專利名稱：高能輕質(zhì)混合氣的制作方法
高能輕質(zhì)混合氣，涉及工業(yè)氣體燃料的制作。本發(fā)明適用于金屬切割，熱處理，熱矯形以及金屬焊接。
用于金屬切割，熱處理，熱矯形以及金屬焊接的氣體燃料中，由于乙炔氣具有氣體的相對(duì)密度較低(RD＝0.91)，總熱值較高達(dá)50.4兆焦/公斤，所以是最常用的氣體燃料。由于乙炔的生產(chǎn)和使用能耗大，成本高，安全性差，且環(huán)境污染嚴(yán)重，人們一直在研究可以替代的氣體燃料。美國專利(US.3982883，Aug.1，1972)提出了一種含碳量高的以丙烷為基體加上微量添加劑配置成的氣體燃料。該專利產(chǎn)品金屬切割性能良好，但由于氣體的相對(duì)密度過大(RD＝1.52)，產(chǎn)品的使用受到限制而且產(chǎn)品價(jià)格昂貴。美國專利(US.5380346 Jau.10，1995)提出了液化石油氣(LPG)為基體，加入少量(2％～10％)的添加劑以強(qiáng)化燃燒，由于其基體原料價(jià)廉，價(jià)格較便宜，但它的相對(duì)密度高于空氣亦高于乙炔氣，使用范圍受到限制，也難替代乙炔。目前市售有德國生產(chǎn)的氣體燃料(割力神)其相對(duì)密度雖較空氣輕但仍比乙炔大，要替代乙炔，在使用范圍上仍受到限制，安全上仍感難以保證。在國內(nèi)也早就有人開展這方面的研究，近年來也為市場(chǎng)提供了以石油天然氣為基體加入少量添加劑配置成的高能混合氣，雖然這種高能混合氣的工作性能，總體效果要優(yōu)于乙炔，但由于它的相對(duì)密度也較高，使用范圍受到限制。
由于上述氣體燃料的不足，經(jīng)發(fā)明人長(zhǎng)期研究后提出一種采用低碳烴類化合物和輕質(zhì)氣體為基體加入少量添加劑配置成具有熱值高，氣體相對(duì)密度低，安全，潔凈，節(jié)能的輕質(zhì)高能混合氣。
本發(fā)明是采用低碳烴化合物、輕質(zhì)氣體作為基體和添加劑配制而成，其基體的組份是低碳烴化合物65～95％wt輕質(zhì)氣體5～35％wt兩組份的總和為100％wt。
其中低碳烴化合物為烯烴、烷烴及其混合物，低碳為分子式中碳原子少于3個(gè)的烴化合物。輕質(zhì)氣體為天然氣、甲烷、氫，由于這些氣體的來源不同，物性有異，在采用時(shí)應(yīng)調(diào)整其在組份中的含量。
添加劑采用酯類、醇類、酮類、醛類、醚類、以及硝基甲烷，二硫化碳，二茂鐵，1，2-二氯丙烷化合物配制而成，具有助燃，消煙，阻聚和互溶作用。它的組份為；醇和/或酯類化合物50～70％wt酮類化合物和/或醛類化合物和/或醚類化合物和/或硝基甲烷和/或二硫化碳和/或二茂鐵和/或1.2-二氯丙烷化合物30～50％wt。
上述組份總和為100％wt。
其中酯類化合物指硝酸甲酯，硝酸乙酯，甲酸甲酯，甲酸乙酯，醋酸乙酯；醇類化合物是指異丙醇，萜品醇，叔丁醇；酮類化合物是指丁酮；醛類化合物指丙醛；醚類化合物是指乙二醇二乙醚，甲基叔丁基醚，石油醚。添加劑按混合氣基體總量(100％wt)的0.5～5％wt加入。
本發(fā)明制作時(shí)首先調(diào)整混合氣基體各組份和添加劑的配方，按規(guī)定組份比充入配氣貯槽，由壓縮機(jī)將混合氣壓縮至8～15兆帕壓入鋼瓶，制得高能輕質(zhì)混合氣，相對(duì)密度為RD＝0.78～0.88，總熱值達(dá)49.8～52.4兆焦松斤，在-20℃～50℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi)使用性能穩(wěn)定?；蛘邭怏w混合后經(jīng)過-60℃～-100℃以下低溫處理使混合氣體全部為液化狀態(tài)，體積縮小數(shù)百倍以適合大量用氣要求。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用低碳烴類化合物和輕質(zhì)氣體為基體和本發(fā)明提供的添加劑配置成的高能輕質(zhì)混合氣其組份間具有良好的親和力和互溶性，在混合氣不會(huì)出現(xiàn)分層，沉淀和變質(zhì)，使用時(shí)不回火，不熄火，無黑煙，氣體易擴(kuò)散，不污染環(huán)境，對(duì)人體無害，安全性好。可以大量生產(chǎn)，長(zhǎng)期保存，可以氣態(tài)和液態(tài)兩種方式供應(yīng)，方便了使用者。由于本發(fā)明對(duì)工作環(huán)境的溫度要求較寬，所以可作為全天候的氣體燃料，尤其是本發(fā)明的相對(duì)密度低且總熱值高，氣體擴(kuò)散迅速，因此可在地下工程，作業(yè)面空間狹小或通風(fēng)條件較差的生產(chǎn)環(huán)境中使用。本發(fā)明的建廠投資和建廠周期與乙炔相比節(jié)省投資約50％，工期縮短約一半，節(jié)省大量能源，同時(shí)使用戶降低生產(chǎn)費(fèi)用30～50％。
