CN108707487A - 一种新能源水及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新能源水及其加工方法，属于燃料技术领域，其技术要点是：一种新能源水，包括燃油混合料和纳米添加剂，所述燃油混合料包括如下重量份数的组分，混合芳烃25‑35份，可溶机油20‑35份，混合二甲苯15‑35份，甲基叔丁基醚8‑12份，纯水10‑20份，所述燃油混合料与纳米添加剂之间的比例为10000：（1‑2）。其制备方法包括纳米添加剂的预搅拌、纳米添加剂的改性、混合搅拌，打包入库。本发明降低了发动机产生油垢和积炭的机率，使汽柴油燃烧更加完全，同时还能减少汽车尾气中的有害物质的排放，有效提高了对环境的保护力度。其加工方法不仅操作简单方便，而且还能有效降低发动机产生油垢和积炭的机率，大大减少了汽车尾气排放，环境友好。

Description

一种新能源水及其加工方法
技术领域
本发明属于燃料技术领域，更具体地说，它涉及一种新能源水及其加工方法。
背景技术
随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，因此在汽车的清洁燃料的使用上也越来越重视，其中新能源水是一种常用的汽车染料添加剂，它可以代替部分石油、柴油进行使用，并且还能减少汽车油箱内积碳和灰分沉积的现象。
目前，现有的汽柴油由于其所含有的胶质物和烯烃会大致发动机产生油垢和积炭现象，从而容易使得气门油路等形成阻塞，造成燃烧不完全，动力性能下降，油耗增加，并导致有害物质排放增加，加重了对环境的污染。因此需要提出一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新能源水，降低了发动机产生油垢和积炭的机率，使汽柴油燃烧更加完全，同时还能减少汽车尾气中的有害物质的排放，有效提高了对环境的保护力度。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种新能源水，包括燃油混合料和纳米添加剂，所述燃油混合料包括如下重量份数的组分，
混合芳烃 25-35份
可溶机油 20-35份
混合二甲苯 15-35份
甲基叔丁基醚 8-12份
纯水 10-20份
所述燃油混合料与纳米添加剂之间的比例为10000：（1-2）。
通过采用上述技术方案，混合芳烃是无色透明液体，窄馏分重整芳烃抽提所得的芳烃混合物。其内含有苯、甲苯、二甲苯，可作为石油树脂、汽油、溶剂的原料。而可溶机油主要是指溶剂精制基础油，在上述溶剂精制基础油中含有较高的硫含量和不饱和芳烃（主要是芳烃）含量。并且它还具有一定的抗氧、抗磨、防腐蚀、润滑与粘温等性能要求。
另外，混合二甲苯是邻、间、对二甲苯和乙基苯的混合物，它主要可用作油漆涂料的溶剂和航空汽油添加剂。而甲基叔丁基醚MTBE，它是一种高辛烷值的汽油添加剂和抗爆剂，它能与汽油较好的混溶，吸水少，对环境无污染。同时化学含氧量较甲醇脚底，有利于暖车和节约燃料，并且还能改善汽油的冷起动特性和加速性能，且对气阻没有不良影响。此外，纳米添加剂是采用粒子尺寸在1-1000nm之间，其结构和性能与宏观固体有所不同微型粒子。它能够迅速扩散到燃油混合料内，并形成纳米尺度的油包水颗粒，上述颗粒在进入燃烧室后，外层油被燃烧后包裹在内的水分子在高温下发生汽化而破裂，进一步细化粒径，增大了燃烧时的接触面积，从而使得燃烧更加的充分、均匀和完全，进而降低了因燃烧不充分而导致的油垢和积炭现象，同时有效降低了碳氢化合物、一氧化碳、烟度FSN、颗粒物PM10等有害物质的排放，大大提高了对环境的保护力度。
本发明进一步设置为：所述纳米添加剂包括纳米CeO2颗粒、纳米MnO3颗粒、纳米TiO2颗粒、Fe粉和纳米管中的一种或一种以上。
通过采用上述技术方案，金属的氧化物例如纳米CeO2颗粒、纳米MnO3颗粒和纳米TiO2颗粒具有一定导热性和氧化催化功能，能为有害排放物的氧化提供所需的氧原子，从而有利于燃油混合料的二次燃烧，有效减少了尾气中CO、碳水化合物和碳烟的排放；另外纳米级别的Fe粉具有一定的还原性能，能够将尾气中的NO2还原为对环境无污染的N2气体；此外，纳米管的存在能够增加燃油混合料的导热和润滑性能，有助于缩短了燃油混合料在物理准备期，滞燃期缩短，提前着火。由此采用上述任意一种物质作为纳米添加剂均能提高燃油混合料的燃烧性能，使之燃烧充分。
