PL188448B1

PL188448B1 - Paliwo emulsyjne, sposób jego wytwarzania oraz urządzenie do wytwarzania paliwa emulsyjnego

Info

Publication number: PL188448B1
Application number: PL97328827A
Authority: PL
Inventors: Alain Haupais; Philippe Schulz; Pascal Brochette
Original assignee: Elf Antar France
Priority date: 1996-03-15
Filing date: 1997-03-17
Publication date: 2005-02-28
Also published as: WO1997034969A1; CA2248631A1; RU2167920C2; NO317504B1; TR199801826T2; EP0888421B1; BR9708074A; PL328827A1; CA2248631C; CZ294200B6; CZ291498A3; NO984254L; NZ331828A; FR2746106A1; FR2746106B1; DE69700529D1; KR100416119B1; NO984254D0; HK1019614A1; CN1089364C

Abstract

1 Paliwo emulsyjne, stanowiace emulsje w wodzie co najmniej jednego weglowodoru, znam ienne tym, ze ma nastepujacy sklad weglowodór(y) 50 do 99% wagowych, woda 0, 1 do 50% wagowych, uklad emulgujacy 0,05 do 5% wagowych, dodatki 0 ,0 1 do 5% wagowych, w którym uklad em ulgujacy zawiera ? (1 ) co najmniej jeden ester sorbitolu o wzorze ogólnym l u b w którym - rodniki X sa takie same lub rózne 1 oznaczaja kazdy niezaleznie OH, R 1 COO-, gdzie R 1 oznacza rodnik weglowodorowy alifatyczny, nasycony lub nienasycony, liniowy lub rozgaleziony, ewentualnie podstawiony grupami hydroksylowymi i majacy od 7 do 2 2 atomów wegla, przy czym R 1 korzystnie oznacza reszte kwasu tluszczowego, pozbawiona koncowej grupy karboksylowej, oraz ester (1 ) posiada liczbe HLB zawarta miedzy 1 a 9, A (II) co najmniej jeden ester kwasu tluszczowego o wzorze ogólnym w którym - R2 oznacza rodnik weglowodorowy alifatyczny, nasycony lub nienasycony, liniowy lub rozgaleziony, ewentualnie podsta- wiony grupami hydroksylowymi 1 majacy od 7 do 22 atomów wegla, przy czym R2 korzystnie oznacza reszte kwasu tluszczowego, pozbawiona koncowej grupy karboksylowej, - R3 oznacza, grupe alkilenowa liniowa lub rozgaleziona C 1-C 10 korzystnie C 2 -C 3 , - n oznacza liczbe calkow ita równa lub wyzsza od 6, korzystnie zawarta miedzy 6 a 30, - R4 oznacza H, alkil liniowy lub rozgaleziony C 1-C 10, grupe -C(=0)-R 5 , gdzie R 5 ma takie same znaczenie jak podane po- wyzej dla R2, PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest paliwo emulsyjne, stanowiące emulsję wody w co najmniej jednym węglowodorze, charakteryzujące się tym, że ma następujący skład:

weglowodór(y) 50 do 99% waagotych, woda 0,1 do 50% wagowych, układ emulgujący 0,05 do 5%ó wagowych, dodatki 0,01 do 5%ó wagowych, w którym układ emulgujący zawiera:

Δ (I) co najmniej jeden ester sorbitolu o wzorze ogólnym:

(O w

k ęn-<

-CH-CH,

-X (0 lub w którym:

- rodniki χ są takie same lub różne i onnacoają, każdy niezalnżnia: OH, R'COO-. gdzie R¹ oznacza rodnik węglowodorowy alifatyczny, nasycony lub nienasycony, liniowy lub rozgałęziony, ewentualnie podstawiony grupami hydroksylowymi i mający od 7 do 22 atomów węgla, przy czym R¹ korzystnie oznacza resztę kwasu tłuszczowego, pozbawioną końcowej grupy karboksylowej, oraz ester (I) posiada liczbę CLB zawartą między 1 a 9;

Δ (II) co najmniej jeden ester kwasu tłuszczowego o wzorze ogólnym:

^R2_9i^_&_(R3O)n_R4 (») o

w którym:

- R² oznac za rodnik węglowodorood apatyczny, hasyeony lub yienasycoay, liniaevy lub rozgałęziony, ewentualnie podstawiony grupami hydroksylowymi i mający od 7 do 22 atomów węgla, przy czym, O² korzystnie oznacza resztę kwasu tłuszczowego, pozbawioną końcowej grupy karboksylowej,

188 448

- R3 oznacza grupę alkilenową liniową lub rozgałęzioną Ci-Co, korzystnie C2-C3

- n oznacza liczbę całkowitą równą lub wyższą od 6, korzystnie zawartą między 6 a 30;

- R4 oznacza: H, alkil liniowy lub rozgałęziony Cj-Co, grupę -C(=O)-R⁵, gdzie R⁵ ma takie same znaczenie jak podane powyżej dla R , przy czym ten ester (II) ma korzystnie liczbę HLB wyższą lub równą 9;

Δ (III) co najmniej jeden polialkoksylowany alkilofenol o wzorze ogólnym:

R®—(O/ °-(^R7-^O)m-^R8 w którym:

- R6 oznacza rodnik liniowy lub rozgałęziony C1-C20 korzystnie C5-C20;

- m oznacza liczbę całkowitą równą lub wyższą od 8; korzystnie zawarta między 8 a 15;

- r7 i R⁸ mają odpowiednio takie same znaczenia jakie podano dla r3 i r4 we wzorze (II), przy czym ten ester (III) ma korzystnie liczbę HLB zawartą miedzy 10 a 15; zaś cały układ emulgujący posiada liczbę HLB zawartą między 6 a 8, korzystnie między 6,5 a 7,5;

oraz że emulsja jest zrealizowana w ten sposób, że średnia wielkość kropli zdyspergowanej fazy wodnej jest mniejsza lub równa 3 pm, korzystnie 2 pm, szczególnie korzystnie 1 pm, przy odchyleniu standartowym poniżej lpm.

Te korzystne i innowacyjne cechy, mianowicie:

- profil wymiarów kropli fazy wodnej,

- wynalazczy dobór odpowiedniej kompozycji układu emulgującego, odróżniają się bardzo wyraźnie od wynalazku opisanego w WO 93/18117 i zapewniająjego ulepszenie.

Ulepszone paliwo emulsyjne posiadające takie cechy ma wysoką stabilność w czasie przechowywania w długich okresach czasu. Nie ulega ono odfazowaniu (separacji faz) zarówno w zbiornikach jak i w różnych elementach składowych układów zasilania odpowiednich urządzeń zawierających gniazda zaworowe, to jest silników tłokowych z zapłonem iskrowym, palników, itp.

Paliwo emulsyjne według wynalazku pozostaje doskonale homogenne, co ogranicza w najwyższym stopniu ryzyka zaburzeń funkcjonowania urządzeń spalających. Brak odfazowania (separacji faz) i koalescencji, czy to przez grawitację czy to przy użyciu innych środków separacji (filtracji, wirowania, itp.) stanowi istotny postęp techniczny, co pozwala przewidywać ważne zastosowania przemysłowe i handlowe. Jest to rzeczywiste udoskonalenie w stosunku do paliwa emulsyjnego według WO 93/18117.

Zgodnie z wynalazkiem stabilność emulsji należy rozumieć jako utrzymanie stanu fizykochemicznego pierwotnej homogennej emulsji (brak odfazowania, brak koalescencji kropel fazy zdyspergowanej) podczas przechowywania przez co najmniej 3 miesiące w temperaturze pokojowej.

Ponadto paliwo emulsyjne według wynalazku posiada jednocześnie interesującą i zadowalającą charakterystykę pod względem zmniejszenia emisji zanieczyszczeń oraz zmniejszonego zużycia paliwa, a także pod względem jego kosztów.

Należy zwrócić uwagę, że cech tych nie uzyskano kosztem pogorszenia sprawności spalania (wydajność termiczna i termomechaniczna na wysokim poziomie).

Ponadto, brak kropli dużej wielkości pozwala zminimalizować problemy z zatykaniem, stratami ciśnienia i/lub separacją wody w urządzeniach filtrujących, które mogą się znajdować w układach zasilających paliwem emulsyjnym. Problemy te występują z jeszcze większym nasileniem przy dużym mrozie, wywołującym zamarzanie kropli fazy wodnej, co prowadzi do tworzenia kulek mających wyższą zdolność zatykania niż krople ciekłe. Kompletna przemiana jako przyczyna tworzenia się zamarzniętych kropli może być zminimalizowana przez dodatek środków przeciw zamarzaniu.

Średnia wielkość średnicy kropli fazy wodnej ustalona na 3 pm, korzystnie 1 pm, a szczególnie korzystnie do 1 pm, przy odchyleniu standartowym do lpm, jest jednym z czynników determinujących stabilność emulsji, a w szczególności ograniczenie zjawisk koalescencji i odfazowania. Zgodnie z wynalazkiem, przewiduje się zatem „monodyspersyjny” profil

188 448 granulometryczny praktycznie wokół 1 Lim (krzywa. Cf na fig. 5). To oznacza, że populacja kropel jest jednorodna pod względem wielkości, która to wielkość jest wystarczająco mała dla zapewnienia stabilności.

W rozumieniu niniejszego wynalazku skrót HLB oznacza „równowagę hydrofilowolipofilową”. Jest to dobrze znany parametr, stosowany dla charakteryzowania emulgatorów. Parametr ten jak i dziedzina emulgatorów są opisane na przykład w monografii „EMULSIONS: THEORY AND PRACTICE, Paul BECHER - RHEINHOLD - Publishing Corp. - ACS Monograph - Ed. 1965”. W rozdziale zatytułowanym „The Chemistry of Emulsifying Agents”, str. 232 i następne, podano dokładną definicję HLb.

