專(zhuān)利名稱(chēng)：加復(fù)合添加劑而改進(jìn)質(zhì)量的燃料烴的制作方法
本專(zhuān)利申請(qǐng)是CN93104049.3的分案申請(qǐng)。原申請(qǐng)的申請(qǐng)日為1993年3月4日；原申請(qǐng)的發(fā)明名稱(chēng)為“復(fù)合強(qiáng)化烴類(lèi)及其制備方法和用途”。
本發(fā)明涉及燃料烴，該燃料烴包括用于內(nèi)燃機(jī)和工業(yè)上的高溫加熱，并包括通過(guò)添加MEK和MTBE混合物的復(fù)合添加劑或調(diào)節(jié)劑而得到改進(jìn)質(zhì)量的液態(tài)烴。
本發(fā)明的一個(gè)主要目的是提供如所具有的性能優(yōu)于乙炔的，特別是用于切割黑色金屬的焊炬氣及還可用于電焊的上述改進(jìn)質(zhì)量的烴類(lèi)。該目的還包括提供上述改進(jìn)質(zhì)量的烴類(lèi)，其所具有的性能優(yōu)于僅通過(guò)加入甲基乙基酮而改進(jìn)質(zhì)量的烴類(lèi)的性能。
一個(gè)特別的目的是提供具有高焰溫和強(qiáng)加熱能力的焊炬氣。
一個(gè)進(jìn)一步的目的是提供焊炬氣，其儲(chǔ)存和運(yùn)輸方便而且經(jīng)濟(jì)。
另一個(gè)目的是提供含有在幾乎全世界均易于得到的基料氣的焊炬氣，該基料氣可被更為經(jīng)濟(jì)地提供且易于加添加劑而改進(jìn)質(zhì)量以增強(qiáng)其性能。
還有一個(gè)目的是提供能更快和更干凈地切割黑色金屬的焊炬氣。
另一個(gè)目的是提供一種氣體，其可被用于焊炬在相當(dāng)深的水下進(jìn)行切割。
另外一個(gè)目的是提供一種氣體，它可被更為經(jīng)濟(jì)地用于焊炬切割，因?yàn)樗芘c含有高比例的不能與乙炔一起使用的摻雜氣體的氧氣有效地化合。
上述目的可通過(guò)使用加有叔丁醇(TBA)或甲基叔丁基醚(MTBE)來(lái)提高由丁酮(MEK)改進(jìn)了質(zhì)量的液化石油氣(LPG)的質(zhì)量來(lái)完成。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目的是提供非焊炬氣用途的改進(jìn)質(zhì)量烴類(lèi)，例如用于加熱，如為澆鑄而熔化金屬的工業(yè)爐和高爐的高溫加熱氣或油。
該進(jìn)一步的目的可通過(guò)使用MEK和TBA或MTBE改進(jìn)液化石油氣、天然氣或如柴油或燃油液態(tài)烴來(lái)完成。
還有另外一個(gè)目的是以加添加劑改進(jìn)用做內(nèi)燃機(jī)燃料的液態(tài)烴，特別是汽油，以制止爆燃和保證燃燒的均勻。
該更進(jìn)一步的目的可通過(guò)向汽油中加入添加了TBA或MTBE為添加劑的MEK來(lái)完成。
液化石油氣(LPG)由于其高丁烷和丙烷含量成為本發(fā)明的改進(jìn)質(zhì)量的焊炬氣的優(yōu)選基料氣。丁烷的正丁烷和異丁烷異構(gòu)體通常均存在于LPG中，但由于工業(yè)上對(duì)丁烷衍生物的需求，如用于燃料，相當(dāng)多的丁烷可能已從LPG中移出，由于該原因LPG基本上由丙烷組成。但希望在LPG中有適當(dāng)比例的丁烷，如從5％至40％。另外，基料氣也可以是單獨(dú)的丙烷或丁烷或這兩種氣體的任一混合物或丙烯。
用于改進(jìn)質(zhì)量的基料氣的添加劑或調(diào)節(jié)劑為加有叔丁基醇(也被稱(chēng)為叔-丁醇(TBA)，其結(jié)構(gòu)式為(CH3)3COH)或甲基叔丁基醚(也被稱(chēng)為甲基叔-丁基醚(MTBE)，其結(jié)構(gòu)式為(CH3)3COCH3)的甲基乙基酮(MEK)(也被稱(chēng)為2-丁酮，結(jié)構(gòu)式CH3COCH2CH3)。MEK為沸點(diǎn)70.6℃，20℃比重為0.805的液體。室溫下TBA為熔點(diǎn)是25.6℃的蠟狀固體，26℃比重為0.779。室溫下MTBE為沸點(diǎn)55℃，冰點(diǎn)-110℃，比重為0.74的無(wú)色液體。