本发明进一步设置为：所述纳米添加剂还包括表面活性剂CTAB、表面活性剂DBS或者表面活性剂Tween80中的一种或一种以上。
通过采用上述技术方案，表面活性剂CTAB的化学名称为十六烷基三甲基溴化铵，其缩写为CTAB，它呈白色或浅黄色结晶体至粉末状，有刺激气味，易溶于异丙醇，可溶于水，在震荡时能够产生大量泡沫，且能与阴离子、非离子、两性表面活性剂有良好的配位性；同时还具有优良的渗透、柔化、乳化、抗静电、生物降解性及杀菌等性能。而表面活性剂DBS的化学名称为十二烷基苯磺酸钠，其缩写为DBS，它是一种阴离子表面活性剂。另外，表面活性剂Tween80的化学名称为失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，简称乳化剂T-80，它是由失水山梨醇单油酸酯与环氧乙烷聚合而成。上述三种表面活性剂均能使阻碍纳米颗粒聚集，从而能够减少团聚沉淀的现象，使得纳米离子能分散或者碎裂并均匀的分布在燃油混合料中，进而增加了燃烧时的比表面积，使之充分燃烧。
本发明进一步设置为：所述纳米管包括硅纳米管、碳纳米管、镀镍碳纳米管或者二氧化钛纳米管中的一种或一种以上。
通过采用上述技术方案，硅纳米管、碳纳米管、镀镍碳纳米管或者二氧化钛纳米管均为纳米管的一种类型，因此它们均具有良好的导热性能，同时上述纳米管因其具有良好的强度和恢复能力，一部分可以位于发动机燃烧室内壁，并形成一层保护膜，此时保护层的存在能够隔绝高温热量对发动机本身的影响，从而保护了发动机，同时保护膜的存在还能方便减少了发动机内积炭沉积在发动机内的现象，方便了操作者定时清理。
本发明进一步设置为：所述可溶机油为溶剂精制基础油，所述溶剂精制基础油内包含硫元素和不饱和芳烃。
通过采用上述技术方案，上述溶剂精制基础油中含有的主要为不饱和芳烃，指由石油炼制过程中生产的石油半成品（各种馏分油）中除去杂质和不理想组分，制成各种石油产品的基础油（即组分油）的过程。由此经过精制处理后的汽柴油中残炭较少，能够充分燃烧，由此可从源头上减少尾气中有害物质的排放和积炭现象的发生，十分有用。
本发明进一步设置为：所述可溶机油为柴油基础油和/或植物油基础油。
通过采用上述技术方案，柴油主要分为轻柴油(沸点范围约180-370℃)和重柴油(沸点范围约350-410℃)两大类；由于汽车用的高速柴油机比汽油机省油，因此上述柴油具有低能耗、低污染的环保特性。而植物基础油是指从植物中提取出的油脂，其优点是毒性低润滑性能和极压性能比合成基润滑油好，可以生物降解而迅速的降低环境污染。由此采用上述两种作为可溶机油，降低对环境的污染，环境友好。
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种新能源水的加工方法，操作简单方便，且能有效降低发动机产生油垢和积炭的机率。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种新能源水的加工方法，包括以下操作步骤，
步骤S1、在洁净干燥的配制容器内加入1/3-1/2的可溶机油，边搅拌边加入纳米添加剂，待纳米添加剂完成添加后继续搅拌10-15min；
步骤S2、将步骤S1的可溶机油和纳米添加剂的混合溶剂中添加表面活性剂CTAB、表面活性剂DBS或者表面活性剂Tween80搅拌充分后得到的油溶性纳米粒子添加剂；
步骤S3、将纯水、混合芳烃、剩余的可溶机油、混合二甲苯和甲基叔丁基醚按比例依次添加到密封的反应容器内，在常温常压下混合搅拌10-15min，接着边搅拌边加入由步骤S2中得到的油溶性纳米粒子添加剂，随后继续搅拌1h；
步骤S4、采用油枪导入到油桶内后，密封入库。
