專利名稱：一種以二甲醚為主要成分的新型工業切割氣的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種醚烴類燃氣，特別涉及一種以二甲醚為主要成分的新型工業切割氣。
背景技術：
目前我國的金屬焊割加工過程中所使用的工業切割氣主要是乙炔，乙炔作為一種傳統的金屬焊割加過程中所使用的燃氣，具有火焰溫度高，熱加工效果顯著等優點，但是亦有明顯的缺點，乙炔是一種易燃、易爆、難以儲存和運輸的氣體。而且在制備過程中消耗較高的能量并會造成嚴重的環境污染。從國家目前積極倡導減排節能的角度，乙炔產業已經不適應繼續發展。替代乙炔的新型工業切割氣主要是以丙烷和液化石油氣等為主要組分，其中以丙烷為主要組分的切割氣，在安全和環保等方面較乙炔有明顯改善，但丙烷火焰溫度和切割速度卻不如乙炔優越，且丙烷氣體來源單一，在使用過程中耗氧量高，不利于安全操作。隨著二甲醚工業的興起，二甲醚作為切割氣顯示出較強的優勢二甲醚不含磷化氫和硫化氫等有毒物質，并且自身含氧，燃燒充分，是理想的清潔能源；二甲醚不易發生爆炸，貯運和使用安全；二甲醚價格低廉，與其它工業切割氣相比，很有競爭力。由于二甲醚熱值較低，單純使用二甲醚作為切割氣存在打孔切割速度慢的問題， 因此必須加入最佳的添加劑，來提高二甲醚燃燒溫度和燃燒速度。
發明內容
本發明的目的在于改進上述不足，以二甲醚為主要成分做燃氣，加入添加劑配制成使用安全，節能環保，價格低廉的新型工業切割氣。本發明的技術方案為一種以二甲醚為主要成分的新型工業切割氣，包含但不限于二甲醚以及添加劑等，各組分質量百分比為二甲醚60 99. 99%，添加劑0·01% 40%。切割氣各組分質量百分比優選為二甲醚80 99. 99%，添加劑0·01% 20%。切割氣各組分質量百分比更優選為二甲醚90 99. 99%，添加劑0.01% 10%。所述的添加劑由叔丁基二茂鐵、乙醚、芳烴油、6#溶劑油、叔丁醇、高錳酸鉀按一定比例制得，添加劑組成)如下叔丁基二茂鐵 30%，乙醚10% 80%，芳烴油 20%，6#溶劑油
5% 60%，叔丁醇 40%，高錳酸鉀0% 20%。
優選的添加劑組成如下叔丁基二茂鐵1<% 20%，乙醚40(% 80%，芳烴油 10%，6#溶劑油5% 30%，叔丁醇 20%，高錳酸鉀0% 10%。添加劑組成更優選叔丁基二茂鐵 10%，乙醚60% 80%，芳烴油 5%，6#溶劑油10% 30%，叔丁醇5% 10%，高錳酸鉀0% 5%。本發明的更優選技術方案為一種以二甲醚為主要成分的新型工業切割氣，包含但不限于二甲醚以及添加劑等，還可以加入輔助氣體。通常各組分質量百分比為二甲醚60 99%，添加劑0·01% 39%，輔助氣體0. 01 39%。優選的切割氣各組分質量百分比為二甲醚80 99%，添加劑0.01% 19%，輔助氣體0. 01 19%。所述的輔助氣體是乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、戊烷的一種或幾種，組成(wt% )如下 乙炔20% 100% ；丙烷0% 60% ；丙烯0% 60% ；丁烷0% 40% ；戊烷0% 40%。其中優選的輔助氣體組成如下乙炔50% 100% ；丙烷0% 50% ；丙烯 0% 50% ；丁烷0% 20% ；戊烷0% 20%。所述的加入輔助氣體的新型工業切割氣中添加劑由叔丁基二茂鐵、乙醚、芳烴油、 6#溶劑油、叔丁醇、高錳酸鉀按一定比例制得，添加劑組成)如下叔丁基二茂鐵 30%，乙醚10% 80%，芳烴油 20%，6#溶劑油 5% 60%，叔丁醇 40%，高錳酸鉀0% 20%。優選的添加劑組成如下叔丁基二茂鐵1<% 20%，乙醚40(% 80%，芳烴油 10%，6#溶劑油5% 30%，叔丁醇 20%，高錳酸鉀0% 10%。