Szczegółowy opis wynalazku

Skład jakościowy i ilościowy układu emulgatora jest również istotną cechą wynalazku, która przyczynia się do uzyskanych rezultatów, zwłaszcza stabilności.

Korzystnie, emulsja zawiera co najmniej 5% wagowych wody a stężenie układu emulgatora w stosunku do łącznej masy paliwa jest niższe lub równe 3% wagowych, korzystnie 2% wagowych.

Zgodnie z korzystnym wykonaniem wynalazku układ emulgatora zawiera 3 związki (I), (II) i (III) w następujących proporcjach:

(I) od 2,5 do 3,5 części wagowych, korzystnie 3 części wagowe, (II) od 1,5 do 2,5 części wagowych, korzystnie 1,5 do 2 części wagowych, (III) od 0,5 do 1,9 części wagowych, korzystnie 0,5 do 1,5 części wagowych.

Ester kwasu tłuszczowego i sorbitanu (I) korzystnie stanowi zasadniczo jeden lub kilka oleinianów sorbitanu Cis, ewentualnie w połączeniu z jednym lub kilkoma estrami kwasu tłuszczowego Cis (linolowego, stearynowego) i Ci6 (palmitynowego). Naturalnie ester (I) nie jest ograniczony do monoestrów kwasów tłuszczowych i sorbitanu ale obejmuje również di i/lub triestry i ich mieszaniny. W każdym bądź razie, jednym z kryteriów doboru tego estru (I) jest korzystnie przynależność liczby HLB do zakresu między 1 a 9, co nadaje im znaczącą lipofilowość. Szczególnie korzystna wartość HLB dla estru (I) jest zawarta w zakresie między 2,5 a 5,5.

W praktyce preferowane są mieszaniny estrów zasadniczo utworzone z oleinianów oraz w mniejszych ilościach, palmitynianu, stearynianu i linolenianu sorbitanu. Może to być również seskwioleinian sorbitanu, taki jak produkt sprzedawany pod nazwą SPAN 83® lub ARLACEL 83® (ICI).

Jako inne przykłady estrów sorbitanu (I) można wymienić lauryniany sorbitanu, takie jak produkty sprzedawane pod nazwą SPaN 20® lub ARLACEL 20® (ICI), ALKaMuLS SML (RHONE POULENC), stearyniany sorbitanu typu produktu sprzedawanego pod nazwą ARLACEL 60® (ICI) lub ALKAMULS SMS (RHONE POULENC), przy czym lista ta nie jest wyczerpująca.

Estry (I) zgodnie z wynalazkiem obejmują wszystkie analogi i pochodne estrów kwasu tłuszczowego i sorbitanu.

Jeśli chodzi o związek (II), jest on wybrany spośród oleinianów i/lub 10 stearynianów i/lub rycynoleinianów glikolu polialkilenowego, a korzystnie spośród nich PEG o ciężarze cząsteczkowym niższym lub równym 450, korzystnie rzędu 300.

Może to być na przykład monooleinian PEG 300 taki jak produkt sprzedawany pod nazwą TILOL 163® (UNION DERIVAN S.A.), EMULSOGEN A® (HOECHST). Jako inne przykłady związków (II) można wymienić monooleinian PEG 400, taki jak produkt sprzedawany pod nazwą SECOSTER MO 400 (STEPAN), REMCOPAL (CECA), lub etoksylowany kwas stearynowy z 8 jednostkami etoksy (= stearynian PEG 350), taki jak produkt sprzedawany pod nazwą SIMULSOL M45® (SEPPC) lub MYRJ 45® (ICI), rycynooleinian PEG, taki jak produkt sprzedawany pod nazwą CEREX EL 4929® (AUScHeM SpA) lub MARLOSOL R70® (HCLS AG, STEPAN).

Alkoksylan alkilofenolu (III) jest korzystnie wybrany spośród polietoksylowanych nonylofenoli i/lub oktylofenoli, przy czym szczególnie korzystne są polietoksylowane nonylofenole.

W praktyce chodzi o na przykład etoksylan nonylofenolu. Może on być korzystnie zastąpiony lub połączony z jednym lub kilkoma innymi alkoksylanami alkilofenolu. Interesujące są także alkoksylany alkilofenolu (III), w których rodnik alkilowy będący podstawnikiem fe10

188 448 nolu zawiera około 1 do 20 atomów węgla, korzystnie 5 do 20. Ponadto, korzystne jest również dobranie alkoksylanów (na przykład etoksylanu) alkilofenolu, w którym łańcuch alkoksylowy zawiera korzystnie 8 do 20, szczególnie korzystnie 8 do 15 grup tlenku alkilenu (na przykład tlenku etylenu) na cząsteczkę.

W praktyce preferowany jest także polietoksylowany nonylofenol o wzorze C9H19C6H4-(0CH2CH2)_m-0H, w którym 8<m<15.

Oczywiście w zakres wynalazku wchodzą tylko te polietoksylowane nonylofenole, które charakteryzują się nie tylko charakterem hydrofilowym, ale także temperaturą zmętnienia, zdefiniowaną zgodnie z normą DIN 53917dla roztworu wodnego o stężeniu 1% wagowy powyżej 30°C. Kombinacja tych cech pozwoliła na uzyskanie nie tylko układów emulgujących umożliwiających wytworzenie emulsji woda - paliwo według wynalazku, ale także uzyskanie znacznej trwałości temperaturowej, umożliwiającej stabilność tej emulsji w szerokim zakresie temperatur.

Jako inne przykłady związków (III) można wymienić polietoksylowane oktylofenole, a zwłaszcza produkty sprzedawane pod nazwą OCTAROX® (SEPPIC) i SINNOPAL OPn (SIDOBRE-SIŃNOVA).

Zgodnie z korzystnym wariantem realizacji wynalazku związek (III) z układu emulgującego stanowi mieszaninę polietoksylowanych nonylofenoli, korzystnie dwóch polietoksylowanych nonylofenoli mających odpowiednio 9 i 12 reszt tlenku etylenu.

Jako paliwa według wynalazku w szczególności przewidziane są te, w których węglowodór lub mieszanina węglowodorów wchodząca w ich skład jest(są) wybrana(e) z grupy następujących produktów: oleje napędowe, benzyny, nafty, mazuty, paliwa syntetyczne, estryfikowane lub nieestryfikowane oleje roślinne lub zwierzęce, i ich mieszaniny.

Szczególnie korzystnie wynalazek dotyczy grupy szczególnych paliw, którymi są paliwa silnikowe (oleje napędowe, benzyny, nafty, paliwa syntetyczne, estryfikowane lub nieestryfikowane oleje roślinne lub zwierzęce), stosowane jako paliwa w silnikach z zapłonem iskrowym lub silnikach termicznych.

Poza węglowodorami, wodą i układem emulgującym paliwo lub paliwo silnikowe według wynalazku może zawierać dodatki wybrane z produktów pełniących różne funkcje.

W tym kontekście jedną z istotnych zalet emulsji węglowodory/woda według wynalazku jest to, że dostarczają one dwa rodzaje różnych podłoży dla dodatków, to jest: podłoże lipofilowe, które tworzy ciągła faza węglowodorowa i podłoże hydrofilowe, które tworzy faza wodna. To znacznie zwiększa możliwości wprowadzania dodatkowych związków czynnych. Do paliw i paliw silnikowych można było dotychczas łatwo wprowadzić wyłącznie związki rozpuszczalne w olejach. Ta przeszkoda została w sposób zaskakujący usunięta dzięki wynalazkowi, co jest tym bardziej istotne, że rozpuszczalnością w wodzie charakteryzuje się znacznie więcej dodatków niż rozpuszczalnością w paliwach.

Ponadto jest także możliwe wzbogacenie emulsyjnego paliwa lub paliwa silnikowego według wynalazku o właściwości samozapłonowe za pomocą wprowadzenia dodatków rozpuszczalnych lub mieszalnych z wodą lub w węglowodorach. Dodatki te mogą stanowić jeden lub kilka produktów ulepszających liczbę cetanową, wybranych korzystnie spośród nadtlenków i/lub azotanów i ich mieszanin. Przykładami produktów ulepszających liczbę cetanową, które mogą być włączone do emulsji poprzez fazy węglowodorowe są azotany alkilowe. Odpowiednikami hydrofilowymi azotanów są sole azotanowe. Ich właściwości jako soli umożliwiają użycie jako nośnika dla nich fazy wodnej.

Inną cechą funkcjonalną, którą można nadać paliwom emulsyjnym według wynalazku jest przeciwkoksowalność. Promotorami takiej funkcji są korzystnie dodatki, które stanowi co najmniej jeden katalizator na bazie metalu lub metalu ziem alkalicznych, sprzyjający reakcji po-spalania sadzy, którym to katalizatorem korzystnie jest katalizator na bazie magnezu, baru, wapnia, ceru, miedzi, żelaza lub ich mieszanin. Te katalityczne promotory destrukcji popiołów są tym łatwiejsze do wprowadzenia, że są one generalnie związkami, których sole są rozpuszczalne w wodzie, co sprawia, że są mieszalne z fazą wodną emulsji według wynalazku. Tej właściwości nie mają klasyczne paliwa znane ze stanu techniki, składające się wyłącznie z węglowodorów hydrofobowych.

188 448 węglowodó^ry) woda układ emulgujący dodatki

Zgodnie z jednym z wariantów wynalazku korzystne może być nadanie paliwom emulsyjnym właściwości biocydowych a nawet bakteriobójczych. Paliwa według wynalazku mogą zatem zawierać co najmniej jeden biocyd, korzystnie środek bakteriobójczy.

