CN104226178B - 一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺 - Google Patents
一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104226178B CN104226178B CN201410481265.8A CN201410481265A CN104226178B CN 104226178 B CN104226178 B CN 104226178B CN 201410481265 A CN201410481265 A CN 201410481265A CN 104226178 B CN104226178 B CN 104226178B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- feed pipe
- nozzle
- main feed
- secondary feed
- diesel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 199
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 29
- 238000009527 percussion Methods 0.000 claims abstract description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims abstract description 27
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 claims description 52
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 21
- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 13
- 239000007957 coemulsifier Substances 0.000 claims description 7
- 210000000481 breast Anatomy 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000010008 shearing Methods 0.000 claims description 4
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 4
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 3
- 230000001869 rapid Effects 0.000 claims description 3
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 24
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 9
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 6
- 230000005514 two-phase flow Effects 0.000 abstract description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical group CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 11
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 10
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 8
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 5
- 230000001804 emulsifying effect Effects 0.000 description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- -1 and content is 0.2% Substances 0.000 description 4
- 235000010482 polyoxyethylene sorbitan monooleate Nutrition 0.000 description 4
- 229920000053 polysorbate 80 Polymers 0.000 description 4
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 3
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N Sorbitan monooleate Chemical group CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC[C@@H](O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O NWGKJDSIEKMTRX-AAZCQSIUSA-N 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 3
- 230000003116 impacting effect Effects 0.000 description 3
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical group CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LWZFANDGMFTDAV-WYDSMHRWSA-N [2-[(2r,3r,4s)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]-2-hydroxyethyl] dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O LWZFANDGMFTDAV-WYDSMHRWSA-N 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 235000011067 sorbitan monolaureate Nutrition 0.000 description 2
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 description 1
- HVUMOYIDDBPOLL-XGKPLOKHSA-N [2-[(2r,3r,4s)-3,4-dihydroxyoxolan-2-yl]-2-hydroxyethyl] octadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)[C@H]1OC[C@H](O)[C@H]1O HVUMOYIDDBPOLL-XGKPLOKHSA-N 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000006262 metallic foam Substances 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 1
- 229920000191 poly(N-vinyl pyrrolidone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
- Colloid Chemistry (AREA)
Abstract
本发明属于甲醇乳化柴油生产的技术领域，具体涉及一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺，解决了现有甲醇柴油乳液的生产工艺中物料体积流量比差异较大的情况下，混合效果不理想、不均匀的问题。超重力装置，包括撞击流结构和超重力结构，撞击流结构为非限定性撞击流结构，包括副进料管I、副进料管II以及主进料管；主进料管喷嘴以及两个副进料管喷嘴喷射出的液体交汇到一点；非限定性撞击流结构设置于转子的空腔内。工艺，水相和油相通过撞击流混合器碰撞迅速完成初步混合，后进入旋转的填料，形成油包水型甲醇柴油乳液。本发明改变两相流的撞击形式，提高两相流撞击的效果，同时可以实现大流量的制备乳液和连续化操作。
Description
技术领域
本发明属于甲醇乳化柴油生产的技术领域，具体涉及一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺。
背景技术
由于石油资源日趋短缺及其价格上涨和环境污染日益严重，发展低排放代油燃料已引起了世界各国的重视，特别是醇类燃料的研究一直是广大科技工作者十分关注的课题之一。在众多的代用燃料中，甲醇以其资源丰富、价格适宜、容易制取和良好的物化特性在内燃机替代燃料应用研究中越来越受到重视。原因在于我国在煤炭资源上的优势，开发煤制燃料是重要选择。其中以煤制甲醇技术较为成熟，生产成本低，并且环境效益好，推广使用可大大降低汽车燃料成本，且甲醇在常温下是液体，沸点比柴油低，混合气形成较快且比较均匀，有利于完全燃烧；甲醇含氧量占50%，其着火极限较柴油宽，燃烧速度快，有利于降低排烟；甲醇的汽化潜热比柴油大，有助于降低缸内温度，从而抑制了NOx的生成；因此，甲醇柴油乳化燃料作为一种节能、环保燃料，在能源紧缺、环境日益严重的今天越来越受到科研工作者的重视。