添加劑組成更優選叔丁基二茂鐵 10%，乙醚60% 80%，芳烴油 5%，6#溶劑油10% 30%，叔丁醇5% 10%，高錳酸鉀0% 5%。所述新型工業切割氣和添加劑的配制方法為A、添加劑的配制常溫常壓下，將各原料按劑量加入調制釜，連續攪拌2小時，即得添加劑。B、工業切割氣的配制先按劑量取添加劑注入液化石油氣空瓶中，有選擇地再通過氣體充裝站將輔助氣體注入液化石油氣空瓶中(如果制備不含輔助氣的切割氣，則不需此步驟)，最后通過氣體充裝站將二甲醚注入液化石油氣空瓶中，關閉閥門，充分混合均勻即完成新型工業切割氣的制備。本發明具有以下優點1、我國的能源結構為“富煤、少油、有氣”，發展二甲醚可以發揮我國的優勢，減少對原油的需求。因此二甲醚來源廣泛，價格低廉。2、相比乙炔的爆炸極限2. 5% 80.0%，二甲醚的爆炸極限為3. 4% 17% 爆炸范圍小，貯運和使用安全；
3、二甲醚是一種超清潔能源，不含磷化氫和硫化氫等有毒物質，不會對環境、使用者以及被切割的金屬焊縫造成不利影響。4、本發明深入研究二甲醚的燃燒機理，以及添加劑各種成分之間的協同效應，通過利用添加劑分子良好的活性，降低切割氣分子的活化能，從而使火焰釋放熱量更集中，達到提高切割氣的燃燒速度和火焰溫度的目的。本發明的工業切割氣用于切割時，預熱和切割速度快，切割面面平整、無掛渣、耗氧少，各項指標均優于傳統溶解乙炔氣。綜上所述，本發明的以二甲醚為主要成分的新型工業切割氣在經濟性、安全性、環保性及切割性能等方面顯示出強勁的優勢。
具體實施例方式下面對本發明做進一步的描述，以下僅為本發明的較佳實施例而已，不能以此限定本發明的范圍。即凡是依本發明申請專利范圍所作的變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋的范圍內。實施例一添加劑配制比例按如下計量叔丁基二茂鐵10g，乙醚800g，芳烴油(來源北京昊科爾化工有限公司)20g，6#溶劑油50g (來源北京昊科爾化工有限公司)，叔丁醇70g， 高錳酸鉀50g，加入調制釜，連續攪拌2小時，待用。該添加劑樣品命名為a。將20kg添加劑a壓入50kg裝鋼瓶，再向鋼瓶壓入二甲醚30kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚60%，添加劑40%。該切割氣樣品命名為A。實施例二 添加劑配制比例按如下計量叔丁基二茂鐵300g，乙醚100g，芳烴油50g，6#溶劑油150g，叔丁醇400g，加入調制釜，連續攪拌2小時，待用。該添加劑樣品命名為b。將5g添加劑b壓入50kg裝鋼瓶，再向鋼瓶壓入二甲醚49. 995kg,關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚99. 99%，添加劑0.01%。該切割氣樣品命名為B。實施例三添加劑配制比例按如下計量叔丁基二茂鐵30g，乙醚730g，芳烴油10g，6#溶劑油 220g，叔丁醇10g，加入調制釜，連續攪拌2小時，待用。該添加劑樣品命名為C。將0. 5kg添加劑c壓入50kg裝鋼瓶，再向鋼瓶壓入二甲醚49. 5kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚99%，添加劑1%。該切割氣樣品命名為C。實施例四添加劑配制比例按如下計量叔丁基二茂鐵50g，乙醚200g，芳烴油30g，6#溶劑油 600g，叔丁醇100g，高錳酸鉀20g，加入調制釜，連續攪拌2小時，待用。該添加劑樣品命名為d。將5kg添加劑d壓入50kg裝鋼瓶，再向鋼瓶壓入二甲醚45kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚90%，添加劑10%。該切割氣樣品命名為D。
