微乳狀柴油添加劑、微乳狀柴油及其制備方法
【專利摘要】一種微乳狀柴油添加劑及包含該添加劑的微乳狀柴油。添加劑包含按照質(zhì)量百分數(shù)計的組分:10%~30%的非離子表面活性劑,選自有機酸醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯(3,7,10)醚、聚氧乙烯(2O)失水山梨醇有機酸脂或其混合物;40%~60%的離子型表面活性劑,選自碳數(shù)為12~20的長鏈脂肪酸;0.5%~5%的分散劑,選自(乙醇)n胺,n=1~3;0.2%~15%的有機醇或有機醚;及5%~30%的苯胺衍生物。將柴油、微乳狀柴油添加劑及水混合、乳化成透明的微乳狀柴油。制得的微乳狀柴油加熱至90℃,油品仍透明清晰、不變色不分層,穩(wěn)定存在。
【專利說明】
微乳狀柴油添加劑、微乳狀柴油及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及到柴油滲水微乳化技術(shù),即微乳狀柴油添加劑及微乳狀柴油的制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 能源和環(huán)境是現(xiàn)今社會發(fā)展的兩大主題,于是節(jié)能和環(huán)境保護就成了當前科技工 作者要攻克的二大熱點。柴油滲水乳化技術(shù)是解決這二個問題的一種有效方法,乳化技術(shù) 由乳化燃油、微乳化燃油二大類別,早在1927年英國學(xué)者研究成功乳化柴油,1939年美國 燃油滲水乳化技術(shù)發(fā)表了專利,到1973年10月石油危機爆發(fā)后促使燃油滲水乳化技術(shù)迅 速發(fā)展,在歐洲汽車發(fā)動機得到了實際應(yīng)用,同時也暴露了乳化技術(shù)的不可克服的缺點一 該乳化燃油系統(tǒng)屬于熱力學(xué)不穩(wěn)定系統(tǒng),乳化燃油的分散相粒子在1~10 μm,隨著時間推 延,乳化油粒子必定會變大直至破乳。這就促使乳化技術(shù)的發(fā)展,1943年Hoar,Schulman提 出了微乳狀液定義,微乳化技術(shù)發(fā)展很快,因它的分散相粒子在〇. 01~〇. 1 μ m,屬于熱力 學(xué)的穩(wěn)定系統(tǒng),故微乳狀燃油有如下有點:(1)微乳狀燃油穩(wěn)定性好,宜長期保存;(2)微乳 狀燃油在爐膛、汽缸中噴射霧化好,燃油燃燒充分,燃燒效率高,尾氣排放的C0, NOx明顯降 低,煙碳量降低;(3)微乳狀柴油外觀透明,理化指標在純柴油的范圍內(nèi),微乳狀柴油為油 包水乳狀,與純柴油相溶性好。
[0003]目前微乳狀柴油研究有以下不足:
[0004] 現(xiàn)有微乳狀柴油添加劑加入量較大,成本較高,不利于實際推廣,如申請?zhí)?201010110, CN1410514, CN1239731A,CN1422935A,CN101323801A,CN101412922A ;
[0005] 現(xiàn)有微乳狀燃油添加劑中含有非全燃表面改性化學(xué)品,如金屬有機化合物,環(huán)烷 酸錳,在燃燒后產(chǎn)生固體金屬氧化物,隨尾氣排放,造成二次污染;
[0006] 微乳狀燃油添加劑中含有鉀、鈉金屬離子或硫、磷元素鹵素,燃燒后產(chǎn)生金屬氧 化物,SOx、POx 隨尾氣排放,造成二次污染,如 CN1896194A,CN87104283A,CN1146482A, CN1718693A,CN1718682A,CN1130672A,CN1422934A,CN101126038A,CN101348739A ;
[0007] 微乳狀燃油添加劑中含較多含氮化合物,對尾氣中降低NOx不利,并對設(shè)備造成 腐蝕,如 CN1394941A,CN1560200A ;
[0008] 加工過程設(shè)備復(fù)雜、能耗大,不利于應(yīng)用推廣,如CN1962826A。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0009] 本發(fā)明提供了一種微乳狀柴油添加劑及微乳狀柴油的制備方法。
[0010] 本發(fā)明的微乳狀柴油添加劑,包含按照質(zhì)量百分數(shù)計的下列組分:
[0011] 10%~30 %的非離子表面活性劑,選自有機酸醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯(3, 7, 10) 醚、聚氧乙烯(20)失水山梨醇有機酸脂或它們的混合物;
