專利名稱：：一種內(nèi)燃機用燃料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種內(nèi)燃機用燃料，具體地說是一種內(nèi)燃機用生物丁醇燃料。
背景技術(shù)：
：目前，公知的內(nèi)燃機主導(dǎo)燃料有汽油和柴油，而輔助燃料有天然氣、煤氣、甲醇、乙醇、丙醇等。由于石油資源緊缺而導(dǎo)致石油價格的持續(xù)上漲，己成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢。尋找廉價、清潔、可再生的車用替代燃料迫在眉睫。天然氣和煤氣屬于不可再生資源，受產(chǎn)量的限制，不能成為汽油和柴油的替代品。目前，在巴西、美國、中國等國家，已經(jīng)利用生物制造法生產(chǎn)的乙醇和普通汽油按一定比例混配形成的新型替代能源用于汽車驅(qū)動，以部分替代汽油。乙醇汽油的缺點是熱值低于普通汽油，對內(nèi)燃機部件有腐蝕。由于其蒸發(fā)壓力與汽油不同，因此會影響動力性。乙醇價格并不便宜，需獲得補貼才有競爭力。另外，乙醇汽油中乙醇的添加比例比較低，如巴西普遍使用10%含量的乙醇汽油；在日本，法規(guī)要求乙醇含量不得超過3%(因為日本業(yè)界的共識是3%乙醇對車輛及動力性無任何不良影響)；歐洲乙醇汽油中乙醇含量通常為5%。一般認(rèn)為，當(dāng)乙醇添加比例超過10%時就栗對汽車發(fā)動機進行改造。此外，乙醇摻入到汽油內(nèi)，如果含有少量水分，乙醇和汽油會出現(xiàn)明顯的分層，影響燃燒效果，所以乙醇的儲存、罐裝、運輸?shù)冗^程要求十分嚴(yán)格，成本也隨之增加。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種對機械部件無腐蝕且熱值轉(zhuǎn)化率、適用于現(xiàn)有發(fā)動機的內(nèi)燃機用燃料，以代替汽油或降低汽油的用量，解決世界所面臨的燃油短缺問題。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的-本發(fā)明所提供的內(nèi)燃機用燃料，是生物丁醇和汽油以下述體積百分比生物丁醇1—100%，汽油0—99%混配后所制的。也就是說，本發(fā)明所提供的內(nèi)燃機用燃料是單純生物丁醇，也可以生物丁醇與汽油任意比例混合的丁醇汽油。生物丁醇單獨作為內(nèi)燃機用燃料的效果通過以下對比試驗得到了證實。表l生物丁醇與甲醇、乙醇及汽油的性能指標(biāo)比較<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>從表l中可以看出生物丁醇比乙醇具有更優(yōu)越的品質(zhì)，且熱值轉(zhuǎn)化率更高。與乙醇混合汽油相比，生物丁醇的經(jīng)濟性高，能提高車輛的燃油效率和行駛里程。生物丁醇用作燃料還具有更多的優(yōu)點，如熱值與汽油相當(dāng)，能夠與汽油任意比例互溶，辛烷值高——良好的抗爆性，運輸和儲存方便，不需要改造汽車發(fā)動機等。本發(fā)明較為優(yōu)選的比例為生物丁醇1一75%;汽油25—99%。更優(yōu)選的比例為生物丁醇5_50%;汽油50—95%。本發(fā)明中的生物丁醇及汽油均可以采用市售產(chǎn)品。生物丁醇也可采用常規(guī)的生物發(fā)酵法產(chǎn)生。原料為糧食和非糧食兩種，糧食包括玉米、小麥等；非糧包括薯類(木薯、甘薯、馬鈴薯)和纖維素。以木薯原料生產(chǎn)丁醇為例，也可采用下述方法制備原料干木薯經(jīng)過除塵、除雜凈化后入干木薯倉。干木薯經(jīng)輸送帶、提升機進粉碎機，形成干木薯粉。