[發明專利]一種適用于柴油機的大豆油/甲醇/PODE混合燃料

在審

• 申請號: 201910109026.2
• 申請日: 2019-02-03
• 公開（公告）號: CN109897678A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 金超;張曦媛;劉海峰;龐鑫彤;王燁昊;劉章浩;陳新宇;孫天韻;柴津舵
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C10L1/02
• 分類號: C10L1/02;C10L1/14;C10L1/18;C10L1/182
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗英

本發明公開了一種適用于柴油機的大豆油/甲醇/PODE混合燃料，由以下體積分數的成分組成：甲醇30％～40％大豆油20％～35％聚甲氧基二甲醚(PODE)35％～40％。本發明提供的新型混合燃料，大豆油/甲醇/PODE具有良好的互溶性，所得混合燃料長期存放無分層。

技術領域

本發明涉及內燃機可再生替代能源領域，具體涉及一種適用于柴油機的新型混合燃料。

背景技術

隨著中國經濟的快速發展，燃料總需求越來越大。為了應對燃料短缺問題，全世界對尋找替代和清潔燃料資源的關注正在上升。替代燃料的主要條件是可持續的燃料供應生產。其中生物質通常被認為是所有植物和植物來源的材料，如油料作物、淀粉、糖和動物糞便等材料。這類材料目前被國際社會認可為地球上唯一的可再生資源。利用其合理開發新型燃料用于在必要時取代化石燃料，對于緩解中國石油燃料壓力，降低內燃機排氣污染，促進生物質能源的合理利用具有重要的意義。

植物油作為生物燃料的應用已被廣泛研究。通過某些方法提取的油具有與柴油燃料接近的同源物理特性，這使得它們有可能被用作生物燃料。幾種類型的植物油已經被用作潛在的替代燃料，如大豆、油菜籽、棉花和棕櫚油。其中大豆油是從大豆種子中提煉出來的植物油中最高產的一種。大豆油具有與其它植物油一樣的氧化穩定性和揮發性相對較低的優點。然而，大豆油的高粘度與密度成為其作為燃料應用的突出缺陷。因此，長期使用大豆油會導致發動機耐久性問題，如噴油嘴的結焦和燃料霧化不良以及較高NOx排放的活塞環的粘附。由于其高粘度的限制，大豆油作為柴油替代燃料的使用進展緩慢。

目前將大豆油作為燃料的主要方法是通過轉酯化處理制備生物柴油。這類研究主要是在不同的反應條件下，采用不同比例的油醇混合物進行轉酯化反應。比如Likozar B等人將大豆油與甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇和叔丁醇分別進行轉酯化反應制備了生物柴油，具體參見{Likozar B,Levec J.Transesterification of canola,palm,peanut,soybeanand sunflower oil with methanol,ethanol,isopropanol,butanol and tert-butanolto biodiesel:modelling of chemical equilibrium,reaction kinetics and masstransfer based on fatty acid composition.Appl Energy 2014；123:108–20.}(Likozar B,Levec J.通過酯交換反應制備菜籽油、棕櫚油、花生油、大豆油和向日葵油與甲醇、乙醇、異丙醇、丁醇和叔丁醇的生物柴油：建立基于脂肪酸組成的化學平衡、反應動力學和傳質模型。應用能源2014；123:108–20.)。但是在進行轉酯化反應的過程中會造成一定程度的能量損耗。

與此同時，Rakopoulos DC等人的研究表明，通過在生物柴油燃料體系中添加醇類，能夠顯著提高整個燃料體系的含氧量，從而減少柴油機燃燒過程中的煙氣排放，具體參見：{Rakopoulos DC,Rakopoulos CD,Giakoumis EG,Papagiannakis RG.EvaluatingOxygenated Fuel’s Influence on Combustion and Emissions in Diesel EnginesUsing a Two-Zone Combustion Model.Journal of Energy Engineering,2018,144(4):04018046-.}(Rakopoulos DC,Rakopoulos CD,Giakoumis EG,Papagiannakis RG.用雙區燃燒模型評價含氧燃料對柴油機燃燒和排放的影響。能源工程雜志,2018,144(4):04018046-.)但上述改善燃料體系含氧量的研究依舊是基于生物柴油燃料體系。而在生物柴油原料油含氧量改善方面的研究并未進行。