[发明专利]一种轻质烷烃的增效剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及轻质烷烃的增温增效节能减排增效剂及其制备方法，属于工业燃气领域。

背景技术

轻质烷烃是指在常温常压下以气体形式存在的以甲烷、丙烷、液化石油气、煤气等为主要燃料的可燃性气体。

在上述可燃性气体中，通过一个专用的加注装置或工具，将一定量的增效剂均匀的分散于其中，可以改变燃烧物的燃烧方式、燃烧频率、燃烧速度、波长等，实现提高火焰辐射强度、增温增效的目的。

加入增效剂的催化燃烧与传统非催化燃烧相比，具有节能、高效、环保等优点，在燃气轮机、焊割等方面得到应用，发展前景广阔。

从1995年至今，有多项专利和文献涉及轻质烷烃的催化燃烧。但是现有技术以及专利文献中的增效剂，使用效果并不理想，有很多弊病：

1、采用双氧水、高锰酸钾、水等，或者采用氢氧化钾、氢氟酸、高氯酸、盐酸等。这些物质将对盛装容器、设备、工器具产生严重腐蚀，盛装的本来就是易燃易爆物质，长期使用存在极大安全隐患。

2、采用二茂铁。二茂铁本身是固体，蒸汽压极低，溶解在溶剂中成为液体添加剂，当添加剂进入管网后，溶剂随天然气输送得快，二茂铁溶液被浓缩而析出为固体微粒或结晶，长期使用会堵塞割咀出气口，造成火焰不稳定或断火。

3、采用粘稠物、胶状物、固体物，例如：纳米氧化铝、纳米氧化铁、纳米级5Ni／5MgO-SiO2，环烷酸盐(锰、铈、钴、铜、镧等)，烷基磺酸钠，乌洛托品，吐温-80等。这些物料不易汽化，燃气带不走它，长时间使用会粘附在整个燃气通道的管壁上，或添加剂液体从天然气中析出，堵塞整个通道。

4、采用芳烃化合物。如：苯、甲苯、二甲苯作溶剂。这类物质不仅毒性大，对人体造成伤害，破坏环境，还对使用设备、工器具的密封(如：减压阀垫圈，橡胶软管等)造成严重威助。

5、一些增效剂自身分层严重，相不稳定，与燃气的相溶性差。如：水基增效剂。

综上所述，目前迫切需要研究出一种克服或减轻以上弊病的轻质烷烃的增效剂。

发明内容

本发明的目的是针对以上对增效剂的诉求，提供一种轻质烷烃的增效剂，它增温增效显著，相溶性好，气质均匀，具有对容器和零件不腐蚀、安全环保、对健康无害、挥发性好、无残留、不堵塞管道、阀门等优点，制备简单，操作方便。本发明同时提供了一种上述增效剂的制备方法。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种轻质烷烃的增效剂，由以下重量百分比的成分组成：

6号无芳烃溶剂油26～32％；

甲基叔丁基醚0.5～2％；

过氧化二叔丁基36～42％；

特戊基过氧化物28～33％。

6号无芳烃溶剂油：溶剂油是烃的复杂混合物，此处用于作为助燃剂。由于6号溶剂油原料经过了加氢等精制处理，所以其中的芳烃和硫含量能降到比较低的程度，达到1％以下。

甲基叔丁基醚：此处用于作为抗爆剂。

过氧化二叔丁基：无色液体，熔点40℃，能与苯、石油英等有机溶剂混溶，不溶于水，有强氧化性。此处用于作为引发剂。

特戊基过氧化物：此处用于作为引发剂。

增效机理：烷烃的燃烧过程是自由基连锁反应，反应起始阶段需要大量的羟基自由基引发。本发明所述增效剂是一种在较低(100℃左右)温度条件下，容易受热分解成自由基的复配物。它带有弱键、易分解成活性种的化合物，其共价键均裂和异裂成为具有高活性的游离自由基，在游离自由基的作用，降低了燃烧物中C-H、C-C、C-O、O-O等键的活化能，提高了燃烧物的燃烧速度。烧速的提高改变了火焰的波长，增大了火焰的辐射強度，提高了火焰的辐射温度，同时，烧速的提高在火焰的某一点上火力更集中，使得燃烧过程火焰温度提高，从而达到增温增效节能减排的目的。

优选地，所述的轻质烷烃的增效剂，由以下重量百分比的成分组成：

6号无芳烃溶剂油29％；

甲基叔丁基醚1％；

过氧化二叔丁基40％；

特戊基过氧化物30％。

一种所述的轻质烷烃的增效剂的制备方法：按比例称重计量后，依次将液体加入罐中以20～30转／分钟的速度搅拌30分钟，靜置20分钟后，用包装物分装即为成品；增效剂使用量为轻质烷烃重量的1-2％。

罐体接地，没有静电，每分钟20～30转的速度搅拌是没有爆炸危险的。

本申请所述技术的有益效果是：

1.本发明所述轻质烷烃的增效剂增温增效显著，在全氧燃烧中，添加1％可提高火焰温度260-300℃。