專利名稱：重質(zhì)燃油添加劑及乳化重質(zhì)燃油的配制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是燃油添加劑領(lǐng)域，特別是重質(zhì)燃油乳化用添加劑的技術(shù)。
背景技術(shù)：
近些年來，一次性能源中石油是使用得最多而且最受歡迎的一種，大量的使用和其在世界上有限儲量的矛盾突現(xiàn)，以及隨之而來的原油漲價地問題成為影響世界經(jīng)濟(jì)前景的重要因素。作為燃料，有效而充分地利用石油資源是當(dāng)今世界各國技術(shù)人員均在攻關(guān)的技術(shù)課題，難以充分燃燒的重質(zhì)油(包括含瀝青質(zhì)的重油、含固量較多的廢油和回收油等)的利用是其中急需解決的課題之一。難燃的重質(zhì)油在燃燒時會產(chǎn)生大量的硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、煤塵、粉塵等，排放則對大氣造成嚴(yán)重污染。
重質(zhì)油加添加劑并使之乳化的方法研究得比較多。單純使用非離子表面活性劑的方法乳化效果并不太好(如CN 1007543等)；較多的是使用復(fù)合型的乳化劑。如CN 1067593(申請?zhí)枮?1106720)，用了失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚等多種非離子表面活性劑和烷基苯磺酸、酰胺、亞胺型離子型表面活性劑，以及苯酚制成的乳化劑，乳化重油是現(xiàn)配現(xiàn)用，存放12天不破乳。CN 1185479(ZL96121448)除了使用非離子表面活性劑(要求HLB值≤8)和離子型表面活性劑(陽離子和陰離子)外還加入0～15％的對苯二酚，用79.7～96％重油、3.99～20％水、0.01～0.3％乳化劑配制成的乳化重油立即使用。上述專利報道中雖然使用多種表面活性劑，但乳化穩(wěn)定性并不能令人滿意。另外，還有另添加輔助劑以改善某些性能如CN 1102669、CN 1260379添加強(qiáng)氧化劑高錳酸鉀、硝酸鉀等使其充分燃燒氧化；CN 1282779加20～35％的煤油作為助燃劑；CN 1207404加入帶有金屬鐵的化合物二茂鐵等等。上述現(xiàn)有技術(shù)均各有其特點(diǎn)，然而其存在的缺陷也是明顯的，如有的乳化效果和乳化后的穩(wěn)定性不理想、沒有考慮防腐、原料品種太多及成本過高等而無法實(shí)施，相當(dāng)一部分專利申請、授權(quán)后一段時間即“視撤”。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種所用原料品種少、性能優(yōu)異的重質(zhì)燃油添加劑，以及由這種添加劑配制乳化重質(zhì)燃油的配制方法。
本發(fā)明使用的主要原料為燒堿、氯化鈣、藻朊酸鈉和磁化水。制備重質(zhì)燃油添加劑原料重量配比為
燒堿50～500
氯化鈣 50～500
藻朊酸鈉5～150
磁化水 1000
其中，燒堿(NaOH)可以用硝酸鈉(NaNO3)或氯化納(NaCl)代替；氯化鈣(CaCl2)可以用硫酸鈣(CaSO4)或磷酸鈣(Ca3(PO4)2)代替；藻朊酸鈉(即海藻酸鈉)可以用藻酸鉀(Alginic acid potassium)或黃原膠(Xanthan gum)代替。所述的磁化水是水經(jīng)過磁化而成；對水質(zhì)沒有特別的限定，自來水、工業(yè)用水、地下水部可以使用，但必須要經(jīng)過磁場的磁化處理。
經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，優(yōu)選以下配方為更好
燒堿100～400
氯化鈣 100～400
藻朊酸鈉8～100
磁化水 1000
除上述所含組分外，還可以含有鎂離子的化合物(用量為17～60重量)或含氯離子的化合物(用量為31～115重量)。
重質(zhì)燃油添加劑的配制是眾所周知的將上述原料進(jìn)行混合配制而成。這種添加劑是一種乳白色液體，一種離子性添加劑。
使用本發(fā)明重質(zhì)燃油添加劑時，重質(zhì)燃油和磁化水的重量配比為
重質(zhì)燃油∶磁化水＝50～90∶50～10，以70～80∶30～20為好。
所用的水也需經(jīng)過磁場的磁化處理。重質(zhì)燃油添加劑的用量是以重質(zhì)燃油加磁化水量為100，重質(zhì)燃油添加劑為0.01～0.45，以0.20～0.40為好。