Paliwa emulsyjne według wynalazku mogą także posiadać działanie detergentowe. Wynalazek obejmuje zatem także przypadek, gdy paliwa zawierają dodatek jednego lub więcej detergentów.

Paliwa według wynalazku, a zwłaszcza paliwa silnikowe, mogą być także obdarzone funkcją anty-tlenek azotu (NOx), którą nadają związki amoniakowe (typu mocznika, amoniaku)·.

Paliwa emulsyjne mogą być także wzbogacone w cechę odporności na zamarzanie poprzez dodanie dodatków przeciw zamarzaniu, takich jak glikole lub roztwory solanek.

Dla ilustracji, poniżej przedstawiono praktyczny przykład kompozycji paliwa emulsyjnego według wynalazku:

koczysinis 66 do 999/ koroystnin i do o9% korzy-smic 0 ,1 do o % korzystnie 0,05 do 2¹%

Wynalazek ninSotszy jest zgodny z najnowszymi trendami stosowania „paliwa zielonego” jako częściowego zamiennika paliwa silnikowego, zwłaszcza do silników Diesla. Korzystnie można wprowadzić co najmniej olej roślinny lub zwierzęcy estryfikowany lub zieestryfikowans i/lub co najmniej wyciąg z tego oleju, korzystnie w ilości 1 do 60% wagowych.

Mogą to być na przykład oleje rzepakowe, sojowe lub słonecznikowe, które mogą wchodzić w skład kompozycji paliwa silnikowego w ilości na przykład do 5%, 30% lub nawet 50% wagowych.

Układ emulgujący opisany powyżej może być stosowany w kompozycji dodatków do paliwa silnikowego, zawierającej zasadniczo:

- układ emulgujący opisany powyżej

- i ewentualnie co najmniej jeden dodatek, korzystnie wybrany spośród produktów opilanych powyżej, to jest: procetanów, katalitycznych promotorów spalania sadzy, biocydów, detergentów, związków amoniakowych, środków przeciw zamarzaniu, estryfikowanych lub zioostrsfikowansch olejów roślinnych i zwierzęcych i ich mieszanin.

Zgodnie z następnym aspektem wynalazku jego przedmiotem jest sposób otrzymywania paliwa emulsyjnego, charakteryzujący się tym, że jednocześnie lub nie:

a) - łączy się co najmniej te0ez węglowodór w ilości 50 do 99% wagowych, wodę w ilości 0,1 do 50% wagowych, i układ emulgujący w ilości 0,05 do 5% wagowych, któiy to układ emulgujący zawiera:

Δ (I) co najmniej ^0οζ ester sorbitolu o wzorze ogólnym:

ch-ch₂-x (I) lub

CH-CHI I X X

-CH,

-X (Γ) w którym:

- rodniki X są takie same lub ei^e ϊ ozoacczjąkzady niezsleżnie: OH, ^COR-, gd/U R¹ oznacza rodnik węglowodorowy alifatyczny, nasycony lub nienasycony, liniowy lub rozgałęziony, ewentualnie podstawiony grupami hydroksylowymi i mający od 7 do 22 atomów węgla, przy czym R¹ korzystnie oznacza resztę kwasu tłuszczowego, pozbawioną końcowej grupy karboksylowej, oraz ester (I) posiada liczbę CLB zawartą między 1 a 9;

Δ (II) co najmniej jeden ester kwasu tłuszczowego o wzorze ogólnym:

188 448 w którym:

_R2_(j_o_(_R3O)_n-R4 _(||)

O

- R oznacza rodnik węglowodorowy alifatyczny, nasycony lub nienasycony, liniowy lub rozgałęziony, ewentualnie podstawiony grupami hydroksylowymi i mający od 7 do 22 atomów węgla, przy czym R² korzystnie oznacza resztę kwasu tłuszczowego, pozbawioną końcowej grupy karboksylowej,

- R³ oznacza grupę alkilenową liniową lub rozgałęzioną Ci-Cio korzystnie C2-C3,

- R⁴ oznacza: H, alkil liniowy lub rozgałęziony Ci-Cio grupę -C(=0)-R⁵, gdzie R⁵ ma takie same znaczenie jak podane powyżej dla r2;

przy czym ten ester (II) ma korzystnie liczbę HLB wyższą lub równą 9;

A (III) co najmniej jeden polialkoksylowany alkilofenol o wzorze ogólnym:

R⁶—(O/ °-^(R7-^O)m-R⁸ w którym:

- R⁶ oznacza rodnik liniowy lub rozgałęziony C1-C20 korzystnie C5-C20

- R⁷ i R⁸ mają odpowiednio takie same znaczenia jakie podano dla R³ i R⁴ we wzorze (II), przy czym ten ester (III) ma korzystnie liczbę HLB zawartą między 10 a 15; zaś cały układ emulgujący posiada liczbę HLB zawartą między 6 a 8, korzystnie między 6,5 a 7,5;

A i ewentualnie inne dodatki w ilości 0,05 do 2% wagowych;

- b) - miesza się te składniki, wytwarzając emulsję wody w oleju,

- c) - poddaje się emulsję frakcjonowaniu, tak aby zmniejszyć wielkość kropli zdyspergowanej fazy wodnej do wielkości średniej niższej lub równej 3 pm, korzystnie 2 (im, szczególnie korzystnie 1 pm, przy odchyleniu standartowym poniżej 1 pm.

Sposób według wynalazku może być zatem skrótowo przedstawiony jako wytwarzanie emulsji i frakcjonowanie tej emulsji takie, aby zmniejszyć wielkość kropli zdyspergowanej fazy wodnej aż do uzyskania monodyspersyjnego rozkładu granulometrycznego wielkości 1 pm, przy odchyleniu standartowym poniżej 1 pm.

Wytworzenie emulsji spoczywa w dużej mierze na układzie emulgującym. Układ ten ma korzystnie następujący skład: (I) od 2,5 do 3,5 części wagowych, korzystnie 3 części wagowe, (II) od 1,5 do 2,5 części wagowych, korzystnie 1,5 do 2 części wagowych, (III) od 0,5 do 1,9 części wagowych, korzystnie 0,5 do 1,5 części wagowych.

Sposób według wynalazku może być jednym ze sposobów mających zastosowanie do wytwarzania udoskonalonego paliwa emulsyjnego (na przykład paliwa silnikowego) według wynalazku opisanego powyżej. Charakterystyki i uwagi poczynione powyżej w odniesieniu do produktów stosowanych w emulsji mogą być w całości przeniesione do tej części opisu, która dotyczy sposobu.

Frakcjonowanie emulsji jest obróbką mechaniczną lub termomechaniczną, mającą na celu rozerwanie sił kohezji między kroplami dla pobudzenia ich podziału. Korzystnymi środkami frakcjonowania, mającymi zastosowanie w etapie (c) są środki typu mieszalnika statycznego, pompy wirowej lub innej, młyna koloidalnego lub innego, mieszalnika wirnikowego, mieszalnika ultradźwiękowego oraz inne sposoby fragmentacji cieczy w innej cieczy niemieszalnej.

W praktyce jako środki frakcjonowania można stosować mieszalniki statyczne. Mieszalniki statyczne są urządzeniami, przez które przepuszcza się emulsję z duża szybkością i w których emulsja poddawana jest wymuszonym zmianom kierunku i/lub średnicy przewodów składających

188 448 się na wnętrze mieszalników. Prowadzi to do straty ciśnienia, co jest czynnikiem zasadniczym dla wytworzenia emulsji prawidłowej pod względem rozdrobnienia i stabilności.

W innych przykładach sposobu wytwarzania emulsji, zależnie od przewidywanej skali produkcji, można zastosować mieszalnik wirnikowy typu mieszalnika sprzedawanego pod nazwą ULTRA-TURRAa®, homogenizator wysokociśnieniowy typu sprzedawanego przez firmę APV-BAKER oraz wszelkie inne sposoby znane specjalistom i umożliwiające łatwe rozszerzenie skali.

Zgodnie z jednym z wariantów realizacji sposobu według wynalazku, etapy (b) i (c) mieszania/frakcjonowania są na przykład wykonywane kolejno, to jest sposób polega na wymieszaniu najpierw węglowodorów) i układu emulgującego i ewentualnych dodatków, a następnie wymieszaniu tej przedmieszki drugi raz i emulgowaniu z wodą.

Zgodnie z innym wariantem realizacji, etapy a do c przeprowadza się w sposób ciągły.

Etapy a) do c) sposobu według wynalazku przeprowadza się w temperaturze pokojowej, która jest także temperaturą stosowanych podstawowych substancji.

Przedmiotem wynalazku jest także urządzenie do wytwarzania paliwa emulsyjnego, które posiada:

- co najmniej jeden zbiornik 1 do przetrzymywania przedmi^zE 2 węglowodór (ory)/układ emulgujący/dodatektyi) i/lub emulsji zawierającej całość lub część wody wchodzącej w jej skład,

- środki 3 do frakcjonowania emulsji, stanowiące korzystnie co najmniej jeden mieszalnik statyczny 5, którego wlot jest połączony z przewodem 7, zaopatrzonym w co najmniej jedną pompę 8 i którego wolny koniec 9 jest przeznaczony do zanurzenia w pojemniku 2 zbiornika 1, zaś wylot mieszalnika 5 jest połączony do co najmniej jednego środka 6 do odprowadzania odcieku do zbiornika 1,

- oraz obwód zasilania 4 w wodę, korzystnie zawierający co najmniej jeden rurociąg 10, wyposażony w zawór 11 i połączony z przewodem 7 powyżej pompy 8.