必須在加壓下儲(chǔ)存LPG以保持其處于液態(tài)，但較耐高壓的LPG的儲(chǔ)藏罐和輸送設(shè)備是商業(yè)上實(shí)用的和通常使用的。
未被改進(jìn)質(zhì)量的與氧混合的LPG不能很有效地用于焊炬切割和電焊，其遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及與基本上純凈的氧氣混合的乙炔氣有效；通常用加有TBA或MTBE的MEK為添加劑充實(shí)基料LPG，焰溫明顯提高且加熱能力大大改善。
添加劑使用量依據(jù)對(duì)基料烴所期望改進(jìn)的程度而定，該使用量應(yīng)在基料烴重量的0.5％-20％范圍內(nèi)。在改進(jìn)質(zhì)量的焊炬氣體如LPG的用途中，可將用量最多為L(zhǎng)PG重量的3％的TBA或MTBE與為L(zhǎng)PG重量的15％的MEK混合，如將3％-10％基料氣重量的MEK與基料氣重量1％-3％的TBA或MTBE一起加入。通過(guò)使用與用量為L(zhǎng)PG重量10％的MEK混合的占烴基料2％的TBA或MTBE通?？色@得充分有利的結(jié)果。
將該LPG與添加劑混合的方法很簡(jiǎn)單。常溫下MEK為液體。為混合TBA與MEK，可通過(guò)將盛有TBA的容器放入如溫度為40℃-45℃的溫水中使其熔化，然后在將添加物液體與烴混合之前使TBA液體與MEK液體進(jìn)行簡(jiǎn)單的混合。在將添加物液體與烴混合之前使MTBE液體與MEK液體混合。常溫下添加物為液體并被輸送至用于儲(chǔ)存或運(yùn)輸該LPG的儲(chǔ)存罐中。將該添加物加至標(biāo)準(zhǔn)55加侖桶中十分可行。
可將該添加劑與一種催化劑，優(yōu)選的為粉末狀、顆粒狀或片狀的活性碳共同加入。該活性碳為無(wú)定形的，優(yōu)選的為從煤炭或石油焦炭制得。另外的可被采用的催化劑為合適載體上的鉑，氧化銅和粒狀銀。
活性碳的使用量并無(wú)嚴(yán)格要求，但其應(yīng)被放置在儲(chǔ)存容器的底部以促該添加劑與加壓下被加至該容器中的烴基料氣的混合。添加劑重量1％-5％的催化劑的用量將是令人滿(mǎn)意的。所得的基料氣與添加劑或調(diào)整劑的混合物將是共沸的，因此當(dāng)將強(qiáng)化焊炬氣從儲(chǔ)存容器中釋放至焊炬時(shí)它將是均相的。
為了提供有效的切割火焰，必須向乙炔焊炬中供給基本上純凈的氧氣，如至少為99％的氧氣(以體積計(jì))，將較低純度的氧氣，如純度約為95％，摻雜物為氮?dú)?、二氧化碳和空氣的其它氣體組分，與本發(fā)明的改進(jìn)質(zhì)量的基料氣混合可提供令人滿(mǎn)意的切割溫度。通過(guò)使用根據(jù)本發(fā)明的以MEK和MTBE改進(jìn)質(zhì)量的基料LPG，甚至當(dāng)使用90％純度的氧氣時(shí)，基料LPG的焰溫也可從約5,000°F(2760℃)升至約5,800°F(3,200℃)-6000°F(3320℃)?？赏ㄟ^(guò)將空氣加壓至約4,000psi，并急冷至-360°F(-280℃)使空氣液化，然后使液化空氣溫度逐漸升高，同時(shí)給容器開(kāi)口釋放液化空氣中的氮?dú)饨M分，其在-320°F(-196℃)汽化離開(kāi)液態(tài)氧經(jīng)濟(jì)地制得該不純氧氣。
在制備不純氧氣的其它方法中，可用沸石除去空氣中的氮?dú)獾玫?0-95％純度的氧氣。
使用本發(fā)明的改進(jìn)質(zhì)量的基料氣切割黑色金屬比用乙炔的優(yōu)越之處在于可獲得一個(gè)干凈準(zhǔn)確的切口。氧-乙炔切割產(chǎn)生牢固地附著于工件上的硬熔渣，它使所需供熱增加，而且通常隨后必須從工件上將其切除。使用本發(fā)明的改進(jìn)質(zhì)量的焊炬氣產(chǎn)生硬度低的易碎熔渣，其在切割過(guò)程從工件上脫落并落在切口之外，沿切口的相對(duì)邊緣給原生金屬留下較窄的干凈的切口。