根據(jù)上述描述對(duì)本發(fā)明的實(shí)施舉例進(jìn)一步說明如下；實(shí)施例一.混合氣基體按；
烯烴2400克天然氣 600克配置，添加劑按；甲酸乙酯18克異丙醇 24克石油醚 18克配置，氣化，在制作高能輕質(zhì)混合氣時(shí)，先把40升鋼瓶烘干，抽真空至2千帕后充入經(jīng)氣化的添加劑60克，向已抽真空至2千帕容積10米3常壓容器中充入石油醚600克，烯烴2400克，用壓縮機(jī)將常壓容器中的輕質(zhì)混合氣壓入已加添加劑的40升鋼瓶?jī)?nèi)并根據(jù)使用要求沖氣加壓在8～15兆帕范圍內(nèi)調(diào)整，得高能輕質(zhì)混合氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣體相對(duì)密度為0.87，總熱值為49.8兆焦/公斤。
實(shí)施例二，混合氣基體按；烯烴2550克天然氣 450克配置，添加劑按；甲酸乙酯18克異丙醇 24克石油醚 18克配置，氣化。
在制作高能輕質(zhì)混合氣時(shí)，先把40升鋼瓶烘干，抽真空至2千帕后充入經(jīng)氣化的添加劑60克，向已抽真空至2千帕容積10米3常壓容器中充入石油醚450克，烯烴2550克，用壓縮機(jī)將常壓容器中的輕質(zhì)混合氣壓入已加添加劑的40升鋼瓶?jī)?nèi)并根據(jù)使用要求沖氣加壓在8～15兆帕范圍內(nèi)調(diào)整，得高能輕質(zhì)混合氣，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氣體相對(duì)密度為0.88，總熱值為52.4兆焦/公斤。
權(quán)利要求
1.高能輕質(zhì)混合氣，其特征在于；采用低碳烴化合物，輕質(zhì)氣體基體和添加劑混合配置，壓縮或低溫液化制成，其中；a.基體組份為，低碳烴類化合物65～95％wt輕質(zhì)氣體 5～35％wt組份總和為100％wtb.添加劑組份為，酯類化合物和/或醇類化合物 50～70％wt酮類和/或醛類化合物和/或醚類化合物和/或硝基甲烷和/或1.2-二氯丙烷，二硫化碳，二茂鐵30～50％wt各組份的總和為100％，添加劑按混合氣基體總量(100％wt)的0.5～5.0％wt加入；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合氣，其中低碳烴化合物為烯烴，烷烴及其混合物，低碳指分子式中碳原子少于3個(gè)；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合氣，其中添加劑中的酯類化合物指硝酸甲脂，硝酸乙酯，甲酸甲酯，甲酸乙酯，醋酸乙酯；醇類化合物指異丙醇，萜品醇，叔丙醇；酮類化合物指丁酮；醛類化合物指丙醛；醚類化合物指乙二醇二乙醚，甲基叔丁基醚，石油醚。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合氣，其特征在于氣體相對(duì)密度為0.78～0.88，總熱值達(dá)49.8～52.4兆帕/公斤。
全文摘要
高能輕質(zhì)混合氣,采用低碳烴化合物,輕質(zhì)氣體和添加劑經(jīng)混合,壓縮或低溫液化而成,其氣體相對(duì)密度為0.78～0.88,總熱值達(dá)49.8～52.4兆帕/公斤。適用于金屬切割,熱處理,熱矯形和焊接,可在地下工程,通風(fēng)條件差的生產(chǎn)場(chǎng)合使用。本發(fā)明具有不回火,不熄火,無黑煙,無污染,安全性好的特點(diǎn),有益于操作人員的健康和生產(chǎn)環(huán)境的凈化并可節(jié)省大量能源,為用戶降低生產(chǎn)成本,是乙炔氣理想的替代產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C10L3/00GK1260382SQ9911340
公開日2000年7月19日 申請(qǐng)日期1999年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月8日
發(fā)明者高家駒 申請(qǐng)人:上海金光工業(yè)氣體有限公司