一种切割用天然气添加剂 技术领域

本发明涉及金属切割技术领域， 具体说是一种切割用天然气添加剂。

背景技术

现在市面上对于金属切割的方法很多， 例如激光、 等离子、 气体火焰等， 但由于气体火焰切割成本低， 易于掌握等特点， 依然是国内外企业切割方式 的首选。

气体火焰切割， 使用的主要有三种气体， 一种是天然气， 一种是乙炔气 体， 一种是丙烷、 丙烯类气体。 下面对于这三种气体进行一下优劣比较： 表 1

由表 1可见，

1、天然气的密度明显的低于空气的密度，乙� �的密度接近于空气的密度， 而丙烷、 丙烯类气体超过空气的密度。 所以当发生泄漏时， 天然气不容易发 生低凹沉积， 使其不易达到爆炸范围， 减少了发生爆炸的可能性。

2、 天然气的相对密度也远低于空气的密度， 所以泄漏出来的天然气能迅 速挥发， 不会发生低处大量滞留， 适用于小空间以及相对密闭的空间使用。

3、 天然气的爆炸范围较窄， 是乙炔爆炸范围的 V4, 所以相对乙炔来说， 安全性就高了很多。

4、 天然气的着火点比乙炔和丙烷、 丙烯类气体都高， 所以要想点燃天然 气， 要使用明火， 这样就不至于由于零星的低温火源将气体点燃 ， 更安全。

5、 天然气是天然组成的， 燃烧时不会有污染物排放， 乙炔在生产时需要 消耗大量的电能和焦炭， 而且在生产出乙炔和乙炔燃烧时会都会产生大 量的 污染物， 会对人体的健康产生影响， 还会对大气产生污染， 丙烷、 丙烯是石 油的副产品， 在很多地方都大量的需求， 如果只用作切割， 过于浪费。

6、 天然气没有毒性， 而乙炔含有硫化氢、 磷化氢等大量对人体有害的物 质， 丙烷、 丙烯类含有单纯性窒息及麻醉作用， 也会对接触人员产生不利的 副作用。

7、 天然气在燃烧时， 低辐射， 无黑烟； 而乙炔易积碳， 点燃易冒黑烟和 烟尘， 对人体健康有影响。

由此可见， 天然气在气体火焰切割领域前景广阔， 节能环保效果好， 安 全性高。 但单纯天然气的不足是其燃烧时火焰的温度比 较低， 使用其做切割 气时预热的时间长， 不宜用于切割。 发明内容

针对现有技术中存在的缺陷， 本发明的目的在于提供一种切割用天然气 添加剂， 向天然气中注入起到催化助燃作用， 使天然气燃烧速度加快， 火焰 温度升高，减少预热的时间并可加速铁与氧气 的氧化（燃烧）， 提高切割速度， 进一步降低使用成本， 且依然具有环保效果好， 安全性高的特点。

为达到以上目的， 本发明采取的技术方案是：

一种切割用天然气添加剂， 其特征在于按质量百分比包括以下组分： 戊烷 78%-93%；

1-戊烯 1%-3%；

2, 3甲基戊烷 2%-7% _;

新己烷 1.5%-3.5%；

正丙醇 1%-5%；

2, 2, 4三甲基戊烷 0H

硝基甲烷 0.4%-1% _;

丁二烯 0.2%-0.5%；

二甲苯 0.2%-0.5%。

本发明所述的切割用天然气添加剂， 向天然气中注入起到催化助燃作用， 使天然气燃烧速度加快， 火焰温度升高， 减少预热的时间并可加速铁与氧气 的氧化 （燃烧）， 提高切割速度， 进一步降低使用成本， 且依然具有环保效果 好， 安全性高的特点。

具体实施方式

本发明公开了一种切割用天然气添加剂， 其特征在于按质量百分比包括 以下组分：

戊烷 78%-93%；

1-戊烯 1%-3%；

2, 3甲基戊烷 2%-7%；

新己烷 1.5%-3.5%；

正丙醇 1%-5%；

2, 2, 4三甲基戊烷 0H

硝基甲烷 0.4%-1% _;

丁二烯 0.2%-0.5%；

二甲苯 0.2%-0.5%。

上述组份的混合基本顺序为：戊烷 + 2, 3甲基戊烷 + 1-戊烯 + 新己烷 + 2， 2， 4三甲基戊烷 +硝基甲烷 + 正丙醇 + 丁二烯 + 二甲苯。 在混合过 程中不需要什么特殊的容器、 设备或方法， 将原料按上述先后次序全部加入 一个密闭容器 （因为原料均为无腐蚀性化学品， 所以常用的密闭金属容器就 行） 中， 对其进行搅拌， 使其混合均匀即可。

本发明所述的切割用天然气添加剂， 向天然气中注入起到催化作用， 其 主要作用有两个： 一是加入添加剂后可加速天然气的燃烧， 并使天然气燃烧 的更加充分， 从而提高燃烧温度和施放出更多的热量， 天然气的主要成分是 甲烷， 正常情况下甲烷和氧气完全燃烧时会产生二氧 化碳和水， 但现实中往 往达不到这种效果， 甲烷燃烧时可能会有一部分没有燃烧依然是甲 烷状态挥 发， 还有一部分生成的是一氧化碳， 一氧化碳和氧气燃烧生成二氧化碳时还 会施放一部分热量， 所以就有大量的热量没有被利用， 加入添加剂就改变了 这种情况， 可以促使甲烷完全燃烧， 使其尽量被全部利用， 施放出最多的热 量， 同时也达到了节能减排的效果； 二是金属的切割实际就是铁和氧气的氧 化 （燃烧） 过程， 添加剂的加入有利于铁和氧气的氧化反应， 从而起到了提 高切割速度的作用。 以下为几个本发明所述切割用天然气添加剂的 具体实施例：