干木薯粉加入水和經(jīng)處理后的醪液調(diào)配、加溫糊化，經(jīng)過消毒塔和維持罐消毒、冷卻后作為培養(yǎng)基加入種母罐、育種罐、一級罐進行連續(xù)發(fā)酵。丙丁菌經(jīng)過孢子制備、6L瓶培養(yǎng)后接種入種母罐。發(fā)酵過程中產(chǎn)生的C02和H2經(jīng)水洗凈化后進入原料氣柜。發(fā)酵液經(jīng)換熱后進入醪塔蒸出丁醇、丙酮、乙醇和部分水。餾出物進入丁醇塔、丙酮塔、除醛塔進行進一步分離，得到生物丁醇。本發(fā)明人尤其意外地發(fā)現(xiàn)，當(dāng)二者的體積百分比為丁醇50%;93號汽油50%時，所制燃料的使用效果更佳，可在不改變發(fā)動機結(jié)構(gòu)的前提下，使動力性能優(yōu)于93號汽油，而且有害氣體一氧化碳的排放減少近35%。本發(fā)明的有益效果通過以實驗得到了進一步的證實。具體實施例方式實施例1生物丁醇5升和93號汽油95升實施例2生物丁醇10升和97號汽油90升。實施例3生物丁醇25升和90號汽油75升。實施例4生物丁醇50升和93號汽油50升。實施例5生物丁醇75升和93號，汽油25升。實施例6生物丁醇90升和93號，汽油10升。試驗實施例-所用燃料-本發(fā)明燃料按照實施例2—5所配制的燃料。對比燃料含10%乙醇的乙醇汽油燃料；93號汽油。圖1為燃油扭矩對比圖。圖2為燃油功率對比圖。圖3為燃油消耗對比圖。圖4為最高車速對比圖。圖5為加速性對比圖。圖6為耗油量對比圖。圖7為碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、氮氧化合物排放量對比圖。圖8為二氧化碳排放量對比圖。試驗方法將燃料加入汽車油箱內(nèi)，按汽油和空氣的混合比，啟動內(nèi)燃機，進行了發(fā)動機臺架試驗，整車道路試驗，整車常溫排放試驗和500公里的整車行駛試驗。試驗中采用ET2000發(fā)動機自動測試控制系統(tǒng)(包括ET2100測控儀、ET2200油門勵磁(水門)驅(qū)動儀、ET2300數(shù)據(jù)采集儀、ET2500智能油耗儀、ET2600油門執(zhí)行器、ET2400多參數(shù)顯示屏及DW/DWDET系列電渦流測功機)和VTCLEETS燃燒排放測試設(shè)備(1.寶克公司MIM4100底盤測功儀，2.HORIBA公司DLT7400T稀釋通道，3.CVS7200定容樣系統(tǒng)，4.MEXA7200氣體分析儀)以及有計算機RDSS控制系統(tǒng)的道路模擬實驗臺，這些設(shè)備采用不間斷采集的方式對使用丁醇汽油燃料的GW491QE發(fā)動機以及長城牌CRV整車進行了逐項實驗，在各項實驗達(dá)到預(yù)定指標(biāo)后還進行了公路500公里行駛實驗。一、臺架試驗使用的發(fā)動機為2.4升的4缸汽油機(GW491QE，2003年出廠)，該汽油機設(shè)置在實驗室的臺架上，其與計算機系統(tǒng)連接，在實驗進行時燃料做功的所有指標(biāo)和數(shù)據(jù)均可顯示和紀(jì)錄。丁醇含量分別為10%、25%、50%、75%的生物丁醇燃料和含10%乙醇的乙醇汽油燃料在不同轉(zhuǎn)速下的扭矩值、功率和燃油消耗如圖1、2、3所示。其中燃油扭矩對比詳見圖1。如圖1所示，25%的丁醇汽油和50%的丁醇汽油，從低速到高速扭矩值都表現(xiàn)出比93號汽油的扭矩值要高，而10%和75%的丁醇汽油在低速和中高速時段扭矩值表現(xiàn)比93號汽油的扭矩值低一些。從圖1可以看出丁醇比乙醇具有更優(yōu)越的品質(zhì)，且熱值轉(zhuǎn)化率更高，更接近汽油的特性。此外，乙醇摻入到汽油內(nèi)，如果含有少量水分，乙醇和汽油會出現(xiàn)明顯的分層，影響燃燒效果，所以乙醇的儲存、罐裝、運輸?shù)冗^程要求十分嚴(yán)格，成本也隨之增加。