Zastosowanie przemysłowe

Ze względu na zalety pod względem stabilności, małej emisji zanieczyszczeń, niskiego zużycia i ceny, paliwo emulsyjne według wynalazku i/lub otrzymane sposobem według wynalazku ma wiele potencjalnych zastosowań przemysłowych i handlowych..

Główny choć nie jedyny sektor zastosowań to sektor paliw silnikowych, zwłaszcza oleju napędowego. Będzie zatem możliwe w przyszłości zaproponowanie właścicielom samochodów lub innych urządzeń na silnik cieplny (na przykład diesel) paliw emulsyjnych zawierających 5 do 15% wagowych wody, bez konieczności modyfikowania regulacji silnika.

Ponadto po stosunkowo niewielkiej modyfikacji silników będą one mogły funkcjonować skutecznie, ekonomicznie i w sposób mniej zanieczyszczający z paliwami emulsyjnymi zawierającymi 35 do 45% wagowych wody.

Stanowi to znaczny postęp techniczny w dziedzinie paliw silnikowych..

Możliwe jest także uzyskanie korzyści w dziedzinie paliw dla maszyn cieplnych, takich jak kotły, piece, turbiny gazowe, generatory, etc. W tym przypadku paliwo może stanowić mazut.

Na lepsze zrozumienie niniejszego wynalazku pozwolą przykłady podane poniżej, które opisują wytwarzanie, charakterystykę strukturalną i funkcjonalną paliw emulsyjnych według wynalazku, jak również testy porównawcze wykazujące przewagę emulsji według wynalazku w stosunku do emulsji ze stanu techniki. Przykłady te ilustrują również wszystkie zalety oraz wszystkie warianty stosowania emulsji węglowodory/woda. Do zilustrowania wynalazku za pomocą przykładów wykorzystano załączone figury 1 do 4.

Opis rysunku

Figura 1 przedstawia fotografię pod mikroskopem optycznym przy podanym powiększeniu emulsji woda/olej napędowy według wynalazku, z kroplami zXalpergowanej fazy wodnej o wielkości mniejszej lub równej 1 (im.

Figura 2 przedstawia fotografię pod mikroskopem optycznym przy powiększeniu takim samym jak dla figury 1 emulsji woda/olej napędowy według wynalazku, z kroplami zdy^ergowanej fazy wodnej o wielkości 20 mniejszej lub równej 10 pm.

188 448

Figura 3 przedstawia schemat przykładu szydzenia do frakcjonowania emulsji, które może być stosowane w sposobie według wynalazku.

Figura 4 przedstawia wykres cyklu prędkości obrotowej silnika (obroty/minutę) w funkcji czasu (sekundy), sporzydzony w autobusie wyposażonym w silnik typu diesel, dla przeprowadzenia testu charakterystyki funkcjonalnej paliw emulsyjnych według wynalazku i według stanu techniki (przykład II).

Figura 5 przedstawia wykres moeodaspórsyjeego rozkładu graenlometryczeógo paliwa emulsyjnego według wynalazku, w którym na odciętej podano średnia średnicę d kropli fazy wodnej a na rzędnej AN/N, gdzie N jest całkowitą liczbą kropel, a ΔΝ liczby kropel o danej średnicy d.

Figura 6 przedstawia cykle zmian temperatury i mieszania, zastosowanych do preparatów latem (fig. 6.1) i zimy (fig. 6.2) dla oznaczenia ich stabilności podczas stosowania.

Przykłady:

Przykład I:

Stosujyc sposób zgodny z etapami a), b) i c) opisanymi powyżej, otrzymano kilka emulsji o różnych składach układu emulgującego. Dla celów porównawczych całkowita ilość środków powierzchniowo czynnych utrzymywano stały na poziomie 1,86% wagowych w stosunku do całkowitej wagi emulsji. Całkowita ilość roztworu wodnego (woda + ewentualne dodatki rozpuszczalne w wodzie, tenie jak biocydy lub środki przeciw zamarzaniu) jest stała i wynosi 13% wagowych dla wszystkich formulacji. Formulacja wzorcowa jest opisana w tabeli 1.

Tabela 1

Formulacja zastosowana w przykładach porównawczych.

Zwiyzek	Oznaczenie (dostawca)	Skład (% wagowe)
środek zwiększejycy liczbę cetanowy	OV 100 (ELF ANTAO FOANCE)	0,87
układ emnlg^jący	według przykładów	186
woda	według przykładów	13*
olej napędowy	CEC OF 0387	84,27
biocyd do oleju napędów	EB 7301 (ELF ANTAO FOANCE)	A**
biocyd do wody	EB 301 W (ELF ANTAO FOANCE)	g***

* Do wody w formulach zimowej dodano 10% wagowych MEG (glikol moncet^^o^© ** A' dawka 1 na 1000, w stosunku do objętości oleju napędowego ***B: dawka 2 na 2000, w stosunku do objętości wody.

Testowane kompozycje układu ómulgujycego sy podane w tabeli 2.

W tabeli 2 kompozycje przedstawiono w postaci proporcji wagowych każdego ze składników układu ómulgujycógo, który z kolei stanowi 1,86% wagowych emulsji finalnej.

Dla interpretacji tabeli 2 należy sprecyzować, że:

- kompozycje A i F sy kompozycjami według wynalazku

- kompozycja G jest kompozycjy według WO 93/18117,

- kompozycje H do L służyjako przykłady porównawcze, wykazujyce przewagę kompozycji według wynalazku w stosunku do kompozycji zawierajycych tylko dwa składniki lub kompozycji posiadajycych wartość HLB wykraczajycy poza zastrzegany zakres.

188 448

Tabela 2

Kompozycja środek powierzchniowo czynny	A	B	C	D	E	F	G	H	1	J	K	L
seskwioleinian sorbitanu	3	3		1,5	1,5	1,5	1				1,5	1
monooleinian sorbitanu			3			1,5		1,5	1,5	1,5
laurynian sorbitanu				1							1,5
stearynian sorbitanu					1,5
PEG 300							1
monooleinian PEG 300	2		2	2	2	1					2	2
monooleinian PEG 600								1
rycynooleinian PEG 300		2				1
etoksylowany nonylofenol 9EO	1	1,5	1	1	1	1,5	1					3
etoksylowany nonylofenol 12EO	0,5		0,5						1
Etoksylowany nonylofenol 30EO										1	1,5
etoksylowany oktylofenol 9EO					0,5
HLB układu emulgującego	7,5	7,7	7,6	6,5	7,8	7,9	8,2	10,1	8,1	9,2	9,6	10,1

Jakość otrzymanej emulsji scharakteryzowano za pomocą kryteriów opisanych poniżej.

Kryterium granulometryczne

Ocenia się na podstawie jednorodnego wyglądu kropli wody zdyspergowanych w ciągłej fazie oleju napędowego, małej polidyspersyjności, średniej wielkości cząstek poniżej 1 pm, przy odchyleniu standartowym poniżej 1 pm, ustalonych na podstawie analizy obrazów uzyskanych metodą mikrofotografii.

Kryterium stabilności

Kryterium to jest kryterium podwójnym i obejmuje zarówno stabilność w warunkach stosowania (charakter dynamiczny) jak i stabilność podczas przechowywania w różnych temperaturach.

Stabilność podczas przechowywania

Charakteryzuje się ją poprzez brak odmieszania/dekantacji lub innego typu rozerwania emulsji, obserwowanego na próbce wielkości 1 litra, umieszczonej w pojemniku szklanym płaskodennym (typu zlewki), poddanej cyklom symulującym zmiany temperatury paliwa, znajdującego się w zbiorniku paliwowym. Stwierdzano odmieszanie gdy objętość supernatanta, odpowiadającego wysoleniu się oleju napędowego, była większa niż 5% całkowitej objętości próbki, albo gdy na dnie zlewki pojawiała się warstwa wody.

Dla każdej formulacji „letniej” i „zimowej” profil cyklu zmian temperatury zilustrowano na figurze 6. Zauważono, że układ musi być mieszany (łagodne mieszanie mechaniczne, około 60 obr/min) lub być w spoczynku, zależnie od fazy cyklu. Figura 6.1. ilustruje formulację letnią a figura 6.2. formulację zimową.

Stabilność podczas przechowywania

Charakteryzuje się brakiem odmieszania/dekantacji po 3 miesiącach przechowywania statycznego w fiolkach o kształcie ściętego stożka, dla 3 próbek umieszczonych odpowiednio w 0°C, 20°C i 40°C.

Kryteria te zastosowano do formulacji otrzymanych z kompozycji A do L, takich jak opisane w tabeli 3. Wyniki przedstawiono w tabeli 3. Niektóre formulację domieszkowano

188 448 dodatkowo roztworem wodnym metanolu (MeOH), zawartość procentową wyrażając w objętości w stosunku do całkowitej objętości formulacji, lub też estrem metylowym kwasów tłuszczowych oleju rzepakowego (EMC) w roztworze w oleju napędowym, zawartość procentową wyrażając w objętości w stosunku do całkowitej objętości formulacji.

W tabeli 3 zastosowano następujące skróty: h = godzina, d = dzień, t = tydzień, m = miesiąc.

Stabilność podczas przechowywania ocenia się poprzez czas, po którym w formulacji występuje zjawisko odmieszania.