通过采用上述技术方案，首先将纳米添加剂与可溶机油相互混合，提高了纳米添加剂在可溶机油中分散效率。其次，加入表面活性剂后对纳米添加剂进行改性处理，使纳米离子能分散或者碎裂并均匀的分布在燃油混合料中，进而增加了燃烧时的比表面积，使之充分燃烧。然后依次加入纯水、混合芳烃、剩余的可溶机油、混合二甲苯和甲基叔丁基醚进行搅拌混合，即可完成对新能源水的制备，由此不仅操作简单方便，而且还能有效降低发动机产生油垢和积炭的机率。
本发明进一步设置为：在步骤S1中，待纳米添加剂完成添加和搅拌后，在常温下经超声波发射器振荡20-25min。
通过采用上述技术方案，采用超声波发射器振荡可以有效防止纳米粒子相互吸附产生团聚现象，由于超声波的空化作用会使颗粒表面局部产生高温、高压或者高强度的冲击波与射流现象，可有效地干扰了纳米粒子表面的相互作用，弱化或者阻止纳米粒子在液体介质中的团聚，从而提高了纳米粒子在燃油混合料中的分散。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、本发明降低了发动机产生油垢和积炭的机率，使汽柴油燃烧更加完全，同时还能减少汽车尾气中的有害物质的排放，有效提高了对环境的保护力度；
2、通过添加纳米添加剂，从而有利于燃油混合料的二次燃烧，有效减少了尾气中CO、碳水化合物和碳烟的排放，环境友好；
3、本发明的加工方法不仅操作简单方便，而且还能有效降低发动机产生油垢和积炭的机率，大大减少了汽车尾气排放，保护了大气环境。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例1-9均是采用实施例10-11的工艺流程制作而成的。
一种新能源水，包括燃油混合料和纳米添加剂，燃油混合料包括如下重量份数的组分：混合芳烃25-35份，可溶机油20-35份，混合二甲苯15-35份，甲基叔丁基醚8-12份，纯水10-20份，燃油混合料与纳米添加剂之间的比例为10000：（1-2）。
其加工方法，包括以下操作步骤：
步骤S1、在洁净干燥的配制容器内加入1/3-1/2的可溶机油，边搅拌边加入纳米添加剂，待纳米添加剂完成添加后继续搅拌10-15min。
步骤S2、将步骤S1的可溶机油和纳米添加剂的混合溶剂中添加表面活性剂CTAB、表面活性剂DBS或者表面活性剂Tween80搅拌充分后得到的油溶性纳米粒子添加剂。
步骤S3、将纯水、混合芳烃、剩余的可溶机油、混合二甲苯和甲基叔丁基醚按比例依次添加到密封的反应容器内，在常温常压下混合搅拌10-15min，接着边搅拌边加入由步骤S2中得到的油溶性纳米粒子添加剂，随后继续搅拌1h。
步骤S4、采用油枪导入到油桶内后，密封入库。
实施例1：一种新能源水，包括燃油混合料和纳米添加剂，燃油混合料包括如下重量份数的组分：混合芳烃30份，可溶机油20份，混合二甲苯20份，甲基叔丁基醚10份，纯水20份，燃油混合料与纳米添加剂之间的比例为10000：1。
为了提高了对环境的保护力度，其中纳米添加剂包括纳米CeO2颗粒、纳米TiO2颗粒、Fe粉和纳米管。纳米添加剂是采用粒子尺寸在1-1000nm之间，其结构和性能与宏观固体有所不同微型粒子。它能够迅速扩散到燃油混合料内，并形成纳米尺度的油包水颗粒，上述颗粒在进入燃烧室后，外层油被燃烧后包裹在内的水分子在高温下发生汽化而破裂，进一步细化粒径，增大了燃烧时的接触面积，从而使得燃烧更加的充分、均匀和完全，进而降低了因燃烧不充分而导致的油垢和积炭现象，同时有效降低了碳氢化合物、一氧化碳、烟度FSN、颗粒物PM10等有害物质的排放，大大提高了对环境的保护力度。
同时提高燃油混合料的燃烧性能，上述纳米管为碳纳米管和硅纳米管，上述纳米管具有良好的导热性能，提高燃烧性能；并且还因其具有良好的强度和恢复能力，一部分可以位于发动机燃烧室内壁，并形成一层保护膜，此时保护层的存在能够隔绝高温热量对发动机本身的影响，从而保护了发动机，同时保护膜的存在还能方便减少了发动机内积炭沉积在发动机内的现象，方便了操作者定时清理。
