CN1233803C

CN1233803C - 一种纳米乳化燃料添加剂及其制备方法

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Publication number: CN1233803C
Application number: CN 200410058380
Authority: CN
Inventors: 谢学秀
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-08-13
Filing date: 2004-08-13
Publication date: 2005-12-28
Anticipated expiration: 2024-08-13
Also published as: CN1587357A

Abstract

本发明公开的纳米乳化燃料添加剂及其制备方法属于液体燃料添加剂的技术领域，采用三乙四胺、二乙基乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE04、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇十二烷基醚、乙二醇单甲醚、失水山梨醇单油酸酯、脂肪酸酯、硝酸异丙酯、环烷酸钴、丙酮和二茂铁为组分制备的添加剂克服了现有技术中添加剂的节油率低和降污差的问题，具有节油率为7-12%和明显降低污染的优点。

Description

一种纳米乳化燃料添加剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种燃料添加剂及其制备方法，具体地说，本发明涉及一种用于制备纳米乳化液体烃类燃料的添加剂及其制备方法。

背景技术

目前液体燃料的添加剂尚不理想，其主要缺点是制备的燃料节油率低，稳定性差，降污性能不理想等。

例如中国专利申请公开第1149918A号公开的柴油乳化添加剂组合物存在着稳定性不理想，储存期短，降污性能不理想。中国专利申请公开第1374377A号公开的燃油添加剂存在着节油率最高仅为5.4％的问题。中国专利1081225C公开的柴油多效添加剂具有改进柴油的流动性和减缓颜色变化，但是没有公开其是否具有节油和降污性能，并且其添加量仅为50～2000ppm，根据本发明人的试验，该添加剂不具有节油和降污作用。

因此目前急需开发一种燃料节油率高，稳定性好，降污性能优良的液体燃料添加剂。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了以下具体技术方案。

一种纳米乳化燃料添加剂由下述重量百分比的组分组成：

三乙四胺0.001-0.1％、二乙基乙醇胺0.001-0.1％、脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE0420-40％、烷基酚聚氧乙烯醚1-7％、聚乙二醇十二烷基醚10-15％、乙二醇单甲醚1-10％、失水山梨醇单油酸酯10-20％、脂肪酸酯8-10％、硝酸异丙酯0.2-0.6％、环烷酸钴20-30％、丙酮1.5-20％、二茂铁0.01-1％，上述各组分的重量百分比之和为100％。

本发明的纳米乳化燃料添加剂优选由下述重量百分比的组分组成：三乙四胺0.01％、二乙基乙醇胺0.01％、脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE0418.08％、烷基酚聚氧乙烯醚OP-7 5％、聚乙二醇十二烷基醚12％、乙二醇单甲醚5％、失水山梨醇单油酸酯15％、脂肪酸酯9％、硝酸异丙酯0.4％、环烷酸钴25％、丙酮10％、二茂铁0.5％。

本发明的纳米乳化燃料添加剂的制备方法，将三乙四胺、二乙基乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE04、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇十二烷基醚、乙二醇单甲醚、失水山梨醇单油酸酯、脂肪酸酯、硝酸异丙酯、环烷酸钴、丙酮和二茂铁在30～50℃下以1000～3000转/分钟的转速搅拌混合10～20分钟得到本发明的添加剂。

本发明中所使用的所有原料均为市售产品。

所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的产品例子包括佛山市科的气体化工有限公司产品的脂肪醇聚氧乙烯醚AE03、AE04、AE06、AE07、AE08、AE09，优选为脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE04。

烷基酚聚氧乙烯醚的产品例子包括佛山市科的气体化工有限公司产品的烷基酚聚氧乙烯醚OP-7、OP-10、OP-15、OP-21，优选烷基酚聚氧乙烯醚OP-7，还包括北京化学研究所产品。

聚乙二醇十二烷基醚的产品例子包括江苏省海安化工厂或上海高桥精细化工厂产品。

脂肪酸酯的产品例子包括日本三井贸易公司产品。

环烷酸钴的别名为萘酸钴、石油酸钴，产品例子包括山东淄博化工有限公司。

三乙四胺为洛阳化工厂产品或德国巴斯夫公司产品。

失水山梨醇单油酸酯为河南正通化工有限公司产品。

丙酮的产品例子包括北京燕山石化公司产品。

本发明的添加剂用于生产纳米乳化燃料，具体使用方法为：将重量百分比的0.1～5％的本发明的添加剂、50～89.9％的液体燃料和10～49.9％的水加入到高压均质机中以3000～4000转/分钟的转速搅拌20～50分钟，然后用高压泵将上述已乳化得很均匀的物料输入到一组静态混合器中进行二次乳化，使乳化燃料中的微细水珠的粒径在10～100nm的范围内即可。