Tabela 3

Kompozycja

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

Preparat

lato

zima

lato

Specjalne dodatki

-

5% EMC

-

7% MeOH

-

Rozkład granulometryczny d

mono 1 μιη

mono 1 μm

mono 1 μη

mono 1 μm

poli 1-10 μm

Stabilność przy użytkowaniu

tak

nie

Stabilność podczas przechowy- wania

w 0°C

4 t

3 m

3 t

4 t

3,5 t

4 t

1 g

w 20°C

3 m

6 t

3 m

2 t

I d

1 d

2g

w 40°C

3 m

4 t

3 m

6 t

3 m

4 t

3 m

6 t

1 d

1 g

Przykład II: Wytwarzanie emulsji olej napędowy/woda/układ emulgujący (według wynalazku i według najbliższego stanu techniki).

II.1. Emulsja według wynalazku (emulsja 3:2:1)

Etap a)

II. 1.1. Dla wytworzenia 200 kg emulsji stosuje się następujące substancje wyjściowe:

- 164 kg oleju napędowego

- 4 kg układu emulgującego (SE);

- 2 kg środka poprawiającego liczbę cetanową, takiego jak azotan alkilu, sprzedawany pod nazwą CI 0801 przez spółkę OCTEL,

- 30 kg wody wodociągowej.

II. 1.2. Wytwarzanir uMadu emul gującego:

- 4 kg układu emulgującego otrzymuje się mieszając w mieszalniku śrubowym przy kilkuset obr/min w ciągu kilku minut:

części wagowe bądź 2 kg SORBITHOM® S06, sprzedawanego przez spółkę UNION DERIVAN S.A.,

- 2 części wagowe bądź 1,333 kg monooleinianu glikolu polietylenowego TILOL®' 163, sprzedawanego przez spółkę UNION DERIVAN S.A.,

- 1 część wagową bądź 0,666 kg etoksylanu nonylofenolu NONILFENOL® 9M OXIETHIL® sprzedawanego przez spółkę UNION DERIVAN S.A.

Ten układ emulgujący posiada HLB równą 7,2.

Etapy b) i c) - mieszanie - tworzenie emulsji i frakcjonowanie.

Do 164 kg oleju napędowego wprowadza się 4 kg układu emulgującego i homogenizuje się tę mieszankę za pomocą mieszalnika śrubowego przy kilkuset obr/min w ciągu kilku minut. Podczas mieszania dodaje się 2 kg środka poprawiającego liczbę cetanową, dodaje 30 kg wody i niezwłocznie przeprowadza się frakcjonowanie opisane powyżej.

Stosuje się urządzenie przedstawione na figurze 3. Urządzenie to składa się ze:

188 448

- zbiornika 1, przeznaczonego do przetrzymywania cieczy 2, utworzonej przez wszystkie składniki emulsji poza wodą przed frakcjonowaniem lub stabilizowaną emulsję po frakcjonowaniu;

- środki 3 do frakcjonowania sensu stricto;

- oraz układ 4 zasilania w wodę (E).

Zbiornik 1 jest zwykłym pojemnikiem, zasilanym w sposób ciągły lub okresowy przedmieszką olej napędowy/układ emulgujący/dodatek.

Środki do frakcjonowania 3 zawierają mieszalnik statyczny 5 typu SMV - 4DM (5 elementów w szeregu), sprzedawany przez spółkę SULZER. Mieszalnik ten składa się z wydrążonego cylindra, posiadającego wlot i wylot dla cieczy i ograniczającego, we wnętrzu cylindra, łamaną zygzakowatą drogę dla cieczy, za pomocą kilku stopni poprzecznych ścianek zaopatrzonych w skośne szczeliny, tworzące układ przepływu cieczy. Wylot z mieszalnika statycznego 5 jest połączony z przewodem 6, wychodzącym do wnętrza zbiornika 1 (środek 3 do wprowadzania odcieku do zbiornika 1), natomiast jego wlot jest połączony do przewodu 7, wyposażonego w pompę 8. Wolny koniec 9 tego przewodu 7 jest zanurzony w kąpieli przedmieszki lub emulsji 2, zawartej w zbiorniku 1. Jest on ponadto połączony powyżej i w pobliżu wejścia pompy 8 do przewodu 10 zasilania w wodę, który tworzy z zaworem 11 układ 4 wymieniony powyżej. Natura tego urządzenia zapewnia znaczną, stratę ciśnienia, do przepływu nominalnego, która wywołuje dyspergowanie emulsji.

Frakcjonowanie za pomocą tego urządzenia przeprowadza się w następujący sposób: po napełnieniu zbiornika 1 przedmieszką olej napędowy/SE/dodatki, uruchamia się pompę 8 dla zainicjowania przepływu cieczy przez mieszalnik statyczny 5. Następnie otwiera się elektrozawór 11 dla umożliwienia zasilania w wodę i mieszaniny jej z przedmieszką G/SE/Δ za pomocą pompy 8, którą to mieszaninę następnie kieruje się do mieszalnika statycznego, gdzie ulega pożądanemu frakcjonowaniu. Ciśnienie cieczy wychodzącej z pompy 8 wynosi 5 MPa.

W niniejszym przykładzie wprowadza się w ciągu około 1 minuty 30 kg wody. Układ działa w pętli dla zapewnienia frakcjonowania w ciągu 30 minut. Otrzymuje się w ten sposób 200 kg emulsji, posiadającej charakterystykę zgodną z wynalazkiem. Emulsja ta ma kolor białawy i lepkość kinematyczną 6,2 mm/s w 20°C.

II.2. Emulsja zgodna z proporcjami ze stanu techniki (emulsja 1:1:1).

Otrzymano także 200 kg emulsji ze 164 kg oleju napędowego, 4 kg układu emulgującego, 2 kg dodatków, to jest tlenku magnezu i toluenu, oraz 30 kg wody.

Proporcje SORBITHOM® S06 : TILOL® 163 NONILFENOl5> 9M OXIETHIL® wynosiły 1:1:1, nie zaś 3:2:1, jak w części II. 1.

Ten układ emulgujący posiada HLB 8,7.

Procedura postępowania była taka sama jak opisano w opisie zgłoszenia PCT WO 93/18117. Otrzymano 200 kg emulsji, która także miała białawy kolor.

Przykład III: Charakterystyka strukturalna i funkcjonalna emulsji 1.1. i 1.2. z przykładu I.

Δ. St abilność

I- Obserwacje mikroskopowe

Załączone figury 1 i 2 pokazują wyraźnie różnicę profilu wymiarów kropli zdyspergowanej fazy wodnej. W przypadku emulsji II. 1. można stwierdzić jednorodność średnicy kropel, przy wartości maksymalnej rzędu pm, co stanowi o monodyspersyjności kropel. W przeciwieństwie do tego, krople wody w znanej emulsji II.2. wykazują bardzo duże różnice w wymiarach, przy czym większość kropli ma wielkość powyżej 5 pm, i niewielki udział kropli o wielkości powyżej 10 pm.

2. Testy stabilności podczas użytkowania w autobusie komunikacji miejskiej.

W teście tym stosowano pojazdy Renault Vehicles Industrieis® typ R312, posiadające zbiornik oleju napędowego wyposażony w upust na dole, dla uniknięcia odtopienia pompy wtryskowej w przypadku hamowania, zakrętu lub pochylenia.

Pierwszy autobus zaopatrzono w 300 litrów emulsji według II.1., a drugi autobus porównawczy również w 300 litrów emulsji według II.2.

Oba autobusy przejechały 100 km w mieście.

Następnie zatrzymano je na 48 godzin.

188 448

Następnie oba autobusy ponownie uruchomiono. Oba udało się uruchomić ponownie. Jednakże po 15 do 30 sekundach pracy na małych obrotach autobus porównawczy zgasł, co nie nastąpiło w przypadku autobusu mającego jako paliwo emulsję według wynalazku.

Gaśnięcie silnika autobusu porównawczego wyjaśniono brakiem stabilności emulsji II.2., która ulega odfazowaniu przez dekantację grawitacyjną podczas postoju trwającego 48 godzin. Wynika z tego, że podczas opadania paliwa na dno zbiornika, duże ilości wody ulegają odfazowaniu i są doprowadzane przez pompę wtryskową do komory spalania. Te wysokie zawartości wody powodują gaśnięcie silnika.

Ponadto można również rozważać możliwość wychwycenia przez emulsje II.2. (niestabilne w przeciwieństwie do emulsji II. 1. według wynalazku) różnych zanieczyszczeń w elementach układu wtryskowego wszystkich silników Diesla. Układy takie posiadają filtry, mające zakres filtracji zawarty między 1 a 2 pm, odpowiadający głowicy funkcyjnej pompy wtryskowej i wtryskiwacza.

Kiedy krople wody o średnicy wyższej lub równej zakresowi filtra są zatrzymywane w kontakcie z filtrem, nie mogą one przechodzić lub przechodzą w małym stopniu przez pory filtra. Powoduje to zatem zatrzymywanie i akumulację wody w korpusie filtra, co jest szczególnie szkodliwe. Ponadto, można również doprowadzić do niepożądanego zatkania i zamknięcia filtra.

Zjawisko to można udowodnić ex situ, realizując układ krążenia emulsji w filtrze, którego zakres filtracji wynosi 1-2 pm. Pracując przy stałym ciśnieniu, zatykanie można oszacować:

- mierząc straty ciśnienia i zmniejszenie przepływu,

- tak samo, napełniając do pełna filtr wodą lub emulsją bogatą w wodę w postaci dużych kropli.

Należy zauważyć, że zjawisko zamarzania wody, mogące zaburzać krążenie w warunkach zimowych, zwiększa ryzyko i szybkość zatykania, jeśli stosuje się emulsje ze stanu techniki zawierające krople o średnicy d powyżej 5 pm.

