一种新型清洁燃料调配添加剂及制备方法与流程

本发明属于生物甲酯调和燃料添加剂生产，具体的，涉及一种新型清洁燃料调配添加剂及制备方法。

背景技术：

1、经济的高速发展和快速工业化推动了化石燃料消费的持续性增长。目前，世界能源供应最主要是原油、煤炭和天然气。然而，有限的化石能源储量促使人们考虑使用可再生代替能源。生物甲酯调和燃料因具有优越的环保性能、可再生性及使用安全受到了广泛关注，

2、我国生物甲酯调和燃料研究起步晚，但发展速度飞快。目前，中国已颁布了gb25199-2017《b5柴油》强制性国家标准，对b5调合燃料及生物柴油（bd100）的产品指标都做了详细的规定。

3、作为新型清洁燃料的生物甲酯调和燃料是以烷烃碳链化合物为原料并调合以地沟油、潲水油、棕榈油等脂化反应后的脂肪酸甲酯，同时配比少量调节燃料各项指标的专用添加剂配方生产的一种不含有毒、有害物质的液体燃料；生物甲酯调和燃料是一种新型清洁能源，在使用时硫化物排放极低，co和颗粒物含量分别为普通石化柴油的10%和20%，其具有优良的环保性，并且稳定性好，能满足排放标准，不含有污染环境的芳香族烷烃，而且其闪点大于60摄氏度，不是危化品，安全性能优于醇基燃料、液化气等传统能源；并且其使用成本比传统能源醇基燃料、液化气等节约10%—40%；是传统厨房燃料的超优替代物，既能杜绝厨房燃料安全事故的发生，又能为餐厅用户节约成本，还能节能减排，也是城市能源厨房燃料的民生保供产品，是值得大力推广的替代性新型清洁燃料。

4、虽然生物甲酯调和燃料有诸多优点，但其低温流动性能太差极大限制了生物甲酯调和燃料的推广和应用；并且生物甲酯调和燃料的制备的原材料之一使用了废弃动物类油脂，使得其中含有大量的饱和脂肪酸，在低温环境下蜡质晶体容易分离析出，晶体相互连接成三维网状结构，阻碍了管道液体流动，降低了它在低温条件下的商业可行性。

5、因此，迫切需要引入新的工艺技术来解决以上问题并寻求更可行的解决方案。

技术实现思路

1、为解决上述技术方案中存在的生物甲酯调和燃料低温流动性能太差限制其推广和应用的缺陷，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种新型清洁燃料调配添加剂，按重量份数计，包括：35-40份氧化碳纳米管复合三元聚合物、3-5份抗氧化剂、1-3份防腐剂、30-40份助溶剂；

2、其中，氧化碳纳米管复合三元聚合物复合的三元聚合物为甲基丙烯酸酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺；

3、其中，三元聚合物为甲基丙烯酸十二酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺、甲基丙烯酸十四酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺、甲基丙烯酸十六酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺、甲基丙烯酸十八酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺，中的任意一种。

4、其中，氧化碳纳米管复合三元聚合物中，氧化碳纳米管的含量为1-1.5%；

5、其中，抗氧化剂为2，6-二叔丁基甲酚和n,n’-二仲丁基对苯二胺的混合物；

6、其中，助溶剂为甲苯、二甲苯、烷基苯中的任意一种；

7、其中，防腐剂为磺酸钙。

8、进一步地，所述新型清洁燃料调配添加剂，按重量份数计，包括：38份氧化碳纳米管复合三元聚合物、3份抗氧化剂、2份防腐剂、35份助溶剂；其中，氧化碳纳米管复合三元聚合物为甲基丙烯酸十四酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺。

9、氧化碳纳米管复合三元聚合物的制备方法：向二甲苯中加入一定重量份的氧化碳纳米管，并将悬浮液置于小于5℃的低温条件下超声处理 30 min 使之分散均匀；然后向氧化碳纳米管均匀分散液中投入三元聚合物甲基丙烯酸酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺；将混合溶液倒入反应釜中，并用氮气吹扫 10 min，排尽釜内空气后密封置于马弗炉中，100℃的温度条件下保温反应12h；反应结束后冷却至常温，向反应溶液中滴加甲醇引发沉淀，将得到的沉淀产物置于 80℃的电热恒温干燥箱中干燥 12 h，即制备得到黑色产物氧化碳纳米管复合三元聚合物。

10、一种新型清洁燃料调配添加剂的制备方法：首先将氧化碳纳米管复合三元聚合物置于助溶剂中进行搅拌，充分混合搅拌均匀后，最后向其中加入抗氧化剂与防腐剂，再次搅拌均匀后，即最终制备得到新型清洁燃料调配添加剂。

11、本发明具有的有益效果：

12、（1）本发明在添加剂中引进了氧化碳纳米管复合三元聚合物，其存在纳米粒子，根据异相成核机理，使蜡晶吸附于氧化碳纳米管形成相对致密的形态，导致蜡晶高度分散，释放出液态油，从而极大的促进生物甲酯调和燃料的低温流动性能；

13、（2）本发明的三元聚合物，根据长链烷烃的共晶机理，其能够与蜡晶产生共晶作用，三元聚合物与蜡晶分子之间的极性差异导致的相互作用阻碍了蜡晶的生长，同时加快了蜡晶在轴向上的生长速度，改变了蜡晶的形态，导致其难以形成三维网络结构；三元聚和物中包括环己基结构可以附着在蜡晶表面，增大分子间作用力，防止蜡晶的进一步聚集；扰乱蜡晶的生长，抑制蜡晶沉积，从而改善生物甲酯调和燃料的低温流动性；

