專利名稱：柴油乳化劑及其制備方法以及包括其的乳化柴油及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種柴油乳化劑及其制備方法以及包括其的乳化柴油及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著我國(guó)工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)柴油的需求日益增大，而我國(guó)石油產(chǎn)量不足，所以我國(guó)對(duì)進(jìn)口石油的依賴性逐年增加。如何充分利用現(xiàn)有資源，開發(fā)節(jié)能技術(shù)，減少浪費(fèi)，引起人們的高度重視。將普通的柴油配制成乳化柴油是一種既可以減少燃料消耗又可以控制廢氣排放的重要途徑，在節(jié)油和改善環(huán)境污染方面已展示出其顯著的優(yōu)越性。乳化技術(shù)目前已經(jīng)滲透到日用化工、精細(xì)化工、石油化工、材料科學(xué)、生物技術(shù)以及環(huán)境科學(xué)等領(lǐng)域，微乳化的技術(shù)也進(jìn)行了深入的研究，并在一些領(lǐng)域應(yīng)用。通過(guò)柴油乳化技術(shù)研 究，可以提高現(xiàn)有能源的利用率，節(jié)約石油資源，減少環(huán)境污染，以應(yīng)對(duì)日顯突出的能源危機(jī)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)乳化柴油技術(shù)進(jìn)行了許多研究，微柴油乳化即向柴油中摻入部分水來(lái)減少柴油的使用量，但由于水和油互不相溶而形成界面，為了盡量縮小接觸面積和降低體系能量，水和油相遇時(shí)形成了分開的兩層。為了使柴油乳化達(dá)到理想的乳化效果，需要一個(gè)合適的摻水乳化劑，此外還需要解決普通柴油、乳化劑與水的配制比例以及制備方法問(wèn)題，因此，選配優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的柴油微乳化劑是柴油微乳化技術(shù)的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在提供一種柴油乳化劑及其制備方法以及乳化柴油及其制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的柴油乳化效率低的技術(shù)問(wèn)題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種柴油乳化劑，包括油酸銨和醇類溶劑，其中油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為40% 90% ;醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為10% 60%。進(jìn)一步地，油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為45% 75% ;醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為25% 55%。進(jìn)一步地，油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為50%;醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為50%。進(jìn)一步地，醇類溶劑為甲醇、乙醇、丙醇和正丁醇中的一種或幾種混合。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種柴油乳化劑的制備方法，包括以下步驟將油酸銨與醇類溶劑直接混合攪拌得到柴油乳化劑；或者將油酸和質(zhì)量比濃度為28% 30%濃氨水以7:1 1:3的體積比混合，攪拌，升溫至130°C 170°C，制得油酸銨，向油酸銨中滴加醇類溶劑，得到柴油乳化劑；其中，油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為40 90% ;醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為10% 60%。
進(jìn)一步地，油酸與濃氨水的體積比為5:1。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種乳化柴油，包括體積百分比為65% 85%柴油、1% 20%的柴油乳化劑以及5% 19%水，其中柴油乳化劑為上述任一種柴油乳化劑。進(jìn)一步地，包括體積百分比為73% 80%柴油、5% 10%的柴油乳化劑以及15% 19% 水。進(jìn)一步地，包括體積百分比為73%柴油、8%的柴油乳化劑以及19%水。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種乳化柴油的制備方法，包括以下步驟在室溫下，將體積百分比為1% 20%的柴油乳化劑、1% 19%的水加入到65% 85%的柴油中，攪拌，得到乳化柴油，其中柴油乳化劑為上述任一種柴油乳化劑。本發(fā)明提供的柴油乳化劑包括油酸銨和醇類溶劑，用該柴油乳化劑制備的乳化柴 油外觀透明澄清似純柴油顏色，性能穩(wěn)定不分層且摻水率最高可達(dá)19%，該柴油乳化劑具有乳化時(shí)間短和乳化效率高的優(yōu)勢(shì)，另外該柴油乳化劑對(duì)內(nèi)燃機(jī)的腐蝕和磨損較小，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，具有很大的推廣和應(yīng)用價(jià)值。