B. WłaściWości emulsji woda/olej napęjlowy II.1. według wyualazku, podczas pczcy silników diesla.

1. Autobus RVI312 z silnikiem Diesel'a z wtryskiem bezpośrednim

Przeprowadzono serię prób na pojazdach RVI R312 wymienionych powyżej, przeprowadzając cykl pracy taki jak przedstawiono na fig. 4, zawierający fazę niskich obrotów R, fazę przyspieszenia A, fazę pełnego obciążenia P (plateau) i fazę opóźnienia D. Prędkości obrotowe wynosiły od 500 obr/min w fazie R do 2200 obr/min w fazie P. Czas trwania faz RAPD w cyklu podano na wykresie. W warunkach testu cykl powtarzano kilkadziesiąt razy na pojazdach RVI 312.

1.1. Pomiar maksymalnej nieprzezroczystości spalin podczas fazy A.

Pomiar ten przeprowadzano za pomocą turbidymetru „fuli flow” (dołączonego bezpośrednio) typu technotest 490.

Przeprowadzono 5 pomiarów z emulsją II. l. według wynalazku i z czystym olejem napędowym dla porównania. Należy zauważyć, że do wytworzenia emulsji zastosowano ten sam olej napędowy co do porównania.

Maksymalna nieprzezroczystość w m‘1 wynosi średnio 3,51 dla czystego oleju napędowego i 1,22 dla emulsji według wynalazku. Odpowiada to zmniejszeniu nieprzezroczystości o 65%, co jest miarą korzystnych cech emulsji według wynalazku.

1.2. Średnia zawartość zanieczyszczeń niewidocznych (NO i CO) i widocznych (dymy) (i) NOx:

Pomiar zanieczyszczenia NOx przeprowadzono metodą chemiluminescencji za pomocą przenośnego analizatora COSMA.

W ten sam sposób jak poprzednio przeprowadzono pięć pomiarów czystego oleju napędowego i emulsji Il.l., otrzymanej z oleju napędowego tego samego pochodzenia co olej porównawczy. Otrzymano następujące wyniki:

- olej napędowy czysty: 266 vpm (objętości na milion)

- emulsja: 224 vpm

Nastąpiło zmniejszenie o 16%.

(ii) CO:

188 448

Analizy tego zanieczyszczenia w rurze wydechowej przeprowadzono za pomocy przenośnego analizatora COSMa absorpcji w podczerwieni. Warunki analizy takie same jak w (i).

- olej napędowy czysty: 475 vpm

- emulsja: 216 vpm

Nastypiło zmniejszenie o 33%.

(iii) Czystki stałe:

Czystki stałe oznaczano za pomocy minitunela rozcieńczania według zeorma:izowanód normy ISO 8178.

Warunki takie same jak powyżej.

Otrzymano następujyce wyniki:

- czysty olej napędowy: 45,6 mg/m3

- emulsja: 29,6 mg/m^J

Jest to zmniejszenie o 35% na korzyść emulsji według wynalazku.

2) Peugeot 106 - silnik diesel z wtryskiem bezpośrednim typu TU D5, wersja atmosferyczna.

Testy przeprowadzono, wykorzystujyc pojazdy Peugeot 106 określone powyżej, zgodnie ze znormalizowanym protokołem Unii Europejskiej dla homologacji pojazdów, to jest ECE (przebieg miejski) i EUDC (przebieg pozamiejski - silnik zimny).

Mierzono średnie zawartości zanieczyszczeń w warunkach testu, (i) NO:

- olej napędowy czysty: 0,64 g/km

- emulsja Ii. 1. według wynalazku: 0,54 g/km

Nastypiło zmniejszenie o 16%.

(ii) Niespalone węglowodory:

Analizy tego zanieczyszczenia przeprowadzono za pomocy analizatora jonizacyjnego płomieniowego w warunkach standartowych zgodnie z normami ECE/EUDC.

Otrzymano następujyce wyniki:

- olej napędowy czysty: 0,08 g/km

- emulsja: 0,07 g/km

Nastypiło zmniejszenie o 8,8%.

(iii) Czystki stałe:

- czysty olej napędowy: 0,04 g/km

- emulsja II. 1.: 0,02 g/km

Jest to zmniejszenie o 46%.

Pr y y k ł a d IV. Wytwarzanie i charakterystyka emulsji woda/olej napędowy o zawartości 35% wagowych wody

IV. 1. Wytwarzanie

Kompozycja wytworzonej emulsji jest następujyca:

- 122 kg oleju napędowego

- 4 kg układu emulgujycógo typu 3:2:1 według przykładu II.1. (2% układu emulgnjycógo w stosunku do całkowitej wagi emulsji)

- 4 kg środka zwiększajycego liczbę cetanowy CI 0801 OCTEL

- 20 - 70 kg wody (35%).

Procedura postępowania jest taka sama jak w przykładzie II. 1.

IV.2. Charakterystyka

Przeprowadzono badanie na stołowym laboratoryjnym silniku jednocalinZrowym z wtryskiem bezpośrednim o pojemności 500 cm3.

Emulsja wytworzona w IV. 1. jest stabilna i posiada zasadniczo taki sam profil wymiarowy kropel co emulsja wytworzona według przykładu II. 1.

W czasie testów silnik pracował przy obrotach 2250 obr/min i pod średnim ciśnieniem użytecznym 8,4 MPa (obciyżenie pełne).

Pomiary zanieczyszczeń gazowych przeprowadzono w rurze wydechowej:

(i) bez ^0X^0^^! gaju wylotowego dg wlotu.

Metody pomiaru takie same jak omówione powyżej.

*NOx:

188 448

- czysty olej napędowy: 23,7 mg/s.

- emulsja IV. 1: 11,0 mg/s:

Jest to zmniejszenie o 54%.

- spaliny - punkt Boscha

- czysty olej napędowy: 1,1

- emulsja IV. 1.: 0,2

Jest to zmniejszenie o 82%.

(ii) z recyrkulacją gazu wydechowego do wlotu w ilości 16,5%.

*NO_X:

- czysty olej napędowy: 7,95 mg/s.

- emulsja IV. 1: 4,98 mg/s:

Jest to zmniejszenie o 38%.

spaliny - punkt Boscha

- czysty olej napędowy: 3,6

- emulsja IV. 1: 1,6

Jest to zmniejszenie o 55%.

Zawartość 3,6% nie jest dopuszczalna, natomiast zawartość 1,6 jest dopuszczalna.

188 448

FIG.2

188 448

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Paliwo emulsjjne, stanowiąco emulsję w syodzie co najmniej jednego węglowodom, znamienne tym, że ma następujący skład:

węglowoOór(s) 50 do 99% wagowych, woda 0,1 do 50% wagowych, układ emulgujący 0,05 do 5% wagowych.

OoOatki 0,01 do 5°/o wago\^ch, w którym układ emulgujący zawiera:

Δ (I) co najmniej jeden ester sorbitolu o wzorze ogólnym:

w którym:

- rodniki o są tXde same lub różne i oznacoąjnkzady niżdyleżnia: OH, R'COO-, gdzie R¹ oznacza rodnik węglowodorowy alifatyczny, nasycony lub nienasycony, liniowy lub rozgałęziony, ewentualnie podstawiony grupami hydroksylowymi i mający od 7 do 22 atomów węgla, przy czym R, korzystnie oznacza resztę kwasu tłuszczowego, pozbawioną końcowej grupy karboksylowej, oraz ester (I) posiada liczbę CLB zawartą między 1 a 9;

Δ (II) co najmniej jeden ester kwasu tłuszczowego o wzorze ogólnym:

^R2-C-°-^(R3O)n-R⁴ ₍₎₁₎

O w którym:

- r2 oznacza rodnik węglowodorowy alifatyczny, nasycony lub nienasycony, liniowy lub rozgałęziony, ewentualnie podstawiony grupami hydroksylowymi i mający od 7 do 22 atomów węgla, przy czym r2 korzystnie oznacza resztę kwasu tłuszczowego, pozbawioną końcowej grupy karboksylowej,

- R³ oznacza, grupę alkilenową liniową lub rozgałęzioną Ci-Cio korzystnie C2-C3,

- z oznacza liczbę całkowitą równą lub wyższą od 6, korzystnie zawartą między 6 a 30;

- R⁴ oznacza: C, alkil liniowy lub rozgałęziony Ci-Cio, grupę -ί.\=(Ζ)-θΛ gdzie R⁵ ma takie same znaczenie jak podane powyżej dla O²:

przy czym ten ester (II) ma korzystnie liczbę CLB wyższą lub równą 9;

Δ (III) co najmniej jeden polialkoksylowany alkilofenol o wzorze ogólnym:

^R“ \O/ O-ff^Oim-R⁸ w którym:

- R⁶ oznacza rodnik liniowy lub rozgałęziony C1-C20, korzystnie C5-C20;

- m oznacza liczbę całkowitą równą lub wyższą od 8; korzystnie zawartą między 8 a 15;

- R⁷ i R⁸ mają odpowiednio takie same znaczenia jakie podano dla R3 i R⁴ we wzorze (II), przy czym ten ester (III) ma korzystnie liczbę CLB zawartą między 10 a 15; zaś cały układ emulgujący posiada liczbę CLB zawartą między 6 a 8, korzystnie między 6,5 a 7,5;

188 448 oraz że emulsja jest zrealizowana w ten sposób, że średnia wielkość kropli zdyspergowanej fazy wodnej jest mniejsza lub równa 3 pm, korzystnie 2 μιη, szczególnie korzystnie 1 pm, przy odchyleniu standartowym poniżej 1 (im.
2. Paliwo według zastrz. 1, znamienne tym, że emulsja zawiera co najmniej 5% wagowych wody i że stężenie układu emulgującego w stosunku do całkowitej masy paliwa jest niższe lub równe 3% wagowych, korzystnie 2% wagowych.
3. Paliwo według zastrz. 1 albo 2, znamienne tym, że układ emulgujący zawiera związki (I), (II) i (III) i że proporcje tych związków są następujące:

