[发明专利]一种适用于柴油机的棕榈油/乙醇/PODE混合燃料

说明书

本发明公开了一种适用于柴油机的棕榈油乙醇/PODE混合燃料，由以下体积分数的组分组成：乙醇53％～67％ 棕榈油27％～35％ PODE(聚甲氧基二甲醚)4％～12％。所得混合燃料稳定且均相，同时体系整体黏度满足传统柴油燃料要求。乙醇的加入可以提高燃烧效率，降低氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)的排放。PODE不仅能提高混合燃料的整体十六烷值，使燃烧性能更接近柴油，还能使混合燃料含氧量提升，一定程度上降低尾气颗粒物排放。

技术领域

本发明涉及内燃机可再生替代能源领域，具体涉及一种适用于柴油机的新型混合燃料。

背景技术

棕榈油是由油棕树上的棕榈果压榨而成。棕榈油具有与其它植物油一样的氧化稳定性和挥发性相对较低的优点，但是棕榈油的高粘度与密度成为其作为燃料应用的突出缺陷。因此，长期使用棕榈油会导致发动机耐久性问题，如喷油嘴的结焦、燃料雾化不良、较高的NOx排放以及活塞环的粘附。由于其高粘度的限制，棕榈油作为柴油替代燃料的使用进展缓慢。

目前将棕榈油作为燃料的主要方法是通过转酯化处理制备生物柴油。在制备新型替代燃料时主要依靠生物柴油与柴油以及醇类的掺混。比如，卢传竹等人用浸渍法制备了CaO/MgO/γ-Al₂O₃固体碱催化剂，并以棕榈油和甲醇为原料制备生物柴油。在反应温度60℃、反应时间2h、醇油摩尔比7:1、催化剂用量为油质量的3.5％的实验条件下，生物柴油产率可达到95.3％。参考{卢传竹,王健,李智超,李会鹏,赵华,张德庆.CaO/MgO/γ-Al₂O₃固体碱催化棕榈油制备生物柴油工艺条件优化[J].石油与天然气化工,2014,43(03):246-249.}王祎采用等体积浸渍法制备固体碱催化剂KF/MgO，并且用于棕榈油制备生物柴油的酯交换反应中。反应温度为60℃，醇油摩尔比为15:1，催化剂500℃煅烧后的65％KF/MgO，催化剂用量5wt％，转速为900rpm反应5h的条件下，生物柴油的收率达到91.33％。参考{王祎.非均相碱催化制备生物柴油的研究[D].天津大学,2013.}

但上述方法存在操作步骤复杂，能耗较大，且生物柴油的收率不高等缺点。生物柴油的主要原料是植物油，与其先通过复杂工艺制备生物柴油，再通过燃料改性将其应用于柴油机上，不如直接以植物油作为替代燃料，针对植物油进行改性，既可避免生产工艺的复杂性，节省能源消耗，又能避免造成二次污染，更加便捷的将可再生能源应用于发动机中。

由于乙醇具有较低的密度和粘度，较高的蒸发潜热和低热值，因此添加乙醇可以降低棕榈油燃料体系的密度与粘度以及燃烧温度，从而减少氮氧化物排放。然而，由于乙醇的十六烷值相对较低，将棕榈油与乙醇混合会降低十六烷值且二者的互溶能力并不显著。PODE的十六烷值较高，在87.7左右，且自身氧含量很高，在47％左右。PODE不仅能提高混合燃料的整体十六烷值，使燃烧性能更接近柴油，还能使混合燃料含氧量提升，一定程度上降低尾气颗粒物排放。PODE是一种可再生能源，其来源具有广泛的生物质背景，它的应用既能够减轻不可再生能源快速消耗的压力，又能减轻环境压力。但目前针对于含PODE混合燃料的研究还仅局限于生物柴油及柴油领域，还未有将之应用于棕榈油/乙醇燃料体系的相关报道。

目前未见到棕榈油/乙醇/PODE混合燃料的相关报道。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种有利于降低CO、HC、PM排放的适用于柴油机的棕榈油/乙醇/PODE混合燃料。

本发明的一种适用于柴油机的棕榈油/乙醇/PODE混合燃料，由以下体积分数的组分组成：

乙醇53％～67％棕榈油27％～35％PODE 4％～12％；

所述棕榈油为市售一级24度棕榈油；

所述乙醇质量百分比浓度大于等于99.5％；

所述PODE为PODE 3-6的混合物。