[发明专利]一种高清洁液体燃料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种液体燃料，特别涉及一种高清洁液体燃料及其制备方法。

背景技术

燃料按形态可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。液体燃料具有性质稳定、容易燃烧、热值高、便于运输与储存、灰份含量及污染物排放量低等特点，主要包括原油和石油制品、轻柴油、重油、汽油、煤油、煤焦油、页岩油、合成油品、煤液化油、醇类燃料及其他液体燃料。目前，矿石燃料仍处于主导地位，但大量的开采导致煤、石油和天然气等矿石燃料资源日益枯竭，甚至不能维持几十年。随着世界经济社会的快速发展，对能源的需求也不断增长，能源问题越来越受到各方面关注。近些年，能源价格飙升、温室效应加剧、能源供需形势不断恶化，使能源短缺和环境问题成为全球能源问题的主题。

鉴于此，国内外都在积极开发新型的液体燃料，如燃料乙醇、生物柴油、醇基燃料、二甲醚液体燃料等。其中，燃料乙醇和生物柴油的发展速度较快，已在世界各国得到不用程度的应用，然而这两种产品仍存在着许多瓶颈技术需要解决，尚不能大规模推广使用；醇基燃料是以甲醇为主，混合有乙醇、丙醇等多元醇和烷烃的液体燃料，其虽抗爆性好、热效率高、清洁、环保，但能量密度低，热值仅在20-26MJ/kg；二甲醚液体燃料的十六烷值高、含碳元素少、清洁、用途广泛，然而其以天然气为原料，存在不可再生等缺陷。

针对化石资源的日益枯竭和可再生能源开发技术的相对落后，开发成本低、性能优良的新型液体燃料对人类发展具有重要的意义。本发明将一元醇和环氧化物进行聚合反应生成，开发出一种新型高清洁液体燃料——低聚亚烷基二醇，其具有高清洁，低毒，可生物降解等特性，可用于汽油、柴油、航煤、其它燃料等领域，替代现有的石油液体燃料、生物液体燃料及其它燃料。

发明内容

本发明的首要目的是针对上述现有技术存在的问题提供一种低毒、燃烧清洁、可生物降解、储存运输方便的液体燃料及其制备方法，本发明的液体燃料氧化安定性好，闪点高，应用范围广泛。

为了达到上述目的，本发明一方面提供一种高清洁液体燃料，其成分包括结构式为Ⅰ的低聚物，

其中，R₁为C₁-C₈烷基，R₂为-H、-CH₃或-CH₂CH₃，n为1-8。

特别是，所述C₁-C₈烷基为直链烷基或支链烷基，所述式Ⅰ低聚物的相对分子量范围为50-500。

其中，所述液体燃料用作汽油或汽油组份，其成分包括碳原子数为4-7的式Ⅰ低聚物。

特别是，所述碳原子数为4-7的式Ⅰ低聚物的相对分子量范围为50-150。

其中，所述液体燃料用作航空煤油或航空煤油组份，其成分包括碳原子数为8-11的式I低聚物。

特别是，所述碳原子数为8-11的式Ⅰ低聚物的相对分子量范围为150-240。

其中，所述液体燃料用作柴油或柴油组份，其成分包括碳原子数为12-17的式I低聚物。

特别是，所述碳原子数为12-17的式Ⅰ低聚物的相对分子量范围为240-500。

本发明另一方面提供一种制备上述高清洁液体燃料的方法，将一元醇与环氧化物进行加聚反应制得所述式Ⅰ低聚物。

其中，所述一元醇的碳原子数为1-8，所述环氧化物选自环氧乙烷、环氧丙烷或环氧丁烷，所述一元醇与环氧化物的摩尔比为1：1-10。

特别是，所述一元醇优选为甲醇、乙醇、正丙醇中的一种或多种。

尤其是，所述一元醇可以是单一的一元醇，也可以是多种一元醇的混合物，优选为多种一元醇的混合物，进一步优选为甲醇、乙醇、正丙醇的混合物，其中甲醇、乙醇、正丙醇的体积比为6：3：1。

其中，所述加聚反应在杂多酸盐的催化作用下进行，所述杂多酸盐选自磷钼杂多酸盐、磷钨杂多酸盐、硅钨杂多酸盐、钼钨杂多酸盐中的一种或多种。

特别是，所述杂多酸盐的重量与所述一元醇和环氧化物总重量的配比为0.1-1：100。

尤其是，所述加聚反应的温度为60-120℃，优选为80℃；绝对压力为0.2-0.8MPa，优选为0.4MPa；反应时间为2-10h，优选为6h。

本发明具有以下优点：

1、本发明开发出一种全新的高清洁液体燃料，其制备工艺简单、操作方便、所采用的原料廉价易得，易于实现产业化生产及推广；