(I) 2,5 do 3,5 części wagowych, korzystnie 3 części wagowe, (II) 1,5 do 2,5 części wagowych, korzystnie 1,5 do 2 części wagowych, (III) 0,5 do 1,9 części wagowych, korzystnie 0,5 do 1,5 części wagowych.
4. Paliwo według zastrz. 1,.znamienne tym, że (I) jest wybrany spośród oleinianów sorbitanu, przy czym preferowany jest seskwioleinian sorbitanu, (II) jest wybrany spośród oleinianów i/lub stearynianów i/lub rycynoleinianów glikolu polialkilenowego (PEG), a korzystnie PEG o ciężarze cząsteczkowym niższym lub równym 450, korzystnie rzędu 300, (III) jest wybrany spośród polietoksylowanych nonylofenoli i/lub oktylofenoli, przy czym szczególnie korzystne są polietoksylowane nonylofenole.
5. Paliwo według zastrz. 4, znamienne tym, że związek (II) z układu emulgującego stanowi mieszaninę polietoksylowanych nonylofenoli, korzystnie dwóch polietoksylowanych nonylofenoli mających odpowiednio 9 i 12 reszt tlenku etylenu.
6. Paliwo według zastrz. 1, znamienne tym, że węglowodór jest wybrany z grupy następujących produktów: oleje napędowe, benzyny, nafty, mazuty, paliwa syntetyczne, estryfikowane lub nieestryfikowane oleje roślinne lub zwierzęce, i ich mieszaniny.
7. Paliwo według zastrz. 1, znamienne tym, że poza układem emulgatora zawiera dodatki utworzone przez jeden lub kilka związków zwiększających liczbę cetanową, korzystnie nadtlenków i/lub azotanów i ich mieszanin.
8. Paliwo według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera jako dodatki:

- co najmniej jeden katalizator na bazie metalu lub metalu ziem alkalicznych reakcji pospalania sadzy, korzystnie katalizator na bazie magnezu, wapnia, baru, ceru, miedzi, żelaza lub ich mieszaniny;

- ewentualnie co najmniej jeden biocyd, korzystnie środek bakteriobójczy

- i ewentualnie co najmniej jeden środek przeciw zamarzaniu, wybrany spośród glikoli.
9. Paliwo według zastrz. 1, znamienne tym, że ma następujący skład:

węglowodór(y) 65 do 99%> wagowych woda 1 oo 55% wagowcch układ emulgujący 0,1 do 3% wagowycch dodatki 0,05 do 251 wagowycch
10. Paliwo według zastrz. 1, znamienne tym, że zawiera olej roślinny estryfikowany lub nieestryfikowany i/lub co najmniej jeden ekstrakt z takiego oleju, korzystnie w ilości 1 do 60% wagowych.
11. Sposób wytwarzania paliwa emulsyjnego, znamienny tym, że jednocześnie lub nie: a) - łączy się co najmniej jeden węglowodór w ilości 50 do 99% wagowych, wodę w ilości 0,1 do 50% wagowych, i układ emulgujący w ilości 0,05 do 5% wagowych, który to układ emulgujący zawiera:

Δ (I) co najmniej jeden ester sorbitolu o wzorze ogólnym:

X

X (i)

X

X

H-CH-CH₂-X w którym:

188 448

- rodniki X sątXie same lub różne i oznaczająkazdy niezal eżnie: OH, R'COO-, gdzie Odznacza rodnik węglowodorowy alifataczea, nasycony lub nienasycony, liniowy lnb rozgałęziony, ewentnalnie podstawiony grupami hydroksylowymi i mający od 7 do 22 atomów węgla, przy czym O¹ korzystnie oznacza resztę kwasu tłuszczowego, pozbawiony końcowej grupy karboksylowej, oraz ester (I) posiada liczbę HLB zawarty między 1 a 9;

Δ (II) co najmniej jeden ester kwasu tłuszczowego o wzorze ogólnym:

R2—c-O- (R3O)_n- R⁴O (II) w którym:

- O² oznacza rodnik węglowodorowy alifatyczny, nasycony lub nienasycony, liniowy lub rozgałęziony, ewentualnie podstawiony grupami hydroksylowymi i mający od 7 do 22 atomów węgla, przy czym r2 korzystnie oznacza resztę kwasu tłuszczowego, pozbawiony końcowej grupy karboksylowej.

- O³ oznacza grupę alnilónową liniowy lub rozgałęziony C,-Cio, korzystnie C2-C3,

- n oznacza liczbę całkowity równy lub wyższy od 6, korzystnie zawarty między 6 a 30;

- O⁴ oznacza: H, alkil liniowy lub rozgałęziony C1-C10, grupę -C(=O)-O⁵, gdzie O3 ma takie same znaczenie jak podane powyżej dla O²;

przy czym ten ester (II) ma korzystnie liczbę HLB wyższy lub równy 9;

Δ (III) co najmniej jeden polialkonsalowaea alkilofenol o wzorze ogólnym:

^R6©O/ O—(R⁷-O)_m—R⁸ w którym:

- O⁶ oznacza rodnik liniowy lub rozgałęziony C1-C20 korzystnie C5-C20;

- m oznacza liczbę całkowity równy lub wyższy od 8; korzystnie zawarty między 8 a 15;

- O 7 i O⁸ majy odpowiednio takie same znaczenia jenie podano dla O³ i O⁴ we wzorze (II), przy czym ten ester (III) ma korzystnie liczbę HLB zawarty między 10 a 15; zaś cały układ ómnlgnjyca posiada liczbę HLB zawarty między 6 a 8, korzystnie między 6,5 a 7,5;

Δ i ewentualnie inne dodatki w ilości 0,05 do 2% wagowych;

- b) - miesza się te składniki, wytwarzając emulsję wody w oleju,

- c) - poddaje się emulsję frakcjonowaniu, tak aby zmniejszyć wielkość kropli zdyspergowanej fazy wodnej do wielkości średniej niższej lub równej 3 pm, korzystnie 2 pm, szczególnie korzystnie 1 pm, przy odchyleniu standartowym poniżej 1 pm.
12. Sposób według zastrz. 11, znamienny tym, że stosuje się układ emulgujycy o następnjącam składzie:

(I) 2,5 do 3,5 części wagowych, korzystnie 3 części wagowo, (II) 1,5 do 2,5 części wagowych, korzystnie 1,5 do 2 części wagowych, (III) 0,5 do 1,9 części wagowych, korzystnie 0,5 do 1,5 części wagowych.
13. Sposób według zastrz. 11 albo 12, znamienny tym, że w etapie c) stosuje się środki frakcjonowania typu sita, mieszalnika statycznego, mieszalnika śrubowego i mieszalnika ultradźwiękowego.
14. Urzydzenie do wytwarzania paliwa emulsyjnego, znamienne tym, że posiada:

- co najmniej jeden zbiornik (1) do przetrzymywania p^dmiesz^ (2) węglowoZór(ora)/nkłaZ ómulgujycy/ZoZatek(ki) i/lub emulsji zawierajycej całość lub część wody wchodzącej w jej skład,

- środki (3) do frakcjonowania emulsji, stanowiyce korzystnie co najmniej jeden mieszalnik statyczny (5), którego wlot jest połyczony z przewodem (7), zaopatrzonym w co najmniej jedny pompę (8) i którego wolny koniec (9) jest przeznaczony do zanurzenia w pojemniku (2) zbiornika (1), zaś wylot mieszalnika (5) jest połyczony do co najmniej jednego środka (6) do odprowadzania odcieku do zbiornika (1),

188 448

- oraz obwód zasilania (4) w wodę, korzystnie zawierający co najmniej jeden rurociąg (10), wyposażony w zawór (11) i połączony z przewodem (7) powyżej pompy (8).

Wynalazek niniejszy dotyczy dziedziny kompozycji paliw, a zwłaszcza paliw silnikowych przeznaczonych do stosowania w silnikach cieplnych. W szczególności, paliwo będące przedmiotem wynalazku zawiera jako składnik podstawowy ciekłe węglowodory, a mianowicie:

- węglowodory pochodzenia mineralnego, takie jak pochodne ropy naftowej typu benzyn, olejów napędowych, nafty, mazutów, i/lub pochodnych węglowych lub gazowych (paliwa silnikowe syntetyczne),

- węglowodory pochodzenia roślinnego, takie jak oleje roślinne estryfikowane lub nieestryfikowane,

- ich mieszaniny.

Wynalazek niniejszy dotyczy w szczególności nowych kompozycji paliwa, stanowiących emulsje wody w co najmniej jednym węglowodorze, a ogólnie w mieszaninie węglowodorów, jak na przykład węglowodorów tworzących olej napędowy. Zagadnieniem rozwiązywanym przez wynalazek jest zatem kwestia uzyskania stabilizowanych emulsji woda/węglowodory, zawierających odpowiedni środek powierzchniowo czynny, umożliwiający zemulgowanie i stabilizację takich emulsji.

Celem wynalazku jest również sposób wytwarzania paliw emulsyjnych (na przykład paliw silnikowych) woda/węglowodory w połączeniu z jednym lub kilkoma środkami powierzchniowo czynnymi.

Niniejszy wynalazek związany jest z trwającymi od dawna usiłowaniami znalezienia kompozycji paliw, zwłaszcza paliw silnikowych, zawierających produkty zastępujące ropę naftowa, mającymi na celu względy ekonomiczne jak i względy ochrony środowiska.

Woda bardzo szybko pojawiła się jako interesujący dodatek lub częściowy substytut benzyny czy oleju napędowego. Woda jest cieczą tanią i nietoksyczną która okazała się zdatna dla celów zmniejszenia zużycia paliw, jak również dla celów zmniejszenia emisji zanieczyszczeń widzialnych jak i niewidocznych.