甲醇柴油乳液的性能除与乳化剂的类型及配方外，其性能和稳定性与乳化方式有重要关系。乳化柴油的乳化方式主要有搅拌法乳化装置、高压均质器、高剪切均质机、胶体磨等。这些乳化装置的主要缺点是不能连续性生产，设备体积大、能耗高，并且由于其构造简单生产出来的乳化柴油颗粒不细，油、水两相混合不均，乳化过程中所有流体受力不均，存在死区，从而使“油包水”型乳状液的稳定性不好，容易分层，特别是在运输过程中由于震荡容易颗粒破碎出现析水现象，严重影响其使用效果。所以为了保证其稳定性在其制造过程中需加入大量的表面活性稳定剂和乳化稳定剂，这将大大提高生产成本，影响其经济效益。这些乳化装置存在粒径分布不均、稳定性差、不能连续性生产，设备体积大、能耗高等缺点。利用超声波进行乳化，由于其具有体积小、重量轻、效率高的特点，目前应用较多。但是由于超声波设备的能耗较高，并且设备昂贵，所以多用于乳化的后续阶段或者实验室，很少用于大规模生产应用。专利(200910075113.7)提出了一种连续制备甲醇乳化柴油装置，该装置具有结构简单，易操作，其制备的乳化柴油与传统技术制备乳化柴油技术相比，具有乳化效率高、稳定性好、粒径分布均匀、可连续运行、可现做现用等优点，但由于甲醇和柴油的体积分数差异较大（10~30:90~70），两根直角进料管的撞击初速相同，但体积流量差异很大，使得两股物料撞击的初始能量差异悬殊，体积小的物料在两股物料撞击交汇区域碰撞减弱，产生的涡流或卷席强度变小，使得两股物料的混合效果不理想、不均匀，要实现撞击雾面径向并垂直于填料所需的弯头多，增大了阻力，从而增加了动能的损失，减小了反应初速度，影响了混合效果。物料撞击时产生的撞击面，由于其边缘由于湍动耗散率与中心相比较小，因此，撞击面边缘混合效果并不理想；同时当需要制备流量大的甲醇乳化柴油时，须将两股物料管路的喷嘴直径变大，这时的放大效应很明显，致使两股物料均匀混合程度降低，使得乳化柴油的稳定性变差，所以该专利的撞击流-旋转填料床一般适用于小流量的甲醇柴油乳液制备。因此，对撞击流的液体初始分布的研发成为解决此问题的关键。
发明内容
本发明为了解决现有甲醇柴油乳液的生产工艺中物料体积流量比差异较大的情况下，混合效果不理想、不均匀的问题，提出了一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺，其优点是在于改变两相流的撞击形式，提高两相流撞击的效果，同时可以实现大流量的制备乳液和连续化操作。
本发明采用如下的技术方案实现：
连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置，包括撞击流结构和超重力结构，其特征在于所述的撞击流结构为非限定性撞击流结构，包括副进料管I、副进料管II以及主进料管；两个副进料管以主进料管轴线为对称轴对称设置、形状对称；主进料管为直管、前端设置有主进料管喷嘴，副进料管尾端设置有弯头，弯头的末端为副进料管喷嘴，主进料管喷嘴以及两个副进料管喷嘴喷射出的液体交汇到一点；所述的超重力结构包括壳体、转子、填料、电机以及转轴，壳体底部设置液体出口，非限定性撞击流结构设置于转子的空腔内，并且三根进料管及其喷嘴处于同一平面上，主进料管固定在两个副进料管的中心轴线上，与超重力结构转子的中心轴线重合，在各喷嘴前段设置一挡板与转子內缘连接，填料在转子空心圆环中；转轴通过与电机相连带动转子转动；
所述非限定性撞击流结构的主进料管连接加有亲水乳化剂的甲醇储槽，两副进料管连接加有亲油性乳化剂的柴油储槽，超重力结构的液体出口与产品储槽相连。
主进料管直径d5与主进料喷嘴直径D1的比例范围为1-50；副进料管I直径d6与副进料管II直径d7相等，且副进料管直径与主进料管直径的比例范围0.5-5；两副进料管喷嘴直径D2、D3相等，且副进料管直径与副进料管喷嘴直径的比例范围为1-50；两副进料管喷嘴连线的距离d1与两副进料管喷嘴直径D2、D3的比例范围为1-50；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴直径D1的比例范围为1-50；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴到挡板距离d8的比例范围为1-5；转子内径d4与两副进料管间距d3比例范围为1-10；副进料管喷嘴中心轴线与主进料管中心轴线的夹角θ1、θ2范围为15°-90°。
主进料管长度L1与主进料管直径d5的比值为10~50，副进料管长度L2与副进料管直径d6、d7的比值为10~50。
副进料管I、副进料管II以及主进料管连接并固定在一起，形成一个整体结构。液体挡板与转子内缘连接，向喷嘴一侧凸起。
一种连续制备甲醇乳化柴油的工艺，基于上述的连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置完成，步骤如下：在甲醇储槽中加入亲水性乳化剂和助乳化剂，通过搅拌作用，使其混匀，形成水相；柴油储槽中在搅拌状态下加入亲油性乳化剂，形成油相；水相和油相通过撞击流混合器碰撞迅速完成初步混合，液体离开撞击平面中心后进入旋转的填料，强大的剪切力保持物料一直具有高的湍能耗散率，未达到混合的液体迅速完成均匀混合过程，形成油包水型甲醇柴油乳液，其中所述的亲水性乳化剂和亲油性乳化剂的总质量分数占甲醇和柴油总质量的0.1%-4%，水相和油相的质量分数之比为10~30:90~70，其HLB值为5~6；助乳化剂占甲醇和柴油总质量分数的0.2-2%。