本發(fā)明用于處理對象-所述的重質(zhì)油-并無特別的限制，石油類的重質(zhì)碳?xì)溆偷闹赜?、原油、油砂油、油巖油，以及包括各種產(chǎn)業(yè)設(shè)施所產(chǎn)生的廢油均可以作為處理對象。
配制乳化重質(zhì)油的方法也是業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所熟知的，即在加了磁化水并混合了的重質(zhì)油中按比例加入添加劑混合均勻即成。在實(shí)驗(yàn)室用玻璃器皿配制時能清楚看到當(dāng)只有重質(zhì)油和磁化水時，油和水界限分明，攪拌無法改變此狀況當(dāng)加入了本發(fā)明的添加劑經(jīng)攪拌立即乳化，直觀看不出油、水分界。
用本發(fā)明的重質(zhì)燃油添加劑和重質(zhì)油、磁化水配制成的乳化重質(zhì)油是一種油包水的膠囊式乳化油。添加劑能夠使水粒子均勻地分散在重質(zhì)油中，而且是在油中形成水滴形乳劑，乳劑粒子的直徑在5～25μm。這種乳化重質(zhì)油的穩(wěn)定性很好，顯微鏡下觀察可清晰看到水滴均勻分散在重質(zhì)油中，而水滴外有一層“膜”將其包裹??；在燈光下可見水滴閃著白光，而膜包裹著的水滴外是黑色重油，呈現(xiàn)出微膠囊形式。以此拍攝的照片也可清楚看出。乳化重質(zhì)油長期存放，經(jīng)檢驗(yàn)油、水并無分離；將乳化重質(zhì)油加熱至100℃，撿驗(yàn)油、水乳化如初；在將乳化重質(zhì)油加熱至80～100℃下用離心機(jī)離心都不能使油、水分離。同時在存放中作了腐蝕試驗(yàn)，證明無腐蝕。
這種乳化重質(zhì)油在燃燒時水粒子因受熱產(chǎn)生劇烈爆炸，而爆炸又能使重質(zhì)油粒子進(jìn)一步細(xì)化，使其能夠達(dá)到完全燃燒而無殘留。在進(jìn)行燃燒測試中，一氧化碳、含硫化物等氣體含量大為降低，而熱效率明顯提高。在相同的燃燒條件下，本發(fā)明所配制的乳化重質(zhì)油與原生重油分別在燃燒爐中燃燒時，從爐門正面和側(cè)面的觀察孔中可明顯看出乳化重質(zhì)油燃燒火焰呈黃亮色，而無法與之相比的重油卻只是紅色火焰。
與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明突出的特點(diǎn)是1使用非常簡單的配方，用很少品種原料配制出非常有效的重質(zhì)燃油添加劑，特別是使用了天然物質(zhì)提取物-藻朊酸鈉或黃原膠-和磁化水，這是前人從未涉足過的重質(zhì)燃油添加劑的原料。2使用本發(fā)明的重質(zhì)燃油添加劑和乳化重質(zhì)油配制方法很容易實(shí)現(xiàn)了油包水型而且呈膠囊形水滴乳液的乳化效果，使重質(zhì)油得以充分燃燒。3由于本發(fā)明的重質(zhì)燃油添加劑，乳化的重油的穩(wěn)定性十分突出，不僅長期存放不破乳，即使是加熱到100℃、振動甚至在加熱情況下用離心機(jī)離心都不能使油、水分離。4如上述原因原料簡單易得、效果突出，則本發(fā)明添加劑的生產(chǎn)成本可大幅度降低，這是現(xiàn)有技術(shù)無法與之相比的。
以下以實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方法
實(shí)例1～8
重質(zhì)燃油添加劑(代號為WOS-21)原料配方如下表
實(shí)例1～8乳化重質(zhì)燃油加料配方如下表
使用的重質(zhì)燃油經(jīng)檢測其質(zhì)量指標(biāo)為
配制乳化重質(zhì)燃油時是先在重質(zhì)燃油中加入50℃熱磁化水，再加入添加劑攪拌混合而成。使用時要將乳化重質(zhì)燃油加熱使其溫度升至90℃左右噴射燃燒。
實(shí)例中，對實(shí)例1、3、6配制的乳化重質(zhì)燃油進(jìn)行測試，其數(shù)據(jù)如下
另用不同來源的重油用上述例4、5的配方配制乳化重質(zhì)油，其總熱值的測試結(jié)果為
注上述測試檢驗(yàn)均為遼寧出入境檢驗(yàn)檢疫局技術(shù)中心進(jìn)行檢測。
乳化重質(zhì)燃油經(jīng)用顯微鏡拍照，從所拍照片中可以看出，重質(zhì)油作為分散媒體中水滴是均勻分散在其中，且水粒子的表面覆蓋膜狀物。這是因?yàn)橹刭|(zhì)油中含有的碳、硫、氮等成分和磁化水、三種添加的物質(zhì)的作用而生成膜覆蓋在水粒子表面。
上述所配制的乳化重質(zhì)燃油在25℃下存放7天后均保持含水油狀乳劑溶液狀態(tài)。將乳化重質(zhì)油加熱并保持100℃，停止加熱后降至室溫(25℃)，油水不分離。將乳化重質(zhì)油加熱到80℃，放置離心分離機(jī)中，以600轉(zhuǎn)/分鐘離心20min后亦未產(chǎn)生油水分離現(xiàn)象。
