專利名稱：用于氧切割和/或加熱應用的有添加劑的燃氣,有添加劑氣體的組合物或應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于氧切割和/或加熱應用的有添加劑的燃氣，更具體的說，涉及用于氧切割和/或加熱操作的有添加劑的燃氣，以及其組合物和它們的應用。
直到幾年之前，大多數工業氧切割和/或加熱都使用乙炔作為燃氣，因為乙炔具有良好的切割和加熱特性，由于乙炔是具有高聚集熱、溫度和火焰輻射率的氣體，以及火焰所必需的耗氧量也較少，當與其它現有燃氣比較時乙炔表現出最好的技術性能。
然而，盡管有這些已證實的技術優勢，但生產乙炔的技術并沒有發展，以至使其價格降低。因此，在市場上出售的氣體中乙炔是最昂貴的，由于其高昂的生產成本，包括-除了其它幾點之外-碳化鈣的制作，碳化鈣是乙炔的原料，制備這種多孔材料并將它裝進鋼瓶中，加入丙酮并裝進鋼瓶中的操作，使乙炔在經濟上幾乎沒有競爭力。有鑒于此，氧切割和加熱操作燃料的消費者，正通過找尋比乙炔價格低的高能替代品，減低他們的運作成本。
涉及燃氣應用的生產成本的構成直接與每種燃氣用于火焰所必需的耗氧特性相關。雖然乙炔的價格比其它替代燃料的高，由于其需氧量低，乙炔仍保持著競爭性。因此，為了使乙炔與其它替代燃料具有競爭性，氧氣的價格是決定性的。新的氧氣生產技術的不斷開發正在顯著降低這些氣體的生產成本，使其平均價格降低。有鑒于此，其它燃氣替代品已經成為可行，因為它們的生產成本比乙炔的低，盡管這些氣體用于火焰時需要更大的氧氣量。
由于使用乙炔的費用高，價格比乙炔低的燃氣替代品正在被研究之中。例如，除了其它的之外，GLP，丙烯和有添加劑的GLP，目前正在應用于工業。
盡管為了進行燃燒需要更大的氧氣量，GLP仍然一直在工業上應用，得益于平均氧氣價格的降低和其自身的低價格。
丙烯，與GLP相似，是一種石油液化氣，是工業過程中乙炔使用的另一種替代品。它具有比乙炔低的價格，盡管用于火焰的耗氧量較高，由于市場的平均氧氣價格降低，它還是受到惠顧。盡管它的價格比GLP的高，但GLP和丙烯所需的耗氧量的比例有很大不同，能使得在工業過程中以丙烯為代表的最終費用更低。
有添加劑的GLP是近來采用GLP化學添加方法得到的，GLP的化學添加方法能夠增強這種氣體的燃燒特性，使它可與乙炔相比，但并不顯著增加生產成本，從而并不增加這種燃料的最終價格。
除了價格之外，不同于乙炔的液化氣的另一個優點是這種產品的貯存方式。乙炔是在鋼瓶中處于所要求的狀態并且溶解于足夠的溶劑中，液化氣以液態貯存在鋼瓶或容量更大的儲桶中，導致運輸費用降低和運輸安全性更高。
雖然這些燃氣替代品用于代替乙炔，但由于這些氣體的生產率低，它們不能完全滿意地取代乙炔，因為它們不能提供等于或高于乙炔所獲得的切削速度，還有它們的氧氣消耗量大于乙炔的。
因此，本發明的一個目的是提供用于氧切割和/或加熱應用的有添加劑的燃氣，這種氣體能夠提供更高的生產率，即更高的切削速度和更低的氧氣以及燃氣消耗量。
本發明的另一個目的是提供具有低生產成本的用于氧切割和/或加熱應用的有添加劑的燃氣。
本發明的這些目的和其它目的通過丙烯添加一種化學產品而達到了，這種化學產品有作為基本組分的芳族化合物、石蠟和環烷化合物，其濃度為能使這種化學產品具有比目前使用的燃氣高的切削和加熱生產率、具有更高的切削速度、更低的氧氣以及燃氣消耗量，以及低的生產成本。
本發明的有添加劑的燃氣通過其純度可以在93％～99.5％之間的丙烯加入添加劑達到了，其化學添加劑含有作為基本組分的芳族化合物(C9～C10)、石蠟(C6～C12)和環烷化合物(C9～C10)，其體積濃度可以在2％～10％之間。
為了舉例說明和證明本發明的有添加劑的燃氣的優點，用自動工藝，對碳鋼SAE1020板實施若干個試驗型線型切割，碳鋼板的表面情況為250mm長，厚度為1/4”、1/2”、1”、2”和3”，如每一條AWXC4.1-77規定的試樣3那樣，使用當前應用的燃氣和本發明的有添加劑的燃氣，通過改變丙烯純度等級(從93％～99.5％)和添加劑體積濃度(從2％至10％)實施。
下面表1示出當前使用的幾種燃氣和本發明有添加劑的燃氣，在各個添加劑的體積濃度和表現出最佳結果的丙烯純度等級下，在試驗中得到的切削速度(mm/min)的平均結果。
表1
從表1可以肯定，有添加劑的丙烯的切削速度值大于其它燃氣的，包括純丙烯。含有添加劑體積濃度為3％～10％的93％丙烯，用于所有被測量厚度，得到的切削速度可以比其它燃氣的大，含有添加劑體積濃度2％～4.5％的99.5％丙烯也產生同樣的情形，用含有添加劑體積濃度6～8％的93％丙烯和含有添加劑體積濃度2.5～4.5％的99.5％丙烯獲得最佳的結果。
下面表2表示使用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯與其它燃氣比較，所得到的生產率增益百分比。
表2
<p>從上表2中可以看出，用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯，與乙炔比較，能夠得到6.77～50.85％的生產率增益；與GLP比較，能夠得到16.01～71.15％的生產率增益；與有添加劑的GLP比較，能夠得到7.58～64.21％的生產率增益；與沒有添加劑的93％丙烯比較，能夠得到12.70～58.93％的生產率增益，與沒有添加劑的99.5％丙烯比較，能夠得到10.94～43.55％的生產率增益。這種情形的發生，是因為當使用有6.7％體積濃度的93％丙烯時，切削速度隨鋼板厚度的增加而減慢。