實施例五添加劑配制比例按如下計量叔丁基二茂鐵200g，乙醚500g，芳烴油200g，6#溶劑油80g，叔丁醇10g，高錳酸鉀10g，加入調制釜，連續攪拌2小時，待用。該添加劑樣品命名為e。將IOkg添加劑e壓入50kg裝鋼瓶，再向鋼瓶壓入二甲醚40kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚80%，添加劑20%。該切割氣樣品命名為E。實施例六添加劑配制比例按如下計量叔丁基二茂鐵100g，乙醚400g，芳烴油10g，6#溶劑油270g，叔丁醇20g，高錳酸鉀200g，加入調制釜，連續攪拌2小時，待用。該添加劑樣品命名為f。將2. 5kg添加劑f壓入50kg裝鋼瓶，再向鋼瓶壓入二甲醚47. 5kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚95%，添加劑5%。該切割氣樣品命名為F。實施例七將5g添加劑a壓入50kg裝鋼瓶；再向鋼瓶壓入輔助氣體共495g，其中乙炔99g， 丙烷297g，丁烷49. 5g，戊烷49. 5g ；最后向鋼瓶壓入二甲醚49. 5kg,關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚99%，輔助氣體0.99%，添加劑 0.01%。該切割氣樣品命名為G。實施例八將0. 5kg添加劑b壓入50kg裝鋼瓶；再向鋼瓶壓入乙炔19. 5kg,最后向鋼瓶壓入二甲醚30kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚 60%，輔助氣體39%，添加劑1%。該切割氣樣品命名為H。實施例九將9. 5kg添加劑c壓入50kg裝鋼瓶；再向鋼瓶壓入輔助氣體共5g，其中乙炔 2. 5g，丙烷2. 5g ；最后向鋼瓶壓入二甲醚40. 4%kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚80. 99%，輔助氣體0. 01 %，添加劑19%。該切割氣樣品命名為I。實施例十將0.5kg添加劑d壓入50kg裝鋼瓶；再向鋼瓶壓入輔助氣體共93kg，其中乙炔 7. 125kg,丙烷2. 375kg ；最后向鋼瓶壓入二甲醚40kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚80%，輔助氣體19%，添加劑1 %。該切割氣樣品命名為J。實施例i^一 將19. 5kg添加劑e壓入50kg裝鋼瓶；再向鋼瓶壓入輔助氣體共0. 5kg，其中乙炔150g，丙烷25g，丙烯125g，丁烷100g，戊烷IOOg ；最后向鋼瓶壓入二甲醚30kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚60%，輔助氣體1%， 添加劑39%。該切割氣樣品命名為K。實施例十二
將4. 5kg添加劑f壓入50kg裝鋼瓶；再向鋼瓶壓入輔助氣體共03kg，其中乙炔 300g，丙烷50g，丙烯100g，丁烷25g，戊烷25g ；最后向鋼瓶壓入二甲醚45kg，關閉閥門，充分混合即得切割氣。該切割氣各組分的質量百分含量為二甲醚90%，輔助氣體1%，添加劑9%。該切割氣樣品命名為L。對比例一采用乙炔作為切割氣，切割效果列于下表。對比例二采用丙烷作為切割氣，切割效果列于下表。對比例三采用純二甲醚作為切割氣，切割效果列于下表。將上述各樣品統一進行碳鋼板切割實驗，切割實驗結果對比如下表
權利要求
1.一種以二甲醚為主要成分的新型工業切割氣，包含但不限于二甲醚以及添加劑，各組分質量百分比為二甲醚60 99. 99% ；添加劑0. 01% 40% ；所述添加劑由叔丁基二茂鐵、乙醚、芳烴油、6#溶劑油、叔丁醇、高錳酸鉀制得。