構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的說(shuō)明書附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖I示出了最大摻水率隨著油酸與濃氨水體積比的變化趨勢(shì)示意圖；圖2示出了最大摻水率隨著正丁醇用量的變化趨勢(shì)示意圖；圖3示出了本發(fā)明典型實(shí)施例的乳化柴油的吸光度隨時(shí)間而變化的趨勢(shì)示意圖；圖4示出了乳化柴油的成本以及相應(yīng)體積的0#柴油的成本隨正丁醇用量的變化趨勢(shì)示意圖；以及圖5示出了乳化柴油的成本比相應(yīng)體積的0#柴油的成本的節(jié)約率隨正丁醇用量的變化趨勢(shì)示意圖。
具體實(shí)施例方式需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。國(guó)內(nèi)柴油一般分為輕柴油和重柴油，按凝點(diǎn)，輕柴油一般分為10#，5#，0#,-5#,-10#,-21#,-35# ;重柴油包括10#，20#，30#。燃燒性能用十六烷值來(lái)表示，值愈高愈好，高速柴油機(jī)用的輕柴油的十六烷值為42-55，低速柴油機(jī)用的一般在35以下。本發(fā)明中所采用的柴油主要是指輕柴油，如0#柴油。乳化劑是指能將兩種或多種互不相容的物質(zhì)乳化成為均一分散體系的具有表面活性的單一或復(fù)合性化學(xué)物質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的一種典型實(shí)施方式，柴油乳化劑包括油酸銨和醇類溶劑，其中油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為40% 90% ;醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為10 60%O本發(fā)明提供的柴油乳化劑包括油酸銨和醇類溶劑，用該柴油乳化劑得到的乳化柴油外觀透明澄清似純柴油顏色，性能穩(wěn)定不分層且摻水率高達(dá)19%，該柴油乳化劑具有乳化時(shí)間短和乳化效率高的優(yōu)勢(shì)，另外該柴油乳化劑對(duì)內(nèi)燃機(jī)的腐蝕和磨損較小，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，具有很大的推廣和應(yīng)用價(jià)值。優(yōu)選地，油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為45% 75% ;醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為25% 55%。進(jìn)一步優(yōu)選地，油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為50% ;醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為50%。當(dāng)油酸銨的體積與醇類溶劑的體積為1:1時(shí)，兩者混合具有最好的乳化性能。本發(fā)明中所采用的醇類溶劑優(yōu)選為甲醇、乙醇、丙醇和正丁醇中的一種或幾種混合。本發(fā)明優(yōu)選但并不局限于此，利用油酸的酸性與氨水的堿性，使水被有效增溶進(jìn)殼，形成了熱力學(xué)穩(wěn)定的微乳體系，用醇類溶劑做助劑使體系更穩(wěn)定，柴油乳化效果更好。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種柴油乳化劑的制備方法，包括以下步驟將油酸銨與醇類溶劑直接混合攪拌得到柴油乳化劑；或者將油酸和質(zhì)量比濃度為28% 30%濃氨水以7:1 1:3的體積比混合，攪拌，升溫至130°C 170°C，制得油酸銨，向油酸銨中滴加醇類溶劑，得到柴油乳化劑；其中，油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為40% 90% ;醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為10% 60%。 油酸是一種含18個(gè)碳原子和一個(gè)雙鍵的不飽和脂肪酸，其本身不是表面活性劑，是作為生產(chǎn)非離子型表面活性劑的原料，通過(guò)將油酸與濃氨水在高溫下反應(yīng)生成油酸銨，再向油酸銨中加入助表面活性的醇類溶劑，使得油酸銨具有較好的乳化性能。本發(fā)明所采用的油酸銨作為乳化劑，其選擇性、穩(wěn)定性和乳化性都較好，大大提高了柴油乳化的效率，降低了成本，達(dá)到節(jié)能減排之功效；另外，該制備方法工藝簡(jiǎn)單，不需要大型儀器和設(shè)備，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，油酸與濃氨水的體積比為5: I。當(dāng)油酸與濃氨水的體積比為5 I時(shí)具有最大的慘水率。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種乳化柴油，包括體積百分比為65% 85%柴油、1% 20%的柴油乳化劑以及1% 19%水，其中柴油乳化劑為上述任一種的柴油乳化劑。本發(fā)明將原料按照上述的比例范圍混合，得到的乳化柴油摻水率高達(dá)19%，外觀透明澄清似純柴油顏色，穩(wěn)定時(shí)間較長(zhǎng)且不分層。優(yōu)選地，乳化柴油包括體積百分比為73% 80%柴油、5% 10%的柴油乳化劑以及13% 19%水。進(jìn)一步優(yōu)選地，包括體積百分比為73%柴油、8%的柴油乳化劑以及19%水。