一种具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂及其应用的制作方法

本发明属于调和燃料添加剂，具体的，涉及一种具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂及其应用。

背景技术：

1、生物甲酯调和燃料是以多种烷烃碳链化合物为主原料并调合以餐厨废弃油脂、潲水油等原料经脂化反应后的脂肪酸甲酯，调和成的一种无毒无害，明火不易点燃的液体燃料，具有闪点高、无毒、voc含量低、热值较高的特点，它的燃点约为230摄氏度，并且抗爆性能好，有利于安全运输和贮存；虽然提高了运输的安全性，但是也略微导致了粘度的增加，粘度的增加也导致了生物甲酯调和燃料更容易雾化不良或者燃烧不充分。

2、现有餐饮领域，常用液化气作为燃料，其容易发生气体泄漏，易燃易爆，并且对液化气进行仓储运输，都需要特殊资质；而生物甲酯调和燃料其属于非危化品，明火不易点燃，并且燃烧排放环评环保达标，使用过程也无需复杂证照，应用在城市餐饮厨房领域存在巨大的潜力。

3、现有专利如公开号cn111944567a的一种高热值环保燃烧油，上述现有技术方案中的燃料添加剂中，也存在助燃剂与增氧剂；但是上述燃料添加剂主要应用领域为醇类燃料，而生物甲酯调和燃料含有的更多的是酯键，其在高温下比醇类燃料更稳定，在餐饮厨房中，应用甲酯调和燃料更加适合；而应用于醇类燃料的添加剂并不适用于甲酯调和燃料中。

4、现有专利如公开号cn115287105a的一种环保混合生物柴油及其制备方法，上述技术方案在生物柴油中添加有三氧化二铝磁性纳米粒子，期望通过形成纳米流体，使得其具有更高的燃烧效率；但是现有技术添加的纳米材料，有机纳米分子等，在存储使用过程中容易发生团聚，无法在调和燃料中均匀分散，使得添加剂的混合效果变差。

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缺陷问题，本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，按重量份数计，包括：自制改性增氧剂12-18份、自制改性助燃剂0.6-3.4份、乙醇22-36份、叔丁醇10-20份、抗氧化剂2-5份、二甲基乙酰胺1-3份；

2、其中，自制改性增氧剂为：草酸十二酯-马来酸酐二元聚合物、草酸十四酯-马来酸酐二元聚合物、草酸十六酯-马来酸酐二元聚合物中的任意一种；

3、其中，自制改性助燃剂为3-羟基十四酸改性纳米铝粉；

4、其中，抗氧化剂为n,n'-二亚水杨基丙二胺与2,6-二叔丁基甲酚两者的混合物。

5、进一步地，所述具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，按重量份数计，包括：自制改性增氧剂16份、自制改性助燃剂2.8份、乙醇36份、叔丁醇18份、抗氧化剂4份、二甲基乙酰胺3份；

6、草酸十二酯的合成方法：称取草酸二甲酯和十二醇加入到三口烧瓶中，启动加热、搅拌器，待醇酯充分混合后，加入催化剂钛酸四丁酯，逐渐升温至有甲醇馏出，随后继续缓慢升温，直至无馏出流出停止反应；将反应液抽滤，连接减压蒸馏装置对滤液蒸馏提纯，即制备得到草酸十二酯。

7、草酸十四酯的合成方法：称取草酸二甲酯和十四醇加入到三口烧瓶中，不断搅拌，待醇酯充分混合后，加入催化剂钛酸四丁酯，继续升温至有馏出液流出，随后继续缓慢升温，直至无馏出流出后停止反应；将反应液抽滤，滤液通过减压蒸馏，蒸出未反应的草酸二甲酯和十四醇；即制备得到反应产物草酸十四酯。

8、草酸十六酯的合成方法：称取草酸二甲酯和十六醇加入到三口烧瓶中，启动加热、搅拌器，待醇酯充分混合后，加入催化剂钛酸四丁酯，逐渐升温至有甲醇馏出，随后继续缓慢升温，直至无馏出流出停止反应；将反应液抽滤，连接减压蒸馏装置对滤液蒸馏提纯，即制备得到草酸十六酯。

9、草酸十二酯-马来酸酐二元聚合物的制备合成方法：在反应容器中，加入草酸十二酯和马来酸酐，再将过氧化苯甲酰作为引发剂，甲苯为溶剂添加到反应容器中，随后升温至120摄氏度，并在持续搅拌的状态下反应6h，反应结束后，用乙醇溶液洗涤反应产物2-3次，并将反应产物置于50摄氏度下干燥12h，即得到草酸十二酯-马来酸酐二元聚合物。

10、草酸十四酯-马来酸酐二元聚合物的制备合成方法：在反应容器中，加入草酸十四酯和马来酸酐，再将过氧化苯甲酰作为引发剂，甲苯为溶剂添加到反应容器中，随后升温至120摄氏度，并在持续搅拌的状态下反应6h，反应结束后，用乙醇溶液洗涤反应产物2-3次，并将反应产物置于50摄氏度下干燥12h，即得到草酸十四酯-马来酸酐二元聚合物。

11、草酸十六酯-马来酸酐二元聚合物的制备合成方法：在反应容器中，加入草酸十六酯和马来酸酐，再将过氧化苯甲酰作为引发剂，甲苯为溶剂添加到反应容器中，随后升温至120摄氏度，并在持续搅拌的状态下反应6h，反应结束后，用乙醇溶液洗涤反应产物2-3次，并将反应产物置于50摄氏度下干燥12h，即得到草酸十六酯-马来酸酐二元聚合物。