2.根據權利要求1所述切割氣，其特征在于，切割氣各組分質量百分比為二甲醚 80 99. 99%，添加劑0. 01% 20%;更優選二甲醚90 99. 99%，添加劑0. 01% 10%。
3.根據權利要求1或2所述切割氣，其特征在于，添加劑各組分質量百分比組成如下 叔丁基二茂鐵 30%，乙醚10% 80%，芳烴油 20%，6#溶劑油5% 60%，叔丁醇1 % 40%，高錳酸鉀0% 20%。
4.根據權利要求3所述切割氣，其特征在于，添加劑優選組成如下叔丁基二茂鐵 20%，乙醚40% 80%，芳烴油 10%，6#溶劑油5% 30%，叔丁醇 20%，高錳酸鉀0% 10% ；添加劑組成更優選叔丁基二茂鐵 10%，乙醚60% 80%，芳烴油 5%，6#溶劑油10% 30%，叔丁醇5% 10%，高錳酸鉀0% 5%。
5.根據權利要求1 4所述任意一種切割氣，其特征在于，切割氣中還加入輔助氣體。
6.根據權利要求5所述切割氣，其特征在于，切割氣各組分質量百分比為二甲醚 60 99%，添加劑0.01% 39%，輔助氣體0.01 39% ；優選的切割氣各組分質量百分比為二甲醚80 99%，添加劑0.01% 19%，輔助氣體0.01 19%。
7.根據權利要求5或6所述切割氣，其特征在于，輔助氣體是乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯的一種或幾種。
8.根據權利要求7所述切割氣，其特征在于，輔助氣體各組分質量百分比為乙炔 20% 100% ；丙烷0% 60% ；丙烯0% 60% ；丁烷0% 40% ；戊烷0% 40% ；優選的輔助氣體組成如下乙炔50% 100% ；丙烷0% 50% ；丙烯0% 50% ；丁烷0% 20% ；戊烷 0% 20%。
9.根據權利要求5 8所述任意一種切割氣，其特征在于，添加劑質量百分比組成如下叔丁基二茂鐵 30%，乙醚10% 80%，芳烴油1% 20%，6#溶劑油5% 60%， 叔丁醇1 % 40 %，高錳酸鉀0 % 20 % ；添加劑組成優選叔丁基二茂鐵1 % 20 %，乙醚 40% 80%，芳烴油 10%，6#溶劑油5% 30%，叔丁醇 20%，高錳酸鉀0% 10% ；添加劑組成更優選叔丁基二茂鐵 10%，乙醚60% 80%，芳烴油1% 5%， 6#溶劑油10% 30%，叔丁醇5% 10%，高錳酸鉀0% 5%。
10.一種權利要求1 9所述任意切割氣的配制方法，包括A、添加劑的配制常溫常壓下，將各原料按劑量加入調制釜，連續攪拌，即得添加劑。B、工業切割氣的配制先按劑量取添加劑注入液化石油氣空瓶中，有選擇地再通過氣體充裝站將輔助氣體注入液化石油氣空瓶中，最后通過氣體充裝站將二甲醚注入液化石油氣空瓶中，關閉閥門，充分混合均勻即完成新型工業切割氣的制備。
全文摘要
本發明提供一種以二甲醚為主要成分的新型工業切割氣，包含但不限于二甲醚以及添加劑等，各組分質量百分比為二甲醚60～99.99％；添加劑0.01％～40％。添加劑由叔丁基二茂鐵、乙醚、芳烴油、6#溶劑油、叔丁醇、高錳酸鉀按一定比例制得。切割氣中還可以加入輔助氣體，輔助氣體為乙炔、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯的一種或幾種。本發明在經濟性、安全性、環保性及切割性能等方面顯示出強勁的優勢。
文檔編號C10L3/00GK102492503SQ20111038182
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者劉鵬翔, 宋歡芳, 常俊石, 張建祥, 雷志祥 申請人:新奧新能(北京)科技有限公司