馈的自催化反应，其反应路线是：RH一ROH一RHO一HCO一CO计算结果也表明CH2O、H2O2、CO是点火延迟期内反应的主要产物。爆燃物和引爆物的热分解特性与烃有很明显的区别，在500K时便开始分解，750K时的半衰期仅有13〃s，烃中加入微量的爆燃和引爆成分，与空气混合物便可自发点火。因此爆燃匹配引爆物的热效应是对烃基点火过程的一种明显的贡献，以爆燃为例，其分解反应式为:(R)COOC(R)3一2(R)2CO+2CH3甲基与烃的反应：RH+CH3=ROH+CH4爆燃之速率远远大于烃氧化的链引发反应。因此能使链反应在明显低的温度下进行而大大降低冷点火和自发火的温度。2.2提高烃燃速和动力，具有节能功效：催化剂中，爆燃物和引爆物成分其分子结构由R、NO2两个功能团组成，化学反应活性高，在烃催化燃烧过程中易产生自由基，促进连锁反应，提高烃催化燃烧反应速度和火焰传播速度，增加每一循环燃烧过程中的发热量，使烃催化燃烧的化学能释放得更完全、彻底，从而显示很好的节能效果。燃烧剂在低温下可分解生成能起催化燃烧反应的甲基自由基和羟基自由基，并同时释放出热量，因此加速烃催化燃烧干净，能缩短燃烧时间，提高燃烧效率。使得本剂只在不足微秒的时间内便分解、氧化完毕。这种双向高效催化烃燃烧技术，可使发动机油耗降低，功率和动力性及扭矩得到提高。降低烃燃烧废气，有利保护环境：醇醚柴油中加入催化燃烧剂后，汽缸内某些燃烧点的温度能达到NOx的分解温度1000°C以上，因此，NO2和NO都存在转化为无害的H2O、CO2、N2和O2的条件，燃烧废气排放的有害成分NOx总趋势是减少的。由于爆燃和引爆成分的高热量和强氧化性特征，HC和CO的排放也减少。另外在醇醚柴油催化燃烧中，有着帮助燃料氧化燃烧的作用，这种氧化助燃的功能，进一步促进催化HC和CO在燃气的高温下充分燃烧，从而降低其排放。减少烃中极性氧化物对金属腐蚀和橡胶溶胀：活性剂能有效的降低燃料的表面张力，增强烃的表面活性，改善燃料的分散性，使燃料雾化更充分，进一步促进催化燃烧提高燃烧速率和燃烧效率。在实现提高引擎动力和节约燃料的同时，还可在极低的浓度下有效的抑制金属腐蚀和橡胶溶胀。这是因为活性剂具有两性基因，通过亲醇极性基团和亲油非极性基团的协同作用，对金属和固体橡胶表面能产生很强的吸咐作用，形成一层牢固的保护膜。吸咐时，极性端在金属和橡胶表面吸附，非极性端向外，与燃料相连接，这样就阻止了燃料的侵入，能有效的减少金属腐蚀和橡胶溶胀。改善燃烧室积炭，对发动机起到清洁作用：清洁剂为含极性基团和非极性基团的双性化合物，其非极性基团（如烯基团等）优先吸附在金属或离子表面，防止了粒子的集聚沉积或在金属表面粘附，清洁剂主要起清净作用，而分散剂烃基还有屏蔽作用，使细小粒子吸附其中进入燃烧室与烃一同燃烧。清洁剂能将已吸附在部件表面的积炭洗涤下来，分散和悬浮在燃料中，并通过过滤器除去，从而使发动机活塞及其它零部件的金属表面保持清洁。增强烃的润滑性，减少发动机磨损：减摩剂组分中的活性成分具有高度的润滑分散和节能减摩作用。同时高温燃烧时充分完全，不易产生积炭。这种特性能有效的减少和克服烃自身缺乏润滑性产生对燃烧室的磨擦、磨损，尤其是有助于减少排气阀的磨损，提高气缸的密封性。同时又可避免目前普遍使用的润滑剂高温燃烧时产生积炭的问题。无灰催化燃烧，燃烧后清洁干净无残留：催化燃烧剂是属于不含有任何硼类硬金属化合物及造成危害发动机的硫、磷、氯等非金属化合物，燃烧后无残留，是一种绿色环保新型的催化燃烧改性复合剂，在极大的起到催化燃烧的同时，又能产生节能减排的积极效果。以