本发明的添加剂具有以下优点。

一、本发明的添加剂制备的燃料具有长久的稳定性。本发明的添加剂中使用非离子表面活性剂。非离子表面活性剂具有亲水基和疏水基，亲水基易溶于水中，而疏水基易溶于有机相，可以使水和油完美地结合在一起，长久不分开。和阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂相比，非离子表面活性剂在酸性、碱性或硬水的盐类中也不发生电离，而阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂在水中电离，和其它物质发生反应生成沉淀，而非离子表面活性剂不电离，以中心分子或胶束状态存在，即形成油包水型中性分子胶束，具有理想的化学稳定性。

二、使用本发明的添加剂制备的燃料可使其中的水珠具有10～100nm的粒径，这样颗粒直径远远小于可见光波长，产生透明的外观。产品稳定期在一年以上。

三、使用本发明的添加剂制备的燃料具有降污和节能的独特特点。河南省环境监测中心站于2004年3月对添加本发明添加剂的柴油燃料进行了燃烧污染物排放监测，并出具了监测报告(豫环境监测子(2004)第10号)。添加本发明添加剂的柴油燃料为添加剂1.6％、0#柴油79％和水19.4％；对照燃料为0#柴油。

燃料	烟尘mg/m³	SO₂mg/m³	NO_xmg/m³	烟气黑度	噪声dB(A)
燃料	烟尘mg/m³	SO₂mg/m³	NO_xmg/m³	烟气黑度	噪声dB(A)	0#柴油	26	154	201	＜1级	66.2
添加本发明添加剂的燃料	9.1	112	91	＜1级	672	0#柴油	26	154	201	＜1级	66.2

乳化柴油是含水燃料，水不是燃料也不能燃烧，便由于水参与燃烧，使燃烧过程得以优化。乳化柴油在燃烧过程中产生“微爆”，使燃料的燃烧完全，燃烧效率得高。没燃烬的炭粒在水蒸汽存在下有“水煤气反应”发生，生成H₂和CO，而后H₂将产生活性核心，继而开始一系列链锁反应，产H、O和OH原子和活性物质，大大活化了整个燃烧过程。由于强化了燃烧过程，使燃烧更加充分，实现了良好的降污和节能作用，从而使排气中的烟度和烟尘浓度大幅降低，SO_x和NO_x也会相应减少。

添加本发明添加剂的柴油产品已进行了发动机台架燃烧试验和热水锅炉的半工业性试验，得到了环保和节能的可喜结果。现将试验结果简述如下：

1.节油效果：

(1).在15马力单缸柴油机上进行了使用和台架试验，与0^#柴油相比节油率为2-8％。

(2)在75马力六缸柴油发电机组上进行了使用和台架燃烧试验，与0^#柴油相比节油率5-17％，每千瓦小时(KWH)耗油率降低7-18％。

(3)在100马力六缸柴油机上进行了台架燃烧试验，与0^#柴油相比，在2300r/min额定转速时，比油耗(KWH)降低4-5％，在1500r/min时，比油耗降低2-20％。

(4)在每小时30000大卡意大利百德牌进口燃烧器的热水锅炉上进行了燃烧试验。与0^#柴油相比节油率为4-9％，燃料的燃烧效率比0^#柴油提高4％。

(5)餐饮灶上进行燃烧试验，与0^#柴油相比节油率为10-18％

2.环保降污效果

(1)在100马力六缸柴油机台架燃烧试验时进行了排气中的烟度检测，与0^#柴油比，在2300r/min时，烟度的排放值降低了11-22％，在1500r/min时，降低30-39％。

(2)在每小时30,000大卡意大利百德牌进口燃烧器SF-50K热水锅炉上进行了燃烧试验时，与0^#柴油相比，烟尘浓度降低了42-46％，微化柴油的烟尘浓度值远过错低于规定指标。