此外为了使纳米离子能分散或者碎裂并均匀的分布在燃油混合料中，并使之充分燃烧，上述纳米添加剂还包括表面活性剂CTAB和表面活性剂Tween80。表面活性剂CTAB的化学名称为十六烷基三甲基溴化铵，其缩写为CTAB，它呈白色或浅黄色结晶体至粉末状，有刺激气味，易溶于异丙醇，可溶于水，在震荡时能够产生大量泡沫，且能与阴离子、非离子、两性表面活性剂有良好的配位性；同时还具有优良的渗透、柔化、乳化、抗静电、生物降解性及杀菌等性能。而，表面活性剂Tween80的化学名称为失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，简称乳化剂T-80，它是由失水山梨醇单油酸酯与环氧乙烷聚合而成。上述两种表面活性剂均能使阻碍纳米颗粒聚集，从而能够减少团聚沉淀的现象，使得纳米离子能分散或者碎裂并均匀的分布在燃油混合料中，进而增加了燃烧时的比表面积，使之充分燃烧。
另外为了从源头上减少尾气中有害物质的排放和积炭现象的发生，可溶机油采用溶剂精制基础油，其中溶剂精制基础油内包含硫元素和不饱和芳烃。由此上述溶剂精制基础油中含有的主要为不饱和芳烃，指由石油炼制过程中生产的石油半成品（各种馏分油）中除去杂质和不理想组分，制成各种石油产品的基础油（即组分油）的过程。由此经过精制处理后的汽柴油中残炭较少，能够充分燃烧，由此可从源头上减少尾气中有害物质的排放和积炭现象的发生，十分有用。
实施例2：一种新能源水，与实施例1的不同之处在于：它包括燃油混合料和纳米添加剂，燃油混合料包括如下重量份数的组分：混合芳烃25份，可溶机油25份，混合二甲苯25份，甲基叔丁基醚10份，纯水15份，燃油混合料与纳米添加剂之间的比例为10000：1。
实施例3：一种新能源水，与实施例1的不同之处在于：它包括燃油混合料和纳米添加剂，燃油混合料包括如下重量份数的组分：混合芳烃30份，可溶机油25份，混合二甲苯25份，甲基叔丁基醚10份，纯水10份，燃油混合料与纳米添加剂之间的比例为10000：1。
实施例4：一种新能源水，与实施例1的不同之处在于：燃油混合料与纳米添加剂之间的比例为10000：1.5。
实施例5：一种新能源水，与实施例1的不同之处在于：为了提高燃油混合料的燃烧性能，其中纳米添加剂包括纳米CeO2颗粒、Fe粉和纳米管。由此纳米添加剂能够迅速扩散到燃油混合料内，并形成纳米尺度的油包水颗粒，上述颗粒在进入燃烧室后，外层油被燃烧后包裹在内的水分子在高温下发生汽化而破裂，进一步细化粒径，增大了燃烧时的接触面积，从而使得燃烧更加的充分、均匀和完全，进而降低了因燃烧不充分而导致的油垢和积炭现象，同时有效降低了碳氢化合物、一氧化碳、烟度FSN、颗粒物PM10等有害物质的排放，大大提高了对环境的保护力度。
实施例6：一种新能源水，与实施例1的不同之处在于：为了延长发动机的使用寿命，上述纳米管为碳纳米管、镀镍碳纳米管和二氧化钛纳米管。由于它们均具有良好的导热性能，同时上述纳米管因其具有良好的强度和恢复能力，一部分可以位于发动机燃烧室内壁，并形成一层保护膜，此时保护层的存在能够隔绝高温热量对发动机本身的影响，从而保护了发动机，延长了发动机的使用寿命。
实施例7：一种新能源水，与实施例1的不同之处在于：为了延长发动机的使用寿命，上述纳米管为碳纳米管和二氧化钛纳米管。由于它们均具有良好的导热性能，同时上述纳米管因其具有良好的强度和恢复能力，一部分可以位于发动机燃烧室内壁，并形成一层保护膜，此时保护层的存在能够隔绝高温热量对发动机本身的影响，从而保护了发动机，延长了发动机的使用寿命。
实施例8：一种新能源水，与实施例1的不同之处在于：此外为了使纳米离子能分散或者碎裂并均匀的分布在燃油混合料中，并使之充分燃烧，上述纳米添加剂还包括表面活性剂DBS和表面活性剂Tween80。由于表面活性剂DBS的化学名称为十二烷基苯磺酸钠，其缩写为DBS，它是一种阴离子表面活性剂。同时，表面活性剂Tween80的化学名称为失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚，简称乳化剂T-80，它是由失水山梨醇单油酸酯与环氧乙烷聚合而成。上述两种表面活性剂均能使阻碍纳米颗粒聚集，从而能够减少团聚沉淀的现象，使得纳米离子能分散或者碎裂并均匀的分布在燃油混合料中，进而增加了燃烧时的比表面积，使之充分燃烧。