下面表3和表4表示，含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯、含有添加劑體積濃度3.9％d的99.5％丙烯、以及其他燃氣用于切削的燃氣和氧氣總消耗量，證明丙烯里加入添加劑，在降低相關氣體的消耗量方面，具有比其它燃氣顯著的優點。
下面表3表示用于切削的含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯和含有添加劑體積濃度3.9％的99.5％丙烯以及其它燃氣的總燃氣消耗量(kg)。
表3
從表3可以看出，對于所有厚度的研究當使用有添加劑的丙烯，特別是使用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯，比其它燃氣消耗量低。
下面表4表示用于切削的含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯和含有添加劑體積濃度3.9％的99.5％丙烯以及其它燃氣的總氧氣消耗量(m3)。
表4
從表4可以看出，對于所有厚度的研究當使用有添加劑的丙烯，特別是使用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯，比用于被分析的各種厚度的其它燃氣的總氧氣消耗量低。
從表3和4中可以肯定，當使用含有以芳族化合物(C9～C10)、石蠟(C6～C12)和環烷化合物(C9～C10)作為基本組分的添加劑的丙烯時，特別是使用含有添加劑體積濃度6.7％的93％丙烯時，低的燃氣和氧氣消耗量是必然的，這個特點，與如表1所示的更高切割速度，以及考慮到在氧切割操作中涉及的價格的特點一起，使完成切割的最終成本低于其它燃氣的，這一降低對于較大厚度板的切割更被看重。
權利要求
1.用于氧切割和/或加熱應用的有添加劑的燃氣，其特征在于，這種燃氣由純度93％～99.5％、添加了體積濃度為2％～10％的芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品的丙烯構成。
2.根據權利要求1的含有添加劑的燃氣，其特征在于，這種化學產品的基本成分是芳族化合物(C9～C10)、石蠟(C6～C12)和環烷化合物(C9～C10)。
3.根據權利要求1和2的含有添加劑的燃氣，其特征在于，這種燃氣由純度93％、添加了體積濃度為3％～10％的芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品的丙烯構成。
4.根據權利要求3的含有添加劑的燃氣，其特征在于，這種燃氣由純度93％、添加了優選體積濃度為6％～8％的芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品的丙烯構成。
5.根據權利要求3的含有添加劑的燃氣，其特征在于，這種燃氣由純度93％、添加了更優選的體積濃度為6.5％～7.5％的芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品的丙烯構成。
6.根據權利要求1和2的含有添加劑的燃氣，其特征在于，這種燃氣由純度99.5％、添加了體積濃度為2％～4.5％的芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品的丙烯構成。
7.根據權利要求6的含有添加劑的燃氣，其特征在于，這種燃氣由純度99.5％、添加了優選體積濃度為2.5％～4.5％的芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品的丙烯構成。
8.根據權利要求6的含有添加劑的燃氣，其特征在于，這種燃氣由純度99.5％、添加了更優選的體積濃度為3％～4％的芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品的丙烯構成。
9.根據前述權利要求的用于氧切割和/或加熱應用的有添加劑的燃氣，其特征在于，這種燃氣由純度93％～99.5％、添加了體積濃度為2％～10％的芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品的丙烯構成。
10.根據權利要求1～8的有添加劑的燃氣的應用，其特征在于，這種燃氣是用于氧切割和/或加熱操作的。
全文摘要
用于氧切割和/或加熱的有添加劑的燃氣,具有低的生產成本,并且其切割和加熱速度比目前使用的燃氣的切割和加熱速度高,它需要較低的氧氣和燃氣消耗量,所說的有添加劑的燃氣是通過丙烯中添加了芳族化合物、石蠟和環烷化合物作為基本組分的化學產品獲得的。
文檔編號C10L3/00GK1231327SQ9910030
公開日1999年10月13日 申請日期1999年1月15日 優先權日1998年1月16日
發明者A·D·M·圭馬雷斯, W·D·A·烏馬塞多 申請人:懷特·馬丁斯公司