填料转速范围为100-2800r/min；撞击初速为4-25m/s。
与现有技术相比，本发明克服了目前两根直角管进料撞击流反应器的缺点，具有不等量进料均匀混合的优点，实现了良好的首次混合；与旋转填料床耦合，旋转填料床混合均匀性的优点，能够使物料的进一步均匀的混合，尤其适用于工业上不等量进料的混合过程以及有一定黏度特性的混合体系。
本发明采用的混合器结构不同于传统混合应器，其由撞击流和超重力结构两部分组成。撞击流结构也不同于已公开的生产甲醇柴油乳液制备的搅拌器、均质器等混合器结构：(a)没有混合腔，液体对置碰撞后直接形成无限制发散的扇面，不会形成流动“死区”；(b)先把两股体积流量较大的液体分成两股对置喷射，两股液体动能转化成静压能，在撞击平面处形成一个强湍动的平面，体积流量较小的液体以一定角度入射进入此强湍动平面，在强烈的湍动作用下，质量传递过程得到了强化，迅速完成宏观及初步混合；(c)喷嘴前端设置有挡板，混合后的液体在挡板上碰撞、反溅混合，液体剩余的动能在此继续转化成静压能，又形成一个高湍动区，进一步强化了混合过程。采用公认的搅拌器、均质器对甲醇柴油乳液制备进行表征，结果优于传统混合器一个数量级，并且在体积流量比1-15内，混合性能无显著下降。
综上所述，本发明的撞击流结构保持了传统两根管撞击流装置连续操作、处理能力强、处理量大、维修方便的优点，克服了目前传统两根直角进料管撞击流结构不等量进料混合效果差的缺点，具有不等量进料均匀混合、快速混合的优点；出料孔喷出的物料与挡板碰撞，形成径向并垂直与填料的雾面，与旋转填料床耦合，通过旋转填料床的切割，能够使物料进一步均匀的混合，尤其适用于工业上液液体系物料比不为1的不等量进料的混合过程以及有一定黏度特性的混合体系。本发明的油水两相在撞击流-旋转填料床装置中高速剪切、强烈分散，制备的乳化柴油具有稳定时间长、乳化剂用量少、粒径分布均匀等特点。与现有两根直角进料管撞击流结构制备乳化柴油工艺相比具有较大优势：（1）在相同乳化剂含量条件下，实验测得稳定时间平均提高85%，方便了乳化柴油制品的运输和储存；（2）在相同稳定时间条件下，乳化剂含量平均下降56%，制造成本下降36%；（3）粒径分布均用，在相同操作条件下，平均粒径下降24%，方差下降51%。（4）实现了“现做现用”。这可根据实际稳定时间需求，添加少量乳化剂和助乳化剂，达到降低乳化成本的目的，开辟了乳化柴油连续制备的新工艺。
附图说明
图1为连续制备甲醇乳化柴油的工艺流程图
图2为撞击流-旋转填料床结构图
图中：1-撞击流-旋转填料床乳化装置，2-水相输送泵，3-柴油贮槽，4-油相输送泵，5-甲醇储槽，6-产品储槽；1.11-副进料管I；1.12-副进料管II；1.2-主进料管；1.3-主进料管喷嘴；1.41-副进料管I喷嘴；1.42-副进料管II喷嘴；1.5-壳体；1.6-填料；1.7-转子；1.8-电机；1.9-转轴；1.10-液体出口；1.11-挡板。
具体实施方式
结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置，包括包括非限定性撞击流结构和超重力结构，非限定性撞击流结构由两个副进料管I1.11，副进料管II 1.12，与主进料管1.2组成；两副进料管以主进料管轴线为对称轴，形状对称；主进料管和前端设置有主进料管喷嘴1.3，副进料管前段设置有弯头，弯头的末端为副进料管喷嘴I1.41, 副进料管喷嘴II1.42，保证三根进料管喷射出的液体可以交汇到一点；超重力结构包括壳体1.5、转子1.7、填料1.6,电机1.8以及转轴1.9，非限定性撞击流结构设置于转子1.7的空腔内，并且三根进料管及其喷嘴处于同一平面上，主进料管固定在两个副进料管的中心轴线上，与超重力结构转子的中心轴线重合。在喷嘴前段设置一挡板1.11与转子1.7內缘连接，转子位于壳体的中部，填料1.6在转子空心圆环中；液体出口在壳体的底部与热反应器相连，转轴1.9通过与电机1.8相连带动转子转动。
主进料管直径d5与主进料喷嘴直径D1的比例范围为1-50；两副进料管直径d6，d7相等，且副进料管直径与主进料管直径的比例范围0.5-5；副进料管喷嘴直径D2，D3相等，且与其管径的比例范围为1-50；两副进料管喷嘴连线的距离d1与喷嘴直径D2的比例范围为1-50；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴直径D1的比例范围为1-50；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴到挡板距离d8的比例范围为1-5；转子1.7内径d4与两副进料管间距d3比例范围为1-10；副进料管I喷嘴中心轴线与主进料管13.1中心轴线的夹角为θ1,范围为15°-90°，并且副进料管II喷嘴中心轴线与主进料管13.1中心轴线的夹角为θ2，范围为15°-90°。