[0012] 40%~60%的離子型表面活性劑,選自碳數(shù)為12~20的長鏈脂肪酸;
[0013] 0· 5%~5%的分散劑,選自(乙醇)η胺,η = 1~3,也作為氣體凈化劑;
[0014] 0.2%~15%的有機醇或有機醚,優(yōu)選5%~15% ;
[0015] 5 %~30 %的苯胺衍生物。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的微乳狀柴油添加劑,其中所述有機酸醇酰胺中有機酸部分的碳 數(shù)為8~28 ;所述脂肪醇聚氧乙烯(3, 7,10)醚中脂肪醇部分的碳數(shù)為12~18,聚氧乙烯 個數(shù)為3、7或10 ;且所述的聚氧乙烯(20)失水山梨醇有機酸酯中聚氧乙烯(
)個數(shù)為 12 ~18〇
[0017] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的微乳狀柴油添加劑,其中所述脂肪酸酸值在195~205mgK0H/ g,脂肪酸碳數(shù)η = 16~18。
[0018] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的微乳狀柴油添加劑,其中所述有機醇為碳數(shù)為1~6的一元醇 或二元醇,有機醚的碳數(shù)為1~2 ;
[0019] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的微乳狀柴油添加劑,其中所述的苯胺衍生物作為乳化劑、腐蝕 抑制劑,碳數(shù)為6~8。
[0020] 本發(fā)明還提供一種微乳狀柴油,其包含本發(fā)明的微乳狀柴油添加劑及水。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的微乳狀柴油,其中微乳狀柴油各組分的質(zhì)量百分數(shù)為:2. 5%~ 16. 0%的微乳狀柴油添加劑;5. 0%~32. 0%的水;及余量的柴油。
[0022] 本發(fā)明進一步提供一種微乳狀柴油的制備方法,包括步驟:
[0023] (1)將權(quán)利要求1~5任一項中記載的各組分復(fù)配成所述微乳狀柴油添加劑;及 (2)將所述柴油、微乳狀柴油添加劑、水依次加入并攪拌,乳化成透明的微乳狀柴油。
[0024] 上述制得的微乳狀柴油加熱至90°C,油品仍透明清晰、不變色不分層,穩(wěn)定存在。
【具體實施方式】
[0025] 以下提供本發(fā)明一種微乳狀柴油添加劑和微乳狀柴油的制備方法的具體實例。
[0026] 實施例1 :含水量為20 %的微乳狀柴油的制備
[0027] (1)微乳狀柴油添加劑的制備:在400ml燒杯中,稱取可可酸二乙醇酰胺42克,油 酸80克,乙醇胺2克,異丙醇15克,六氫苯胺39克,用攪拌器攪拌到溶液均勻、清晰。
[0028] (2)微乳狀柴油制備:在200ml燒杯中,稱取0 #柴油70克,上述調(diào)好的微乳狀柴 油添加劑10克,水20克,用攪拌器攪拌到溶液透明、清晰。
[0029] (3)該微乳狀柴油在磁力攪拌器上加熱至90°C,油品仍透明清晰、不變色不分層, 穩(wěn)定存在。
[0030] 實施例2 :含水量為30 %的微乳狀柴油的制備
[0031] (1) 1#微乳狀柴油添加劑的制備:在400ml燒杯中,稱取可可酸二乙醇酰胺24. 3 克,油酸43. 5克,乙醇胺1. 3克,異丙醇10克,六氫苯胺10. 9克,用攪拌器攪拌到溶液均勻、 清晰。
[0032] (2)2#微乳狀柴油添加劑的制備:在400ml燒杯中,稱取油酸6. 0克,異丙醇4. 0 克,用攪拌器攪拌到溶液均勻、清晰。
[0033] (3)微乳狀柴油制備:在200ml燒杯中,稱取0 #柴油55克,上述調(diào)好的1#微乳狀 柴油添加劑13. 5克,水30克,用攪拌器攪拌10分鐘,再加入2#微乳狀柴油添加劑1. 5克, 繼續(xù)攪拌到溶液透明、清晰。該微乳狀柴油在磁力攪拌器上加熱至90°C,油品仍透明清晰、 不變色不分層,穩(wěn)定存在。
[0034] 實施例3 :含水量為10 %的微乳狀柴油的制備
[0035] (1)微乳狀柴油添加劑的制備:在200ml燒杯中,稱取AE0(7) 18. 1克,油酸54克, 乙醇胺1. 8克,異丙醇14. 5克,六氫苯胺11. 6克,用攪拌器攪拌到溶液均勻、清晰。
