[发明专利]一种燃油用消烟节能添加剂、制备方法及其使用方法

说明书

本发明涉及一种燃油用消烟节能添加剂、制备方法及其使用方法。所述燃油用消烟节能添加剂中添加有1～20%的油溶性无机纳米粒子，所述油溶性无机纳米粒子不是油溶性纳米稀土粒子。将本发明提供的燃油用消烟节能添加剂以质量比1:100～1:10000的比例添加到燃油中，混合均匀即可使发动机和燃油锅炉的碳烟排放降低38%以上，节油达5～22%。

技术领域

本发明涉及一种燃油用消烟节能添加剂，具体地，本发明涉及一种用于柴油、燃料油的助燃、节能降排的添加剂。

背景技术

当前，人类面对着越来越严重的能源危机和环境危机，使得对节能减排以及绿色经济等领域的研究越来越迫切，节约能源和环境治理成为一项长期战略任务。近年来，随着能源危机和石油消耗量的不断增加，优质燃料油的成本与价格迅速上涨，近期国际原油期货市场的油价再次接近90美元/桶的大关，并呈现继续上涨的趋势，并可能再次冲击到100美元的关口。因此人们希望逐渐用重质燃料油取代优质燃料油。这使得各种燃料油都向重质化方向发展，以期提高石油炼制过程中的本馏程产率，达到增产柴油的目的。

而对于通常燃用重油，残渣油或残渣油与柴油的混合油的低速船用或军用舰用柴油机而言，可以明显降低使用费用。但是这也带来了一系列的问题，由于柴油的重质化，普遍存在燃烧不完全、冒黑烟、炉膛结焦等问题，不仅造成了较严重的环境污染，而且对军用舰艇的隐蔽性和作战半径也十分不利，缩短了舰艇动力装置的使用寿命。在国家大力倡导低炭经济的今天，显而易见，以石油为能源的内燃机正面临着来自于节源能源和保护生态环境而对其排放日益苛刻的双重巨大压力。

为了改善燃料品质以及提高燃烧效率，降低有害物排放进而提高燃料利用率，除依靠提高石油加工水平外，另外一条重要的途径就是添加可以改变燃料的某些物理化学性质、使燃料油燃烧更充分、利于环境保护的节能降污添加剂，这是国内外研究的一个重要课题，由于这一方法无需另外增加装置或改变发动机或锅炉的结构，因而被认为是简便、经济、切实可行的有效措施。

美国曾在20世纪40、50年代研究用金属铍等物质作为航空燃料的高性能添加剂。虽能节油20%左右，但铍对环境有污染，且在燃料中的分散稳定性不好，因此该项目未得到推广应用（US5693106）。1973年和1977年美国空军和海军分别提出了旨在降低发动机尾气污染物排放的研究计划。日本、俄罗斯等国也先后开始了这方面的研究。

节约能源、降低污染的方法多种，但国内外一直将研制使燃料油燃烧更充分、利于环境的添加剂作为努力的方向，这一途径简便、经济、切实可行。目前世界各国都在研究新型节能消烟添加剂，由于种类成分不同，功能和效果也不尽相同，但总的目标都是促进燃料完全燃烧。

根据组成成分，节能消烟添加剂分为两类，一类是含金属的有灰型助燃剂，一类是含纯有机物的无灰型助燃剂。有灰型助燃剂主要有碱金属盐（无机盐、有机盐）、碱土金属盐（无机盐、有机盐）及氧化物、过渡金属盐及氧化物、稀土金属盐及氧化物、贵金属及其有机配合物等几类。目前研究报道的最有效的助燃剂是含钡和钙的盐类。以金属浓度计，燃料中加入的节能消烟添加剂的量为0.007mol/L，空气余气系数a=1.8时，可减少碳烟60～80%。

纳米材料因其独特的效应，在各领域具有广阔的应用前景，将纳米材料应用于燃料油中的研究工作已受到国内外的关注。如ACC美国超级油品公司研制的ACC-OF燃油助燃添加剂、英国Oxonica公司开发的Envirox柴油添加剂，国内的含Si纳米粒子燃油添加剂、柴油节能降污添加剂、重油节能降污添加剂等，但是效果显著并成功应用的不多（US20030029077）。

CN102108312A公开了一种新型高效燃油节能降排添加剂，主要由油溶性纳米稀土10～15%、脂肪酸铁5～20%、环烷酸镁10～30%、环烷酸钴5～10%、聚异丁烯丁二酰亚胺5～8%和其余量为烷基苯组成。可使发动机和燃油锅炉的碳烟排放降低38%以上，节油达5～20%。但该发明提供的高效燃油节能降排添加剂对于燃油的消烟和节能效果可以进一步提高。