从上述节油效果和降污效果可以看出：乳化柴油的节油率约7-12％，而降污效果甚为显著。目前，郑州市锅炉燃烧排气中的烟尘浓度值很难达标，较多烟囱需加除尘器还难以实现达标值，而乳化燃料不须加任何附加措施即可达标，而且远远低于规定指标，乳化柴油的强盛生命力便跃然而出。

四、生产工艺和设备简单。制备本发明的添加剂以及使用它制备燃料的工艺都只要搅拌即可制备出热力学稳定体系，清澈透明。

五、本发明的添加剂质量有保证，价格低廉。这从使用的原料可以明显地看出。

具体实施方式

下面参照实施例的方式具体解释本发明。

实施例1

将0.01kg三乙四胺、0.01kg二乙基乙醇胺、18.08kg脂肪醇聚氧乙烯醚AE03、5kg烷基酚聚氧乙烯醚OP-7、12kg聚乙二醇十二烷基醚、5kg乙二醇单甲醚、15kg失水山梨醇单油酸酯、9kg脂肪酸酯、0.4kg硝酸异丙酯、25kg环烷酸钴、10kg丙酮和0.5kg二茂铁在40℃下以3000转/分钟的转速搅拌混合15分钟得到本发明的添加剂。

实施例2

将0.05kg三乙四胺、0.05kg二乙基乙醇胺、22kg脂肪醇聚氧乙烯醚AE04、2kg烷基酚聚氧乙烯醚、10kg聚乙二醇十二烷基醚、10kg乙二醇单甲醚、20kg失水山梨醇单油酸酯、8kg脂肪酸酯、0.2kg硝酸异丙酯、25kg环烷酸钴、1.5kg丙酮和1kg二茂铁在35℃下以2000转/分钟的转速搅拌混合20分钟得到本发明的添加剂。

实施例3

将0.1kg三乙四胺、0.1kg二乙基乙醇胺、24.19kg脂肪醇聚氧乙烯醚AE04、5kg烷基酚聚氧乙烯醚、15kg聚乙二醇十二烷基醚、2kg乙二醇单甲醚、10kg失水山梨醇单油酸酯、8kg脂肪酸酯、0.6kg硝酸异丙酯、20kg环烷酸钴、15kg丙酮和0.01kg二茂铁在35℃下以2000转/分钟的转速搅拌混合20分钟得到本发明的添加剂。

应用实施例1

本实施例为使用实施例1制备的燃料添加剂的应用例。

将3kg的实施例1制备的燃料添加剂、20kg的水和77kg的0#柴油加入到高压均质机中，以3500转/分钟的转速搅拌30分钟，然后将得到的物料加入到一组静态混合器中进行再次乳化，使乳化燃料中的微细水珠的粒径在10～100nm的范围内即可。

Claims

1.一种纳米乳化燃料添加剂，其特征在于它由下述重量百分比的组分组成：

三乙四胺0.001-0.1％、二乙基乙醇胺0.001-0.1％、脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE04 20-40％、烷基酚聚氧乙烯醚1-7％、聚乙二醇十二烷基醚10-15％、乙二醇单甲醚1-10％、失水山梨醇单油酸酯10-20％、脂肪酸酯8-10％、硝酸异丙酯0.2-0.6％、环烷酸钴20-30％、丙酮1.5-20％和二茂铁0.01-1％，上述各组分的重量百分比之和为100％。

2.根据权利要求1所述的纳米乳化燃料添加剂，其特征在于它由下述重量百分比的组分组成：

三乙四胺0.01％、二乙基乙醇胺0.01％、脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE0418.08％、烷基酚聚氧乙烯醚OP-7 5％、聚乙二醇十二烷基醚12％、乙二醇单甲醚5％、失水山梨醇单油酸酯15％、脂肪酸酯9％、硝酸异丙酯0.4％、环烷酸钴25％、丙酮10％和二茂铁0.5％。

3.根据权利要求1所述的纳米乳化燃料添加剂的制备方法，其特征在于将三乙四胺、二乙基乙醇胺、脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE04、烷基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇十二烷基醚、乙二醇单甲醚、失水山梨醇单油酸酯、脂肪酸酯、硝酸异丙酯、环烷酸钴、丙酮和二茂铁在30～50℃下以1000～3000转/分钟的转速搅拌混合10～20分钟得到本发明的添加剂。