[0036] (2)微乳狀柴油制備:在200ml燒杯中,稱取0 #柴油85克,上述微乳狀柴油添加 劑5克,水10克,用攪拌器攪拌到溶液透明、清晰。該微乳狀柴油在磁力攪拌器上加熱至 90°C,油品仍透明清晰、不變色不分層,穩(wěn)定存在。
[0037] 實施例4 :含水量為10%的微乳狀柴油的制備
[0038] (1)微乳狀柴油添加劑的制備:在200ml燒杯中,稱取T8010. 6克,油酸55. 4克, 乙醇胺2. 0克,異丙醇17. 0克,六氫苯胺15. 0克,用攪拌器攪拌到溶液均勻、清晰。
[0039] (2)微乳狀柴油制備:在200ml燒杯中,稱取0 #柴油85克,上述微乳狀柴油添加 劑5克,水10克,用攪拌器攪拌到溶液透明、清晰。該微乳狀柴油在磁力攪拌器上加熱至 90°C,油品仍透明清晰、不變色不分層,穩(wěn)定存在。
[0040] 本發(fā)明的優(yōu)點和特點:
[0041] (1)添加劑中無非全燃性化學(xué)品,不含金屬離子、硫元素、磷元素、鹵素,燃燒后尾 氣中無固體金屬氧化物、SOx、POx、鹵化物的污染,尾氣經(jīng)檢測煙碳含量HSU在0~3,(合 格為:小于40)。
[0042] (2)微乳狀柴油添加劑用量少,滲水量大,添加劑/滲水量< 1/2,且所用添加劑成 本略高于柴油,則微乳狀柴油價比純柴油要低,有利應(yīng)用推廣。
[0043] (3)微乳狀柴油清晰、透明,分散相顆粒在0· 01~0· 1 μ m,燃燒噴射時霧化好,油 品充分燃燒,經(jīng)檢查滲水量為5%的微乳狀柴油的車用節(jié)油率為5%~6%,鍋爐節(jié)油率更 高達10%以上。微乳狀柴油未見磨損,同純柴油,減少輸油栗、噴嘴的磨損。
[0044] (4)本專利制成的為油包水微乳狀柴油,故與純柴油可依任意比例相混,上述制成 的含水30%微乳狀柴油可方便調(diào)配成合適的含水量微乳狀柴油,簡化了制備油的工藝。
[0045] (5)鍋爐燃燒器、汽車汽缸都需燃油耐80°C的高溫,本專利制得的微乳狀柴油在 90°C仍能保持透明穩(wěn)定,滿足燃燒器、汽缸的需求。
【主權(quán)項】
1. 一種微乳狀柴油添加劑,其特征在于,所述微乳狀柴油添加劑包含按照質(zhì)量百分數(shù) 計的下列組分: 10%~30%的非離子表面活性劑,選自有機酸醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯(3, 7, 10)醚、 聚氧乙烯(20)失水山梨醇有機酸脂或它們的混合物; 40%~60%的離子型表面活性劑,選自碳數(shù)為12~20的長鏈脂肪酸; 0· 5%~5%的分散齊I」,選自(乙醇)n胺,η = 1~3 ; 0. 2%~15%的有機醇或有機醚;及 5%~30%的苯胺衍生物。2. 如權(quán)利要求1所述的微乳狀柴油添加劑,其特征在于, 所述有機酸醇酰胺中的有機酸部分的碳數(shù)為8~28 ; 所述脂肪醇聚氧乙烯(3, 7,10)醚中脂肪醇部分的碳數(shù)為12~18,聚氧乙烯個數(shù)為3、 7 或 10 ; 所述的聚氧乙烯(20)失水山梨醇有機酸酯中聚氧乙烯個數(shù)為12~18。3. 如權(quán)利要求1所述的微乳狀柴油添加劑,其特征在于,所述脂肪酸酸值在195~ 205mgK0H/g,脂肪酸碳數(shù)η = 16~18。4. 如權(quán)利要求1所述的微乳狀柴油添加劑,其特征在于,所述有機醇為碳數(shù)為1~6的 一元醇或二元醇,有機醚的碳數(shù)為1~2。5. 如權(quán)利要求1所述的微乳狀柴油添加劑,其特征在于,所述的苯胺衍生物作為乳化 劑、腐蝕抑制劑,碳數(shù)為6~8。6. -種微乳狀柴油,其特征在于,包含如權(quán)利要求1~5任一項所述的微乳狀柴油添加 劑及水。7. 如權(quán)利要求6所述的微乳狀柴油,各組分的質(zhì)量百分數(shù)為: 微乳狀柴油添加劑 2. 5%~16. 0% ; 水 5.0%~32.0%;及 柴油 余量。8. -種如權(quán)利要求6或7所述的微乳狀柴油的制備方法,其特征在于,包括步驟: (1) 將權(quán)利要求1~5任一項中記載的各組分復(fù)配成所述微乳狀柴油添加劑; (2) 將柴油、微乳狀柴油添加劑及水依次加入并攪拌,乳化成透明的微乳狀柴油。
【文檔編號】C10L1/188GK105985821SQ201510072347
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月11日
【發(fā)明人】潘慧琴
【申請人】上海欣頁化工科技有限公司