14、（3）本发明在添加剂中引入了一维量子材料氧化碳纳米管，从纳米粒子结构上看，氧化碳纳米管的管型弯曲且长径比大，与三元聚合物降凝剂之间形成的空间位点更多，使得纳米复合材料的复合度更高；并且氧化碳纳米管中碳原子是以 sp2杂化为主，同时其特殊的管型可形成相应的拓补结构，可在一定程度上形成 sp3杂化结构，即氧化碳纳米管是一种同时具备 sp2和 sp3混合杂化状态的材料；并且氧化碳纳米管石墨烯片层外的 π 键具备高度离域化的特点，可更好的与三元聚合物降凝剂结合，使得氧化碳纳米管复合三元聚合物的完整性更强，从而获得了更优异的降凝效果。

技术特征：

1.一种新型清洁燃料调配添加剂，其特征在于，按重量份数计，其组成如下，包括：35-40份氧化碳纳米管复合三元聚合物、3-5份抗氧化剂、1-3份防腐剂、30-40份助溶剂；

2.如权利要求1中所述的新型清洁燃料调配添加剂，其特征在于，所述氧化碳纳米管复合三元聚合物复合的三元聚合物为甲基丙烯酸十二酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺、甲基丙烯酸十四酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺、甲基丙烯酸十六酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺、甲基丙烯酸十八酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺，中的任意一种。

3.如权利要求1中所述的新型清洁燃料调配添加剂，其特征在于，所述新型清洁燃料调配添加剂，按重量份数计，包括：38份氧化碳纳米管复合三元聚合物、3份抗氧化剂、2份防腐剂、35份助溶剂；

4.如权利要求1中所述的新型清洁燃料调配添加剂，其特征在于，所述氧化碳纳米管复合三元聚合物中，氧化碳纳米管的含量为1-1.5%。

5.如权利要求1中所述的新型清洁燃料调配添加剂，其特征在于，所述抗氧化剂为2，6-二叔丁基甲酚和n,n’-二仲丁基对苯二胺的混合物。

6.如权利要求1中所述的新型清洁燃料调配添加剂，其特征在于，所述助溶剂为甲苯、二甲苯、烷基苯中的任意一种；

7.如权利要求1-6中任一项所述的新型清洁燃料调配添加剂，其特征在于，所述三元聚合物的制备方法为：在三孔瓶中，添加摩尔比为1:1:1的甲基丙烯酸酯、羟基环己基丙烯酸酯、n-乙烯基己内酰胺；并添加溶剂，在三口烧瓶中安装恒压分离漏斗；常温条件下，真空系统保持3分钟，然后氮气通电2分钟，循环重复3次；在磁力转子连续搅拌下，当反应体系温度达到100℃时，向反应中加入1%过氧化苯甲苯溶液反应0.5 h；随后升温至110℃，并持续反应12h，反应结束后，将反应液冷却至常温，加入圆底烧瓶中，用旋转蒸发器除去多余溶剂；然后加入过量乙醇溶液沉淀过滤聚合物，并反复多次洗涤纯化得到的沉淀；最后，在真空炉中放置12 h后即制备得到，最终产物三元聚合物甲基丙烯酸酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺。

8.如权利要求1-6中任一项所述的新型清洁燃料调配添加剂，其特征在于，所述氧化碳纳米管复合三元聚合物的制备方法：向二甲苯中加入氧化碳纳米管，并将悬浮液置于小于5℃的低温条件下超声处理 30 min 使之分散均匀；然后向氧化碳纳米管均匀分散液中投入三元聚合物甲基丙烯酸酯-羟基环己基丙烯酸酯-n-乙烯基己内酰胺；随后将混合溶液倒入反应釜中，并用氮气吹扫 10 min，排尽釜内空气后密封置于马弗炉中，100℃的温度条件下保温反应12h；反应结束后冷却至常温，向反应溶液中滴加甲醇引发沉淀，将得到的沉淀产物置于80℃的电热恒温干燥箱中干燥12h，即制备得到黑色产物氧化碳纳米管复合三元聚合物。

9.一种如权利要求1-6中任一项所述的新型清洁燃料调配添加剂的制备方法，其特征在于，所述新型清洁燃料调配添加剂的制备方法为：首先将氧化碳纳米管复合三元聚合物置于助溶剂中进行搅拌，充分混合搅拌均匀后，最后向其中加入抗氧化剂与防腐剂，再次搅拌均匀后，即最终制备得到新型清洁燃料调配添加剂。

10.一种如权利要求1-6中任一项所述的新型清洁燃料调配添加剂的应用，其特征在于，所述添加剂应用于生物甲酯调和燃料时，掺入的重量比例为0.02%-0.1%。

技术总结本发明公开了一种新型清洁燃料调配添加剂及制备方法，属于生物甲酯调和燃料添加剂生产技术领域，所述添加剂按重量份数计，其组成如下，包括：35‑40份氧化碳纳米管复合三元聚合物、3‑5份抗氧化剂、1‑3份防腐剂、30‑40份助溶剂；其中，氧化碳纳米管复合三元聚合物复合的三元聚合物为甲基丙烯酸酯‑羟基环己基丙烯酸酯‑N‑乙烯基己内酰胺。本发明在添加剂中引进了氧化碳纳米管复合三元聚合物，其存在纳米粒子，根据异相成核机理，使蜡晶吸附于氧化碳纳米管形成相对致密的形态，导致蜡晶高度分散，释放出液态油，从而极大的促进生物甲酯调和燃料的低温流动性能。技术研发人员：杨君,刘锦超,秦身均,鲍玲玲,赵晶晶,常涛,赵彦杰受保护的技术使用者：成都绿创新能源科技集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/29