副进料管I1.11、副进料管II1.12以及主进料管1.2连接并固定在一起，形成一个整体结构。
所述的超重力结构可以是折流式，螺旋通道式，定转子式，碟片式超重力结构的任一一种。所述的填料为多孔介质，可以是丝网填料，金属泡沫填料或波纹板填料的一种或组成，填充方式可以是规则也可以是随机填充。
液体挡板为圆形或方形，液体挡板相对主进料管和套管旋转设置或者与主进料管和套管连接，挡板可以为平板、向内凹陷或向外凸起，挡板表面为平滑或粗糙。本发明优先选择微观混合效果较好的向外凸起、表面粗糙的圆形挡板。
一种连续制备甲醇柴油乳液的工艺，在甲醇储槽中加入亲水性乳化剂和助乳化剂，通过搅拌作用，使其混匀，形成水相；柴油储槽中在搅拌状态下加入亲油性乳化剂，形成油相，不等体积比的水相和油相通过撞击流混合器碰撞迅速完成初步混合，液体离开撞击平面中心后进入旋转的填料，强大的剪切力保持物料一直具有高的湍能耗散率，未达到混合的液体迅速完成均匀混合过程，形成油包水型甲醇柴油乳液。其中所述的亲水性乳化剂和亲油性乳化剂的总质量分数占甲醇和柴油总质量的0.1%-4%，水相和油相的质量分数之比为10~30:90~70，其HLB值为5~6；助乳化剂占甲醇和柴油总质量分数的0.2-2%。填料转速范围为100-2800r/min；撞击初速为4-25m/s。
实施例1：
在甲醇贮槽中配制含亲水性乳化剂的水相，在柴油贮槽中配制含亲油性乳化剂的油相。制备45吨/h的甲醇柴油乳液，按水相：油相=10：90的比例下进入新型撞击流-旋转填料床乳化装置，采用新型撞击流-旋转填料床装置结构尺寸及特征为：主进料管直径d5与主进料喷嘴直径D1的比例范围为1；主进料管长度L1与主进料管直径d5的比值为10，副进料管长度L2与副进料管直径d6、d7的比值为10；两副进料管直径d6，d7相等，且副进料管直径与主进料管的比例范围2；副进料管喷嘴直径D2，D3相等，且与其管径的比例范围为50；两副进料管喷嘴连线的距离d1与喷嘴直径D2的比例范围为1；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴直径D1的比例范围为20；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴到挡板距离d8的比例范围为5；转子内径d4与两副进料管间距d3比例范围为1；副进料管I喷嘴中心轴线与主进料管13.1中心轴线的夹角为θ1,范围为30°，并且副进料管II喷嘴中心轴线与主进料管中心轴线的夹角为θ2，范围为90°。乳化剂为Span20、Tween60、平平加、油酸复配，HLB值为5，乳化剂含量0.1%，助乳化剂为正丁醇，含量为0.2%，填料转子转速为100r/min，水相的撞击初速为25m/s，制备的甲醇乳化柴油平均粒径为32μm，室温条件下保持10天不析水，甲醇乳化柴油外观清澈透亮。
实施例2：
在甲醇贮槽中配制含亲水性乳化剂的水相，在柴油贮槽中配制含亲油性乳化剂的油相。制备8吨/h的甲醇柴油乳液，按水相：油相=30：70的比例下进入新型撞击流-旋转填料床乳化装置，采用新型撞击流-旋转填料床装置的特征尺寸及特征为：主进料管直径d5与主进料喷嘴直径D1的比例范围为20；主进料管长度L1与主进料管直径d5的比值为50，副进料管长度L2与副进料管直径d6、d7的比值为50；两副进料管直径d6，d7相等，且副进料管直径与主进料管的比例范围5；副进料管喷嘴直径D2，D3相等，且与其管径的比例范围为1；两副进料管喷嘴连线的距离d1与喷嘴直径D2的比例范围为20；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴直径D1的比例范围为50；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴到挡板距离d8的比例范围为1；转子内径d4与两副进料管间距d3比例范围为6；副进料管I喷嘴中心轴线与主进料管中心轴线的夹角为θ1,范围为90°，并且副进料管II喷嘴中心轴线与主进料管中心轴线的夹角为θ2，范围为15°。乳化剂为Span60、Tween80、油酸、烷基酚聚氧乙烯醚、十二烷基磺酸钠复配，HLB值为6，乳化剂含量4%，助乳化剂为正丁醇，含量为1%，填料转子转速为2800r/min，油相的撞击初速为4m/s，制备的甲醇乳化柴油平均粒径为11μm，室温条件下保持34天不析水，甲醇乳化柴油外观清澈透亮。
实施例3：