Mimo tych wymienionych powyżej zalet, dotychczas nie zastosowano przemysłowo na wielką skalę, w konkretnych zastosowaniach, żadnego paliwa woda/węglowodory, ze względu na trudności występujące podczas eksploatacji.

Pierwsze z proponowanych rozwiązań polegało na oddzielnym przechowywaniu wody i paliwa w samochodzie i mieszaniu ich w momencie stosowania. Rozwiązanie to wymaga zamontowania w samochodzie złożonych i skomplikowanych urządzeń do mieszania i specyficznych dawek. Koszt, wymiary i wrażliwość takich urządzeń wydają się kompletnie niepraktyczne, aby można było podejmować prace nad praktycznym wdrożeniem takiego rozwiązania.

Drugie podejście polega na zastosowaniu gotowych mieszanek wody i paliwa, ale to wiąże się ze znacznymi problemami z przechowywaniem i stabilnością takich mieszanek w warunkach temperatury w zakresie od -20°C do -70°C, oraz trwałością w warunkach stosowania emulsji w zbiorniku.

Istnieją także liczne, zakończone niepomyślnie propozycje techniczne dotyczące paliw emulsyjnych, zawierających wodę i bardziej ogólnie nowych paliw nie zanieczyszczających o zmniejszonym zużyciu.

Dla ilustracji stanu techniki można zacytować francuski opis patentowy nr 2470153, który ujawnia paliwo emulsyjne, zawierające węglowodory, wodę, alkohol (metanol, etanol) 1 układ emulgatora, utworzony przez monooleinian sorbitanu i etoksylowany nonylofenol. Stężenie układu emulgatora w emulsji jest zawarte w zakresie od 3 do 10% objętościowych.

Konieczność zawartości alkoholu w tej emulsji stanowi element wyjątkowo niedogodny, zwłaszcza ze względów ekonomicznych jak i ze względu na sprawność silników możliwych do uzyskania przy użyciu tej emulsji. Ponadto należy zauważyć, że stabilność tej emulsji woda/alkohol/węglowodór nie jest wystarczająca. W ciągu 72 godzin przechowywania emulsji, co odpowiada realistycznemu czasowi nie użytkowania pojazdu napędzanego tym paliwem,

188 448 rozpoczyna się separacja faz (odfazowanie/odmieszanie) węglowodoru i mieszaniny wodnoalkoholowej. Węglowodory odfazowane (odseparowane) w tym czasie mogą stanowić do 3% objętościowych emulsji. Łatwo jest wyobrazić sobie, że po kilku dniach przechowywania odfazowanie emulsji według opisu francuskiego nr 2470153 jest wystarczająco wysokie aby nie nadawała się ona do stosowania w normalnych warunkach.

Z opisu patentowego USA nr 4877414 znane jest paliwo emulsyjne, zawierające pewną liczbę dodatków, w tym układ emulgujący złożony z seskwioleinianu sorbitanu, monoleinianu sorbitanu i eteru polioksyetylenowego (6 OE) alkoholu dodecylowego. Zgodnie z tym opisem korzystne łączne stężenie wszystkich dodatków wynosi około 2,1%. Poza układem emulgującym mogą być stosowane inne dodatki, takie jak: mono-a-olefma (decen-1), metoksymetanol, toluen, alkilobenzen i wodorotlenek wapnia. Kompozycja ta jest wyjątkowo złożona z powodu licznych zastosowanych dodatków. Ponadto jest ona relatywnie droga. Wreszcie paliwo emulsyjne opisane w tym opisie ma także niską trwałość, zwłaszcza w niskiej temperaturze. Zgłaszający wykazali to wyraźnie, odtwarzając korzystny przykład wykonania paliwa emulsyjnego według tego opisu USA. Okazuje się, że emulsja rozdziela się (odfazowuje) w ciągu jednej godziny. Zjawisko jest jeszcze bardziej widoczne w niższych temperaturach, poniżej 5°C. Można zatem wyobrazić sobie, co działoby się w zbiorniku paliwa samochodu zawierającego tę emulsję i umieszczonego w warunkach zimowych, a następnie uruchomionego.

Skrót opisu japońskiego nr 77-69909, zamieszczony w Chemical Abstracts, nr 87: 138513x. dotyczy paliwa silnikowego emulsyjnego (nafta: woda), zawierającego seskwioleinian sorbitanu i eter glikolu polietylenowego nonylofenolu jako emulgatory. Wielkość kropelek zdyspergowanej fazy wodnej wynosi < 20 pm, a średnio rzędu 10 p. To rozwiązanie techniczne nie jest jednak zadowalające pod względem stabilności fizykochemicznej, wielkości zanieczyszczeń, ekonomii i zużycia paliwa. Zatem to rozwiązanie techniczne nie może być przez specjalistę w tej dziedzinie uznane za wynalazek perspektywiczny.

W innym skrócie z Chemical Abstracts, nr 101:57568 z, dotyczącym patentu brazylijskiego nr 82 4947, opisano paliwo emulsyjne, zawierające węglowodory składające się z ekstremalnie ciężkich i lepkich pochodnych ropy, wodę, etanol i jako emulgator etoksylowany nonylofenol. To paliwo emulsyjne jest przeznaczone do stosowania w piecach z konwencjonalnymi palnikami mazutowymi. Paliwo to nie odpowiada oczekiwanym wymaganiom pod względem sprawności spalania, wielkości zanieczyszczeń i małego zużycia. Ponadto jego stabilność fizykochemiczna nie jest dobra.

W publikacji międzynarodowego zgłoszenia patentowego nr PCT WO-93/18117 opisano paliwo emulsyjne. Paliwo według wynalazku stanowi ulepszenie tego paliwa.

To paliwo emulsyjne, które może być paliwem silnikowym, zawiera określone ilości węglowodorów i zespół dodatków w mniejszej ilości, zwłaszcza układ emulgujący zawierający oleinian sorbitanu, glikol polialkilenowy i etoksylan alkilofenolu. Fazę zdyspergowaną w tym paliwie emulsyjnym stanowi woda, obecna w ilości 5 do 35% wagowych, natomiast dodatki są zawarte w ilości 0,1 do 1,5% wagowych. Zakresy stężeń oleinianu sorbitanu, glikolu polialkilenowego i etoksylanu alkilofenolu to odpowiednio (w % wagowych):0,20-0,26/0,20-0,25/0,20-0,27. Całe niniejsze zgłoszenie patentowe oparte jest na stosowaniu równych ilości tych trzech głównych dodatków: 1/1/1.

Sprawność tych znanych paliw emulsyjnych, pod względem ich stabilności, zmniejszenia ilości zanieczyszczeń widocznych i niewidocznych, zmniejszenia zużycia i kosztu, może być jednak jeszcze udoskonalona. W szczególności, prace badawczo-rozwojowe nad tymi emulsyjnymi paliwami silnikowymi pozwoliły na stwierdzenie, że pożądane byłoby ich ulepszenie pod względem kosztów i stabilności emulsji, zwłaszcza w rzeczywistych warunkach eksploatacji pojazdu.

Z tego przeglądu stanu techniki wynika, że istnieje niezaspokojone zapotrzebowanie na paliwo emulsyjne, które byłoby stabilne fizykochemicznie (brak odfazowania), mało zanieczyszczające, ekonomiczne i umożliwiało zmniejszenie zużycia paliwa.

Po stwierdzeniu tego, zgłaszający postawili pewną liczbę celów, które zostaną poniżej wymienione.

Jednym z podstawowych celów wynalazku jest zaspokojenie tej potrzeby przez dostarczenie paliwa emulsyjnego, w szczególności paliwa silnikowego, utworzonego przez stabilną

188 448 emulsję woda/węglowodory, która pozostaje doskonale homogenna w długich okresach czasu, zarówno w zbiornikach do przechowywania jak i w elementach obwodów stanowiących urządzenia spalające, w których te paliwa będą stosowane.

Następnym głównym celem wynalazku jest dostarczenie nowych udoskonalonych emulsyjnych paliw silnikowych, zapewniających dobre rezultaty pod względem zmniejszenia zużycia spalin i zmniejszenia emisji zanieczyszczeń widocznych, takich jak dymy i cząstki stałe, oraz gazowych zanieczyszczeń niewidocznych, takich jak CO, NOx i/lub SO₂, niespalone węglowodory i CO₂.

Następnym zasadniczym celem wynalazku jest dostarczenie nowych paliw emulsyjnych, które mają niską cenę, taką aby zysk uzyskany dzięki zastąpieniu części drogich węglowodorów wodą nie został zniwelowany.

Następnym celem wynalazku jest dostarczenie sposobu wytwarzania paliw emulsyjnych stabilnych, nie zanieczyszczających i ekonomicznych, który to sposób musi być tani i łatwy do wdrożenia, bez skomplikowanych procedur i urządzeń.

Zgodnie z tym zgłaszający podjęli wysiłek twórczy i wynaleźli nowe, udoskonalone paliwo silnikowe, którego nowość polega na tym, że:

z jednej strony posiada zdyspergowaną fazę wodną, utworzoną z kropli o zmniejszonej wielkości pokrytych błoną międzyfazową, umożliwiającą zatrzymanie zjawiska koalescencji. Ponadto zasadnicze znaczenie dla stabilności emulsji ma możliwie najwęższa dystrybucja wielkości kropli.

z drugiej strony, dobrano skład układu emulgującego umożliwiający uzyskanie cechy stabilności i wielkości dystrybucji wielkości kropli fazy wodnej w fazie węglowodorowej.