12、一种具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂的制备合成方法：常温下，向反应釜中加入乙醇、叔丁醇、二甲基乙酰胺，搅拌均匀，得到半成品添加剂；随后向半成品添加剂中加入自制改性助燃剂，自制改性增氧剂，并充分搅拌混合后，即制备得到调和燃料添加剂。

13、进一步地，所述调和燃料添加剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌混合方法包括旋转式搅拌、周期性或切角随机的剪切式搅拌、磁激共振混合；且混合温度不低于60摄氏度，不高于80摄氏度。

14、本发明具有的有益效果：

15、1、本发明通过引入自制改性增氧剂，该二元聚合物具有对称结构，内部应力较小，具有很强的自身稳定性；并且其所具有的对称结构，与调和燃料具有良好的相溶性，也能在燃料中更均匀的分布；并且引入的二元聚合物，只含有碳、氧、氢三种元素，着火性好、滞燃期短，燃烧后不产生有害物质；且由于自身含氧，会促进燃料的燃烧，提高燃料热值；本申请引入的增氧剂，能够促进燃烧链式反应，使一个活性中心引起的直链反应，变成同时生成多个活性中心的支链反应，增加了二次燃烧的机会，使调和燃料燃烧更为快速充分，变相的降低了燃料消耗和一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物的排放；

16、2、本发明通过引入自制改性助燃剂3-羟基十四酸改性纳米铝粉，经过改性后的纳米铝粉，其含有的羧基和羟基，这些官能团与纳米铝粒子结合时，能够与纳米铝粒子表面形成化学键，从而使得纳米粒子和有机物分子在同一粒子中复合，组分更加稳定；并且纳米粒子本身的活性和亲油性更好，并且因为羧基的引入，羧基在复合粒子上，可以增加自制改性助燃剂之间的距离，使自制改性助燃剂更容易分散在调和燃料中，使得调和燃料分子团更加分散细化，从而带来了粘度和表面张力下降，改善了调和燃料的雾化质量；使得调和燃料分子团与氧气的接触面积和接触机会增大，更有利于提高热值。

技术特征：

1.一种具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，其特征在于，按重量份数计，包括：自制改性增氧剂12-18份、自制改性助燃剂0.6-3.4份、乙醇22-36份、叔丁醇10-20份、抗氧化剂2-5份、二甲基乙酰胺1-3份。

2.如权利要求1所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，其特征在于，所述具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，按重量份数计，包括：自制改性增氧剂16份、自制改性助燃剂2.8份、乙醇36份、叔丁醇18份、抗氧化剂4份、二甲基乙酰胺3份。

3.如权利要求1所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，其特征在于，所述自制改性增氧剂为：草酸十二酯-马来酸酐二元聚合物、草酸十四酯-马来酸酐二元聚合物、草酸十六酯-马来酸酐二元聚合物中的任意一种。

4.如权利要求1所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，其特征在于，所述自制改性助燃剂为3-羟基十四酸改性纳米铝粉。

5.如权利要求1所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，其特征在于，所述抗氧化剂为n,n'-二亚水杨基丙二胺与2,6-二叔丁基甲酚两者的混合物。

6.如权利要求1-5中任一项所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，其特征在于，所述自制改性增氧剂的制备方法为：在反应容器中，加入草酸十四酯和马来酸酐，再将过氧化苯甲酰作为引发剂，甲苯为溶剂添加到反应容器中，随后升温至120摄氏度，并在持续搅拌的状态下反应6h，反应结束后，用乙醇溶液洗涤反应产物2-3次，并将反应产物置于50摄氏度下干燥12h，即得到草酸十四酯-马来酸酐二元聚合物。

7.如权利要求1-5中任一项所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂，其特征在于，所述自制改性助燃剂3-羟基十四酸改性纳米铝粉的制备合成方法：将制备得到的3-羟基十四酸置于乙二醇二甲醚溶剂中，并将混合溶液在50摄氏度下加热15min，使得3-羟基十四酸充分溶解在溶剂中；随后向混合溶液中添加纳米铝粉，并进行1h的超声分散，随后加热混合溶剂至75摄氏度，随后在800rpm的磁力搅拌下，搅拌该混合溶液3h；使得两者充分反应，随后进行抽滤分离洗涤，并对得到的反应产物进行真空干燥，即制备得到3-羟基十四酸改性纳米铝粉。

8.如权利要求1-5任一项所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂在制备生物甲酯调和燃料中作为燃料添加剂的应用。

9.如权利要求1-5中任一项所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂的制备方法，其特征在于，所述具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂的制备方法为：常温下，向反应釜中加入乙醇、叔丁醇、二甲基乙酰胺，搅拌均匀，得到半成品添加剂；随后向半成品添加剂中加入自制改性助燃剂，自制改性增氧剂，并充分搅拌混合后，即制备得到调和燃料添加剂。

10.根据权利要求9所述的具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂的制备方法，其特征在于，所述搅拌混合方法包括旋转式搅拌、周期性或切角随机的剪切式搅拌、磁激共振混合；且混合温度不低于60摄氏度，不高于80摄氏度。

技术总结本发明公开了一种具有助燃增氧功能的调和燃料添加剂及其应用，属于调和燃料添加剂技术领域，其特征在于，按重量份数计，包括：自制改性增氧剂12‑18份、自制改性助燃剂0.6‑3.4份、乙醇22‑36份、叔丁醇10‑20份、抗氧化剂2‑5份、二甲基乙酰胺1‑3份。本发明通过引入自制改性增氧剂、自制改性助燃剂3‑羟基十四酸改性纳米铝粉，两者协同作用，带来了粘度和表面张力下降，使得调和燃料分子团更加分散细化，使调和燃料燃烧更为快速充分，变相的降低了燃料消耗和一氧化碳、碳氢化合物、颗粒物的排放。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：2024/6/23