实施例9：一种新能源水，与实施例1的不同之处在于：为了降低对环境的污染，可溶机油为柴油基础油和植物油基础油的混合物。其中，柴油主要分为轻柴油(沸点范围约180-370℃)和重柴油(沸点范围约350-410℃)两大类；由于汽车用的高速柴油机比汽油机省油，因此上述柴油具有低能耗、低污染的环保特性。而植物基础油是指从植物中提取出的油脂，其优点是毒性低润滑性能和极压性能比合成基润滑油好，可以生物降解而迅速的降低环境污染。由此采用上述两种作为可溶机油，降低对环境的污染，环境友好。
实施例10：一种新能源水的加工方法，包括以下操作步骤：
步骤S1、在洁净干燥的配制容器内加入1/3-1/2的可溶机油，边搅拌边加入纳米添加剂，待纳米添加剂完成添加后继续搅拌10-15min。
步骤S2、将步骤S1的可溶机油和纳米添加剂的混合溶剂中添加表面活性剂CTAB、表面活性剂DBS或者表面活性剂Tween80搅拌充分后得到的油溶性纳米粒子添加剂。
步骤S3、将纯水、混合芳烃、剩余的可溶机油、混合二甲苯和甲基叔丁基醚按比例依次添加到密封的反应容器内，在常温常压下混合搅拌10-15min，接着边搅拌边加入由步骤S2中得到的油溶性纳米粒子添加剂，随后继续搅拌1h。
步骤S4、采用油枪导入到油桶内后，密封入库。
实施例11：一种新能源水的加工方法，与实施例10的不同之处在于：在步骤S1中，待纳米添加剂完成添加和搅拌后，在常温下经超声波发射器振荡20-25min。由此采用超声波发射器振荡可以有效防止纳米粒子相互吸附产生团聚现象，由于超声波的空化作用会使颗粒表面局部产生高温、高压或者高强度的冲击波与射流现象，可有效地干扰了纳米粒子表面的相互作用，弱化或者阻止纳米粒子在液体介质中的团聚，从而提高了纳米粒子在燃油混合料中的分散。
具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种新能源水，其特征在于：包括燃油混合料和纳米添加剂，所述燃油混合料包括如下重量份数的组分，
混合芳烃 25-35份
可溶机油 20-35份
混合二甲苯 15-35份
甲基叔丁基醚 8-12份
纯水 10-20份
所述燃油混合料与纳米添加剂之间的比例为10000：（1-2）。
2.根据权利要求1所述的一种新能源水，其特征在于：所述纳米添加剂包括纳米CeO2颗粒、纳米MnO3颗粒、纳米TiO2颗粒、Fe粉和纳米管中的一种或一种以上。
3.根据权利要求2所述的一种新能源水，其特征在于：所述纳米添加剂还包括表面活性剂CTAB、表面活性剂DBS或者表面活性剂Tween80中的一种或一种以上。
4.根据权利要求3所述的一种新能源水，其特征在于：所述纳米管包括硅纳米管、碳纳米管、镀镍碳纳米管或者二氧化钛纳米管中的一种或一种以上。
5.根据权利要求4所述的一种新能源水，其特征在于：所述可溶机油为溶剂精制基础油，所述溶剂精制基础油内包含硫元素和不饱和芳烃。
6.根据权利要求4所述的一种新能源水，其特征在于：所述可溶机油为柴油基础油和/或植物油基础油。
7.一种新能源水的加工方法，其特征在于：包括以下操作步骤，
步骤S1、在洁净干燥的配制容器内加入1/3-1/2的可溶机油，边搅拌边加入纳米添加剂，待纳米添加剂完成添加后继续搅拌10-15min；
步骤S2、将步骤S1的可溶机油和纳米添加剂的混合溶剂中添加表面活性剂CTAB、表面活性剂DBS或者表面活性剂Tween80搅拌充分后得到的油溶性纳米粒子添加剂；
步骤S3、将纯水、混合芳烃、剩余的可溶机油、混合二甲苯和甲基叔丁基醚按比例依次添加到密封的反应容器内，在常温常压下混合搅拌10-15min，接着边搅拌边加入由步骤S2中得到的油溶性纳米粒子添加剂，随后继续搅拌1h；
步骤S4、采用油枪导入到油桶内后，密封入库。
8.根据权利要求7所述的一种新能源水的加工方法，其特征在于：在步骤S1中，待纳米添加剂完成添加和搅拌后，在常温下经超声波发射器振荡20-25min。
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