在甲醇贮槽中配制含亲水性乳化剂的水相，在柴油贮槽中配制含亲油性乳化剂的油相。制备10吨/h的甲醇柴油乳液，按水相：油相=20：80的比例下进入新型撞击流-旋转填料床乳化装置，采用新型撞击流-旋转填料床装置的特征尺寸及特征为：主进料管直径d5与主进料喷嘴直径D1的比例范围为50；主进料管长度L1与主进料管直径d5的比值为25，副进料管长度L2与副进料管直径d6、d7的比值为25；两副进料管直径d6，d7相等，且副进料管直径与主进料管的比例范围0.5；副进料管喷嘴直径D2，D3相等，且与其管径的比例范围为25；两副进料管喷嘴连线的距离d1与喷嘴直径D2的比例范围为50；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴直径D1的比例范围为1；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴到挡板距离d8的比例范围为3；转子内径d4与两副进料管间距d3比例范围为10；副进料管I喷嘴中心轴线与主进料管13.1中心轴线的夹角为θ1,范围为15°，并且副进料管II喷嘴中心轴线与主进料管中心轴线的夹角为θ2，范围为40°。乳化剂为Span80、Tween80、十二烷基磺酸钠复配，HLB值为5.3，乳化剂含量2%，助乳化剂为正丁醇，含量为2%，填料转子转速为1300r/min，水相的撞击初速为10m/s，制备的甲醇乳化柴油平均粒径为10μm，室温条件下保持76天不析水，甲醇乳化柴油外观清澈透亮。
实施例4：
在甲醇贮槽中配制含亲水性乳化剂的水相，在柴油贮槽中配制含亲油性乳化剂的油相。制备5吨/h的甲醇柴油乳液，按水相：油相=15：85的比例下进入新型撞击流-旋转填料床乳化装置，采用新型撞击流-旋转填料床装置的特征尺寸及特征为：主进料管直径d5与主进料喷嘴直径D1的比例范围为30；主进料管长度L1与主进料管直径d5的比值为35，副进料管长度L2与副进料管直径d6、d7的比值为15；两副进料管直径d6，d7相等，且副进料管直径与主进料管的比例范围2；副进料管喷嘴直径D2，D3相等，且与其管径的比例范围为18；两副进料管喷嘴连线的距离d1与喷嘴直径D2的比例范围为20；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴直径D1的比例范围为17；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴到挡板距离d8的比例范围为3；转子内径d4与两副进料管间距d3比例范围为7；副进料管I喷嘴中心轴线与主进料管13.1中心轴线的夹角为θ1,范围为40°，并且副进料管II喷嘴中心轴线与主进料管13.1中心轴线的夹角为θ2，范围为60°。乳化剂为Span80、Tween80、Tween40、脂肪酸聚乙二醇酯、十二烷基磺酸钠复配，HLB值为5.2，乳化剂含量3%，助乳化剂为正丁醇，含量为1.3%，填料转子转速为1600r/min，水相的撞击初速为25m/s，制备的甲醇乳化柴油平均粒径为6.8μm，室温条件下保持4.5个月天不析水，甲醇乳化柴油外观清澈透亮。
实施例5：
在甲醇贮槽中配制含亲水性乳化剂的水相，在柴油贮槽中配制含亲油性乳化剂的油相。制备120吨/h的甲醇柴油乳液，按水相：油相=22：78的比例下进入新型撞击流-旋转填料床乳化装置，采用新型撞击流-旋转填料床装置的特征尺寸及特征为：主进料管直径d5与主进料喷嘴直径D1的比例范围为1-50；主进料管长度L1与主进料管直径d5的比值为20，副进料管长度L2与副进料管直径d6、d7的比值为36；两副进料管直径d6，d7相等，且副进料管直径与主进料管的比例范围3；副进料管喷嘴直径D2，D3相等，且与其管径的比例范围为50；两副进料管喷嘴连线的距离d1与喷嘴直径D2的比例范围为10；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴直径D1的比例范围为20；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离d2与主进料管喷嘴到挡板距离d8的比例范围为35；转子内径d4与两副进料管间距d3比例范围为10；副进料管I喷嘴中心轴线与主进料管中心轴线的夹角为θ1,范围为34°，并且副进料管II喷嘴中心轴线与主进料管中心轴线的夹角为θ2，范围为45°。乳化剂为Span80、Tween80、Span20、油酸、十二烷基磺酸钠复配，HLB值为5.2，乳化剂含量3.8%，助乳化剂为正戊醇，含量为1.8%，填料转子转速为600r/min，水相的撞击初速为20m/s，制备的甲醇乳化柴油平均粒径为8μm，室温条件下保持62天不析水，甲醇乳化柴油外观清澈透亮。
Claims (7)
1.一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置，包括撞击流结构和超重力结构，其特征在于所述的撞击流结构为非限定性撞击流结构，包括副进料管I（1.1(1)）、副进料管II（-1.1(2)）以及主进料管（1.2）；两个副进料管以主进料管轴线为对称轴对称设置、形状对称；主进料管（1.2）为直管、前端设置有主进料管喷嘴(1.3)，副进料管尾端设置有弯头，弯头的末端为副进料管喷嘴，主进料管喷嘴以及两个副进料管喷嘴的延长线交汇到一点；所述的超重力结构包括壳体(1.5)、转子(1.7)、填料(1.6)、电机(1.8) 以及转轴(1.9)，壳体(1.5) 底部设置液体出口，非限定性撞击流结构设置于转子(1.7) 的空腔内，并且三根进料管及其喷嘴处于同一平面上，主进料管固定在两个副进料管的中心轴线上，与超重力结构转子的中心轴线重合，在各喷嘴前方设置一挡板(1.11) 与转子(1.7) 內缘连接，填料(1.6)在转子空心圆环中；转轴(1.9) 通过与电机(1.8) 相连带动转子转动；