而丁醇作為燃料的儲存、罐裝、運輸?shù)葲]有乙醇這方面的缺點。燃油功率對比詳見圖2。如圖2所示，從低速到高速不同濃度的丁醇汽油與93號汽油的功率值很接近，其中25%和50%的丁醇汽油略優(yōu)于93號汽油。燃油消耗對比詳見圖3。如圖3所示，隨著轉(zhuǎn)速的增加，不同濃度的丁醇汽油表現(xiàn)出比93號汽油更高的耗油量。二、整車道路試驗整車道路測試在底盤測功機上進行，測試車輛為一SUV兩驅(qū)車，50%丁醇汽油和93號汽油的最高車速對比，加速性對比，等速油耗的對比和15工況油耗對比結(jié)果如圖4一圖6所示。最高車速對比詳見圖4。如圖4所示，50%的丁醇汽油在4擋和5擋時的最高車速優(yōu)于93號汽油。加速性對比詳見圖5。如圖5所示，50%的丁醇汽油在起步加速上明顯優(yōu)于93號汽油，而在4擋和5擋加速上與93號汽油基本一致。油量對比詳見圖6。如圖6所示，50%的丁醇汽油在60km/h、90km/h和120kmZh的不同速度下的百公里耗油量略高于93號汽油。三、排放試驗排放試驗在排放試驗室進行，試驗車輛為SUV兩驅(qū)車，50%丁醇燃料與93號汽油的排放結(jié)果如圖7、圖8所示。碳?xì)浠衔铩⒁谎趸?、氮氧化合物排放量對比詳見圖7。如圖7所示，50%的丁醇汽油的碳?xì)浠衔锱欧帕颗c93號汽油接近，低于標(biāo)準(zhǔn)汽油；-一氧化碳的排放量比93號汽油低近35%,更遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)汽油；氮氧化合物的排放比93號汽油要高。二氧化碳排放量對比圖詳見圖8。如圖8所示，50%的丁醇汽油的二氧化碳排放量低于93號汽油。本發(fā)明所提供的生物丁醇汽油可用于內(nèi)燃機，如汽油機、柴油機等。本發(fā)明提供的生物丁醇汽油辛烷值高，無腐蝕，在不改變發(fā)動機結(jié)構(gòu)的前提下，起動性能好，運行平穩(wěn)，爬坡力強，是一種品質(zhì)優(yōu)良而造價又不高的高能燃油。由于可部分替代石油資源，緩解石油危機，因此，有利于國家能源安全。同時，可減少有害氣體排放，改善大氣環(huán)境。另外，由于本發(fā)明中的丁醇是由生物發(fā)酵而來，還會有利于促進農(nóng)業(yè)發(fā)展，提高農(nóng)民收入。權(quán)利要求1.一種內(nèi)燃機用燃料，其特征在于該燃料由以體積百分比計的下述組分組成生物丁醇1-100％、汽油0-99％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)燃機用燃料，其特征在于各組份體積百分比為生物丁醇1一75%、汽油25—99%。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機用燃料，其特征在于各組份體積百分比為-生物丁醇5—50%、汽油50—95%。全文摘要本發(fā)明公開了一種內(nèi)燃機用燃料，該燃料由以體積百分比計的下述組分組成生物丁醇1-100％；汽油0-99％；優(yōu)選的比例為生物丁醇1-50％，汽油50-99％。本發(fā)明的內(nèi)燃機用燃料實施簡單方便，動力性略優(yōu)于單純汽油，有害氣體CO降低約35-50％。本發(fā)明內(nèi)燃機燃料辛烷值高，無腐蝕，在不改變發(fā)動機結(jié)構(gòu)的前提下，起動性能好，運行平穩(wěn)，爬坡力強，是一種品質(zhì)優(yōu)良而造價又不高的高能燃油。文檔編號C10L1/02GK101205486SQ20071013958公開日2008年6月25日申請日期2007年10月19日優(yōu)先權(quán)日2007年10月19日發(fā)明者張玉虎,軍李,李立強,段寶玲,王正品,貢敬民,黃品奇申請人:華北制藥集團有限責(zé)任公司