按照該比例可以得到性能優(yōu)異且具有最大摻水量的乳化柴油。根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種乳化柴油的制備方法，包括以下步驟在室溫下，將體積百分比為1% 20%的柴油乳化劑、1% 19%的水加入到65% 85%的柴油中，攪拌，得到乳化柴油，其中柴油乳化劑為上述任一種的柴油乳化劑。將本發(fā)明制備的柴油乳化劑添加到柴油中，得到了外觀透明澄清似純柴油顏色且乳化效率高和穩(wěn)定性能好的乳化柴油。該乳化柴油的乳化時(shí)間短、乳化效率高且摻水率達(dá)19% ;此外，該工藝簡(jiǎn)單、不需要大型設(shè)備和儀器，易于規(guī)?；a(chǎn)，具有推廣和應(yīng)用價(jià)值。一般在制備乳化柴油的過(guò)程中，加入水?dāng)嚢韬筮€包括超聲波霧化的步驟。加入水的速度采用滴加的方式較好，采用超聲波霧化有助于得到穩(wěn)定性和透明澄清度較大的乳化柴油，且得到的乳化柴油的吸光度較接近0#純柴油在600nm處的吸光度值O. 268。下面結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的有益效果。實(shí)施例1-5 (制備柴油乳化劑)
將油酸和濃氨水按照不同的體積比在130°C 170°C下制備油酸銨，再向油酸銨中加入醇類溶劑，得到柴油乳化劑，具體數(shù)據(jù)見表I。表I

權(quán)利要求
1.一種柴油乳化劑，其特征在于，包括油酸銨和醇類溶劑，其中所述油酸銨的含量占所述柴油乳化劑的體積百分比為40% 90% ;所述醇類溶劑的含量占所述柴油乳化劑的體積百分比為10% 60%O
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柴油乳化劑，其特征在于，所述油酸銨的含量占所述柴油乳化劑的體積百分比為45% 75% ;所述醇類溶劑的含量占所述柴油乳化劑的體積百分比為25% 55%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的柴油乳化劑，其特征在于，所述油酸銨的含量占所述柴油乳化劑的體積百分比為50% ;所述醇類溶劑的含量占所述柴油乳化劑的體積百分比為50%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項(xiàng)所述的柴油乳化劑，其特征在于，所述醇類溶劑為甲醇、乙醇、丙醇和正丁醇中的一種或幾種混合。
5.一種柴油乳化劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 將油酸銨與醇類溶劑直接混合攪拌得到所述柴油乳化劑；或者 將油酸和質(zhì)量比濃度為28% 30%濃氨水以7:1 1:3的體積比混合，攪拌，升溫至130°C 170°C，制得油酸銨；向所述油酸銨中滴加醇類溶劑，得到柴油乳化劑；其中， 所述油酸銨的含量占所述柴油乳化劑的體積百分比為40% 90% ;所述醇類溶劑的含量占所述柴油乳化劑的體積百分比為10% 60%。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述油酸與所述濃氨水的體積比為5:1。
7.一種乳化柴油，其特征在于，包括體積百分比為65% 85%柴油、1% 20%的柴油乳化劑以及5% 19%水，其中所述柴油乳化劑為權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的柴油乳化劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乳化柴油，其特征在于，包括體積百分比為73% 80%柴油、5% 10%的柴油乳化劑以及15% 19%水。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的乳化柴油，其特征在于，包括體積百分比為73%柴油、8%的柴油乳化劑以及19%水。
10.一種乳化柴油的制備方法，其特征在于，包括以下步驟 在室溫下，將體積百分比為1% 20%的柴油乳化劑、1% 19%的水加入到65% 85%的柴油中，攪拌，得到乳化柴油，其中所述柴油乳化劑為權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的柴油乳化劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柴油乳化劑及其制備方法以及包括其的乳化柴油及其制備方法。該柴油乳化劑包括油酸銨和醇類溶劑，其中油酸銨的含量占柴油乳化劑的體積百分比為40%～90%；醇類溶劑的含量占柴油乳化劑的體積百分比為10%～60%。本發(fā)明提供的柴油乳化劑包括油酸銨和醇類溶劑，得到的乳化柴油外觀透明澄清似純柴油顏色，性能穩(wěn)定不分層且摻水率最高可達(dá)到19%，該柴油乳化劑具有乳化時(shí)間短和乳化效率高的優(yōu)勢(shì)，另外該柴油乳化劑對(duì)內(nèi)燃機(jī)的腐蝕和磨損較小，對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性強(qiáng)，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，具有很大的推廣和應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)C10L1/188GK102816617SQ20121032271
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月3日
發(fā)明者于洪林 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 神華烏海能源有限責(zé)任公司