所述非限定性撞击流结构的主进料管连接加有亲水乳化剂的甲醇储槽（5），两副进料管连接加有亲油性乳化剂的柴油储槽（3），超重力结构的液体出口与产品储槽（6）相连。
2.根据权利要求1 所述的连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置，其特征在于主进料管直径（d5）与主进料喷嘴直径（D1）的比例范围为1-50 ；副进料管I 直径（d6）与副进料管II 直径（d7）相等，且副进料管直径与主进料管直径的比例范围0.5-5 ；两副进料管喷嘴直径（D2）、（D3）相等，且副进料管直径与副进料管喷嘴直径的比例范围为1-50 ；两副进料管喷嘴连线的距离（d1）与两副进料管喷嘴直径（D2）、（D3）的比例范围为1-50 ；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离（d2）与主进料管喷嘴直径（D1）的比例范围为1-50 ；主进料管喷嘴到两副进料管喷嘴连线的距离（d2）与主进料管喷嘴到挡板距离（d8）的比例范围为1-5 ；转子内径（d4）与两副进料管间距（d3）比例范围为1-10 ；副进料管喷嘴中心轴线与主进料管中心轴线的夹角（θ1）、（θ2）范围为15° -90°。
3.根据权利要求1 或2 所述的连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置，其特征在于主进料管长度（L1）与主进料管直径（d5）的比值为10~50，副进料管长度（L2）与副进料管直径（d6）、（d7）的比值为10~50。
4.根据权利要求3 所述的连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置，其特征在于副进料管I（1.1(1)）、副进料管II（1.1(2)）以及主进料管（1.2）连接并固定在一起，形成一个整体结构。
5.根据权利要求4 所述的连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置，其特征在于液体挡板与转子内缘连接，向喷嘴一侧凸起。
6.一种连续制备甲醇乳化柴油的工艺，基于如权利要求5 所述的连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置完成，其特征在于步骤如下：在甲醇储槽中加入亲水性乳化剂和助乳化剂，通过搅拌作用，使其混匀，形成水相；柴油储槽中在搅拌状态下加入亲油性乳化剂，形成油相；水相和油相通过撞击流混合器碰撞迅速完成初步混合，液体离开撞击平面中心后进入旋转的填料，强大的剪切力保持物料一直具有高的湍能耗散率，未达到混合的液体迅速完成均匀混合过程，形成油包水型甲醇柴油乳液，其中所述的亲水性乳化剂和亲油性乳化剂的总质量分数占甲醇和柴油总质量的0.1%-4%，水相和油相的质量分数之比为10~30:90~70，其HLB 值为5~6 ；助乳化剂占甲醇和柴油总质量分数的0.2-2%。
7.根据权利要求6所述的一种连续制备甲醇乳化柴油的工艺，其特征在于：超重力机构中，填料转速范围为100-2800r/min ；撞击初速为4-25m/s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410481265.8A CN104226178B (zh) | 2014-09-20 | 2014-09-20 | 一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410481265.8A CN104226178B (zh) | 2014-09-20 | 2014-09-20 | 一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104226178A CN104226178A (zh) | 2014-12-24 |
| CN104226178B true CN104226178B (zh) | 2016-08-24 |
Family
ID=52215607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410481265.8A Expired - Fee Related CN104226178B (zh) | 2014-09-20 | 2014-09-20 | 一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104226178B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI598148B (zh) * | 2016-09-08 | 2017-09-11 | Higee Co Ltd | Rotary emulsifying device |