本發(fā)明改進(jìn)質(zhì)量的焊炬氣的一個(gè)特殊優(yōu)點(diǎn)是可在300英尺深的水下用于焰切割。氧-乙炔焊炬的使用被限制在20英尺深的水下，因?yàn)樵诟钐帪槭箽怏w被供至切割焊炬該氣體所必須承受的壓力下乙炔將發(fā)生爆炸。因而，在使用MEK為向烴類(lèi)氣體的添加劑之前在深度超過(guò)20英尺的水下切割可供采用的唯一選擇是使用碳弧，它的作用緩慢且使用時(shí)有危險(xiǎn)。
當(dāng)單獨(dú)使用MEK為L(zhǎng)PG的添加劑時(shí)有利于加快金屬切割；使用加有TBA的MEK使切割速度進(jìn)一步增快5％-10％，混合使用MEK和MTBE，切割速度比單獨(dú)使用MEK為添加劑增快20％-25％；比使用加有TBA的MEK增快約15％。
本發(fā)明除了應(yīng)用于改進(jìn)焊炬氣外還可被用于高溫?zé)N類(lèi)供熱氣體，如LPG或天然氣，以及高溫?zé)N類(lèi)供熱液體，如鍋爐燃料油，火爐油或被用于如冶煉或例如用于鑄造的其它金屬熔化或用于蒸汽發(fā)生這些工業(yè)過(guò)程的其它油。為了這些目的MEK和TBA或MTBE添加劑量范圍可以是烴類(lèi)重量的2％-10％。如果添加劑的量超過(guò)5％，催化劑如粉末化活性炭將被用于促進(jìn)添加劑和烴類(lèi)的混合。
如果將添加劑與氣體混合，使用烴類(lèi)氣體如LPG進(jìn)行低溫焊接，銅焊或輕金屬切割更為有效。在該用途中優(yōu)選使用比就用于切割或焊接重金屬的焊炬氣而言少的添加劑。對(duì)于低溫焊接，銅焊或輕金屬切割，在烴類(lèi)氣體2％-5％(重量)范圍內(nèi)的添加劑的用量是足夠的，且該用量可在沒(méi)有使用催化劑條件下與烴類(lèi)氣體充分直接地混合。
MEK和TBA或MTBE添加劑的另一種用途為用于改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)燃料，如機(jī)動(dòng)車(chē)汽油，航空汽油或柴油。在該類(lèi)用途中添加劑的功能為抗震劑以及改進(jìn)燃料的加快性和加快燃燒速率，其隨后增加了燃料的生產(chǎn)動(dòng)力的性能。
對(duì)于內(nèi)燃機(jī)燃料，20％的TBA或MTBE與MEK的重量比是優(yōu)選的，因此1％烴類(lèi)其料重量的TBA或MTBE可與5％烴類(lèi)基料重量的MEK混合。在很多場(chǎng)合中0.5％內(nèi)燃機(jī)燃料重量的TBA或MTBE與2.5％或3％內(nèi)燃機(jī)燃料重量的MEK混合就可有效地改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)燃料性能。
應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)指出的盡管沒(méi)有TBA或MTBE存在時(shí)MEK為對(duì)烴類(lèi)的有效添加劑，但其效果不特別理想。
權(quán)利要求
1.一種作為不同于焊炬氣的燃料而用于燃燒的加添加劑而改進(jìn)質(zhì)量的烴，其包括較大重量份的選自柴油、燃料油、煤油、汽油、點(diǎn)爐用的油、LPG和天然氣的烴基料與添加劑的混合物，其中添加劑是MEK和MTBE的混合物，其含量為烴基料重量的0.5％-20％。
全文摘要
一種加添加劑而改進(jìn)質(zhì)量的燃料烴,優(yōu)選的為L(zhǎng)PG氣,是被占基料烴重量的0.5%—20%的加有甲基叔丁基醚(MTBE)的甲基乙基酮(MEK)改進(jìn)質(zhì)量的。所述燃料烴是用于工業(yè)上的加熱,例如熔化或熔煉金屬或用作內(nèi)燃機(jī)燃料。
文檔編號(hào)C10L3/10GK1261619SQ9910677
公開(kāi)日2000年8月2日 申請(qǐng)日期1999年5月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年3月4日
發(fā)明者F·M·霍爾, J·E·弗里茨 申請(qǐng)人:艾塞靈有限公司