实施例 1.戊烷 828g _; 1-戊烯 10.8g _; 2, 3甲基戊烷 21.6g _; 新己烷 9g _; 正 丙醇 14.4g _; 2, 2, 4三甲基戊烷 7.2g _; 硝基甲烷 4.5g _; 丁二烯 2.7g _; 二甲苯 1.8g 表 2

实施例 2.戊烷 1335g; 1-戊烯 21g; 2, 3甲基戊烷 46.5g _; 新己烷 30g; 正 丙醇 31.5g; 2, 2, 4三甲基戊烷 16.5g _; 硝基甲烷 9g _; 丁二烯 6g _; 二甲苯 4.5g 表 3

实施例 3. 戊烷 2295g; 1-戊烯 62.1g; 2, 3甲基戊烷 137.7g;新己烷 59.4g; 正丙醇 78.3g _; 2, 2, 4三甲基戊烷 29.7g; 硝基甲烷 18.9g _; 丁二烯 10.8g _; 二 甲苯 8.1g 表 4

实施例 4. 戊烷 936g _; 1-戊烯 34.8g _; 2, 3甲基戊烷 81.6g _; 新己烷 40.8g; 正丙醇 58.8g _; 2, 2, 4三甲基戊烷 24g; 硝基甲烷 12g; 丁二烯 6g _; 二甲苯 6g

实施例 5. 戊烷 1620g; 1-戊烯 52g; 2, 3甲基戊烷 122g _; 新己烷 62g; 正丙醇 82g; 2, 2, 4三甲基戊烷 30g; 硝基甲烷 16g; 丁二烯 8g _; 二甲苯 8g 表 6

组分名称 配比范围 添加量 ( g) 所占百分比 戊烷 78 93 1620 81.00%

1-戊烯 1 3 52 2.60%

2， 3甲基戊烷 2 7 122 6.10% 新己烷 1.5 3.5 62 3.10% 正丙醇 1 5 82 4.10%

2， 2， 4三甲基戊烷 0.7 2 30 1.50% 硝基甲烷 0.4 1 16 0.80% 丁二烯 0.2 0.5 8 0.40% 二甲苯 0.2 0.5 8 0.40%

2000 实施例 6. 戊烷 2232g; 1-戊烯 24g; 2, 3甲基戊烷 48g; 新己烷 36g; 正 丙醇 24g; 2, 2, 4三甲基戊烷 16.8g _; 硝基甲烷 9.6g _; 丁二烯 4.8g _; 二甲苯 4.8g

表 7

但其平均沸点很低仅为

：接注入到天然气管道中， 管道中通过时， 管道中设 号传递到控制系统， 控 输出控制信号， 也可根据 泵获取到此信号时， 便会 然气质量的 0.6%〜： L%。以

表 8

由表 8可见，

1、 加入添加剂的天然气的密度和相对密度与天然 气接近， 没有改变天然 气本身的性质， 而且密度远低于空气的密度， 所以挥发性依然比较好， 不会 产生低凹沉积， 如发生泄漏也会迅速挥发， 可以保证生产场所的安全， 也更 适合小空间内的使用。

2、 加入添加剂后的天然气爆炸范围与天然气相似 ， 安全性依然明显优于 乙炔。

3、 加入添加剂后， 其着火点比天然气略高， 非明火不能点燃， 提高了安 全性能。

4、 加入添加剂后的天然气的火焰温度明显得到了 提高， 而且单位体积释 放出的热值更多， 这样在天然气做切割气时， 大大缩短了预热时间， 而且在 切割时， 也使切割的效果和切割的速度都得到了提高。

5、 由于切割气是以天然气作为基础气， 而加入的添加剂只是起到催化剂 的作用， 并没有没有改变天然气的性质， 使其燃烧时不会产生大量的污染物， 相对其他切割气体来说大大降低了对人体的危 害。

6、 加入添加剂后， 天然气更不易回火， 而且抗震防爆性能比乙炔更好。 天然气加入添加剂后火焰温度比较测试

1、 基本条件

1 ) 环境情况： 环境温度 20°C,大气压力 101.325 kPa

2) 测试气体： 天然气， 加入添加剂后的天然气， 添加剂加入量： 天然气质 量的 1%

3 ) 测试工具： 红外测温仪 （德国制造， 型号 HEITRONCS )

2、 测试方法： 在相同的气体压力和氧气压力下， 将天然气和加入添加剂的天 然气分别连接割矩后点燃， 把割矩调到切割焰的状态， 用红外测温仪去检测 火焰的最高温度。

3、 测试数据： 气体压力为 0.04MPa， 氧气压力为 0.4MPa

4、 测试结果

经测试天然气火焰的平均温度为 2556.2°C， 加入添加剂后天然气火焰的平均 温度为 3185.2°C.加入添加剂后天然气火焰的温度明显� �高。

钢板切割速度比较测试

1、 基本条件：

1 ) 切割试验材料及规格： AH32, 厚度 S=25mm

2) 切割长度： 2400mmX8= 19200mm

3 ) 切割设备： 半自动切割机， 2号割嘴

4) 切割类型： 直线切割

5 ) 试验用气体种类： 加入添加剂后的天然气， 乙炔

2、 测试方法： 秒表计时

4、 测试结果:

切割速度比： 421/379=1.1108