| CN113617326B (zh) * | 2021-08-13 | 2023-01-31 | 中北大学 | 一种用于高稳定o/w纳米乳液的制备装置及其制备方法 |
| CN116392944A (zh) * | 2023-06-07 | 2023-07-07 | 中国科学院大学 | 一种脱除烟气中Hg0的方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050150155A1 (en) * | 2004-01-09 | 2005-07-14 | Clean Fuels Technology, Inc., A Nevada Corporation. | Mixing apparatus and method for manufacturing an emulsified fuel |
| CN101665727B (zh) * | 2009-08-07 | 2012-12-19 | 中北大学 | 连续制备甲醇乳化柴油的方法和装置 |
| CN103203213B (zh) * | 2012-01-16 | 2014-11-26 | 清华大学 | 一种酸度可控液相撞击流反应装置 |
| CN103145274B (zh) * | 2013-03-15 | 2014-06-25 | 中北大学 | 一种高级氧化法处理废水的方法及装置 |
| CN204107426U (zh) * | 2014-09-20 | 2015-01-21 | 中北大学 | 一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置 |
-
2014
- 2014-09-20 CN CN201410481265.8A patent/CN104226178B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104226178A (zh) | 2014-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104226178B (zh) | 一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置及工艺 | |
| CN101665727B (zh) | 连续制备甲醇乳化柴油的方法和装置 | |
| CN109046792A (zh) | 一种混流式微泡发生器及气泡分布器 | |
| CN106902663A (zh) | 流化式高效混匀静态混合器 | |
| CN204138622U (zh) | 一种连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置 | |
| CN106833777A (zh) | 一种用半焦制备水焦浆的方法及装置 | |
| CN103585726B (zh) | 一种用于矿井防灭火的泡沫凝胶制备装置 | |
| CN103193559B (zh) | 一种乳化***专用乳化器 | |
| CN209020581U (zh) | 一种混流式微泡发生器及气泡分布器 | |
| CN104232192B (zh) | 一种连续制备甲醇乳化柴油的单反射超重力装置及工艺 | |
| CN102976872A (zh) | 一种安全制备乳胶基质的乳化装置及其方法 | |
| CN104226179B (zh) | 一种连续制备甲醇乳化柴油的装置及工艺 | |
| CN204107426U (zh) | 一种连续制备甲醇乳化柴油的川形超重力装置 | |
| CN202570027U (zh) | 混流型立式搅拌器 | |
| CN204107425U (zh) | 一种连续制备甲醇乳化柴油的装置 | |
| CN203002233U (zh) | 一种油水混合用静态混合器 | |
| CN201454475U (zh) | 连续制备甲醇乳化柴油的装置 | |
| CN103965979A (zh) | 纳米乳化原油配制合成清洁型多品位乳化柴油 | |
| CN205518239U (zh) | 一种反击式环空喷射吸气搅拌器 | |
| CN214599070U (zh) | 一种高效节能静态旋流混合反应器 | |
| CN205462757U (zh) | 一种自带整流装置的反击式环空喷射吸气搅拌式浮选机 | |
| CN204395821U (zh) | 一种涡轮式搅拌器 | |
| CN204320248U (zh) | 单反射-环式喷嘴撞击流结构以及旋转填料床装置 | |
| CN203598760U (zh) | 一种制备乳化***乳胶基质的设备 | |
| CN209696883U (zh) | 一种乳化反应釜 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160824 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |