[發明專利]一種燃油用消煙節能添加劑、制備方法及其使用方法

在審

• 申請號: 201310221736.7
• 申請日: 2013-06-05
• 公開（公告）號: CN104212500A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 張光晉;趙輝;高永建;陳永
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所;開封大學
• 主分類號: C10L1/12
• 分類號: C10L1/12;C10L1/30;C10L1/236;C10L1/222;C10L1/16;C10L10/02;C10L10/04
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明涉及一種燃油用消煙節能添加劑、制備方法及其使用方法。所述燃油用消煙節能添加劑中添加有1～20%的油溶性無機納米粒子，所述油溶性無機納米粒子不是油溶性納米稀土粒子。將本發明提供的燃油用消煙節能添加劑以質量比1:100～1:10000的比例添加到燃油中，混合均勻即可使發動機和燃油鍋爐的碳煙排放降低38%以上，節油達5～22%。

技術領域

本發明涉及一種燃油用消煙節能添加劑，具體地，本發明涉及一種用于柴油、燃料油的助燃、節能降排的添加劑。

背景技術

當前，人類面對著越來越嚴重的能源危機和環境危機，使得對節能減排以及綠色經濟等領域的研究越來越迫切，節約能源和環境治理成為一項長期戰略任務。近年來，隨著能源危機和石油消耗量的不斷增加，優質燃料油的成本與價格迅速上漲，近期國際原油期貨市場的油價再次接近90美元/桶的大關，并呈現繼續上漲的趨勢，并可能再次沖擊到100美元的關口。因此人們希望逐漸用重質燃料油取代優質燃料油。這使得各種燃料油都向重質化方向發展，以期提高石油煉制過程中的本餾程產率，達到增產柴油的目的。

而對于通常燃用重油，殘渣油或殘渣油與柴油的混合油的低速船用或軍用艦用柴油機而言，可以明顯降低使用費用。但是這也帶來了一系列的問題，由于柴油的重質化，普遍存在燃燒不完全、冒黑煙、爐膛結焦等問題，不僅造成了較嚴重的環境污染，而且對軍用艦艇的隱蔽性和作戰半徑也十分不利，縮短了艦艇動力裝置的使用壽命。在國家大力倡導低炭經濟的今天，顯而易見，以石油為能源的內燃機正面臨著來自于節源能源和保護生態環境而對其排放日益苛刻的雙重巨大壓力。

為了改善燃料品質以及提高燃燒效率，降低有害物排放進而提高燃料利用率，除依靠提高石油加工水平外，另外一條重要的途徑就是添加可以改變燃料的某些物理化學性質、使燃料油燃燒更充分、利于環境保護的節能降污添加劑，這是國內外研究的一個重要課題，由于這一方法無需另外增加裝置或改變發動機或鍋爐的結構，因而被認為是簡便、經濟、切實可行的有效措施。

美國曾在20世紀40、50年代研究用金屬鈹等物質作為航空燃料的高性能添加劑。雖能節油20%左右，但鈹對環境有污染，且在燃料中的分散穩定性不好，因此該項目未得到推廣應用（US5693106）。1973年和1977年美國空軍和海軍分別提出了旨在降低發動機尾氣污染物排放的研究計劃。日本、俄羅斯等國也先后開始了這方面的研究。

節約能源、降低污染的方法多種，但國內外一直將研制使燃料油燃燒更充分、利于環境的添加劑作為努力的方向，這一途徑簡便、經濟、切實可行。目前世界各國都在研究新型節能消煙添加劑，由于種類成分不同，功能和效果也不盡相同，但總的目標都是促進燃料完全燃燒。

根據組成成分，節能消煙添加劑分為兩類，一類是含金屬的有灰型助燃劑，一類是含純有機物的無灰型助燃劑。有灰型助燃劑主要有堿金屬鹽（無機鹽、有機鹽）、堿土金屬鹽（無機鹽、有機鹽）及氧化物、過渡金屬鹽及氧化物、稀土金屬鹽及氧化物、貴金屬及其有機配合物等幾類。目前研究報道的最有效的助燃劑是含鋇和鈣的鹽類。以金屬濃度計，燃料中加入的節能消煙添加劑的量為0.007mol/L，空氣余氣系數a=1.8時，可減少碳煙60～80%。

納米材料因其獨特的效應，在各領域具有廣闊的應用前景，將納米材料應用于燃料油中的研究工作已受到國內外的關注。如ACC美國超級油品公司研制的ACC-OF燃油助燃添加劑、英國Oxonica公司開發的Envirox柴油添加劑，國內的含Si納米粒子燃油添加劑、柴油節能降污添加劑、重油節能降污添加劑等，但是效果顯著并成功應用的不多（US20030029077）。

CN102108312A公開了一種新型高效燃油節能降排添加劑，主要由油溶性納米稀土10～15%、脂肪酸鐵5～20%、環烷酸鎂10～30%、環烷酸鈷5～10%、聚異丁烯丁二酰亞胺5～8%和其余量為烷基苯組成。可使發動機和燃油鍋爐的碳煙排放降低38%以上，節油達5～20%。但該發明提供的高效燃油節能降排添加劑對于燃油的消煙和節能效果可以進一步提高。