將上述所配制的乳化重質(zhì)燃油(a)和重質(zhì)燃油加水(b)分別放在各自容器中，放入同樣的試驗(yàn)鐵體，每周檢查一次，5周后(b)中試驗(yàn)鐵體被氧化腐蝕，銹跡斑斑，而(a)中試驗(yàn)鐵體未看到被氧化的痕跡。
將上述所配制的乳化重質(zhì)燃油在加熱爐燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)并進(jìn)行各項指標(biāo)測試(茂名石化南海高級潤滑油公司質(zhì)量檢測中心)，其結(jié)果如下
測試用儀器便攜式氣體檢測儀，GX-94型，日本理研株式會社生產(chǎn)；
傅立葉紅外光譜儀，F(xiàn)TIR-8101型，日本島津公司生產(chǎn)；
氣相色譜儀，GC-14型，日本島津公司生產(chǎn)。
在另一處(金陵石化南京煉油廠研究院)加熱爐燃燒運(yùn)轉(zhuǎn)其測試結(jié)果為
測試用儀器便攜式氣體檢測儀，GX-94型，日本理研株式會社生產(chǎn)；
傅立葉紅外光譜儀，SMF-7612型，德國西門子公司生產(chǎn)；
氣相色譜儀，SMK-38C型，德國西門子公司生產(chǎn)。
實(shí)例9
添加劑原料配方如下
藻酸鉀(Alginic acid potassium)110Kg
硫酸鈣82Kg
硝酸鈉160Kg
氯化鎂35Kg
磁化水1000Kg
將上述原料配制成乳白色添加劑。所用的重質(zhì)油為混合重油，測試指標(biāo)為
用如下重量配比配制成乳化重質(zhì)燃油
磁化水∶混合重油∶添加劑＝30∶70∶0.3
其乳化的效果同實(shí)例1～8；燃燒效果顯示與未加添加劑的混合重，油相比熱效率提高10％。
實(shí)例10
添加劑原料配方如下
燒堿380Kg
氯化鈣 270Kg
黃原膠 70Kg
氯化鎂 50Kg
磁化水 1000Kg
將上述原料配制成乳白色添加劑。用其和重質(zhì)油、磁化水配制乳化重質(zhì)油。乳化效果和燃燒效果同實(shí)例3。
權(quán)利要求
1.一種重質(zhì)燃油乳化添加劑，其特征在于所含原料重量配比為
燒堿 50～500
氯化鈣50～500
藻朊酸鈉 5～150
磁化水1000
其中所述的磁化水是水在磁場中經(jīng)過磁化而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述重質(zhì)燃油添加劑，其特征在于所含原料重量配比為
燒堿 100～400
氯化鈣100～400
藻朊酸鈉 8～100
磁化水1000
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述重質(zhì)燃油添加劑，其特征在于所含原料中燒堿可以由硝酸鈉或氯化鈉代替；氯化鈣可以由硫酸鈣或磷酸鈣代替；藻朊酸鈉可以由藻酸鉀或黃原膠代替。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述重質(zhì)燃油添加劑，其特征在于所述所含原料中還可以含有鎂離子的化合物或含氯離子的化合物；含有鎂離子的化合物的用量為17～60重量，含氯離子的化合物的用量為31～115重量。
5.乳化重質(zhì)燃油的配制方法，其特征在于所用原料為重質(zhì)燃油、重質(zhì)燃油添加劑、磁化水，重質(zhì)燃油與磁化水的重量比為，重質(zhì)燃油∶磁化水＝50～90∶50～10；重質(zhì)燃油添加劑的用量是以重質(zhì)燃油加磁化水量為100，重質(zhì)燃油添加劑為0.01～0.45；
配制方法是將上述原料混合攪拌而成；
其中所述的磁化水是水在磁場中經(jīng)過磁化而成；
所述重質(zhì)燃油為石油類的重質(zhì)碳?xì)溆偷闹赜?、原油、油砂油、油巖油，以及包括各種產(chǎn)業(yè)設(shè)施所產(chǎn)生的廢油。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述乳化重質(zhì)燃油的配制方法，其特征在于所述重質(zhì)燃油與磁化水的重量比為重質(zhì)燃油∶磁化水＝70～80∶30～20；所述重質(zhì)燃油添加劑的用量是以重質(zhì)燃油加磁化水量為100，重質(zhì)燃油添加劑為0.20～0.40。
全文摘要
一種重質(zhì)燃油乳化添加劑，為乳白色液體，由燒堿、氯化鈣、藻朊酸鈉和磁化水配制而成，其中燒堿可由硝酸鈉或氯化鈉替代；氯化鈣可由硫酸鈣或磷酸鈣替代；藻朊酸鈉可由藻酸鉀或黃原膠替代，其原料重量配比為50～500∶50～500∶5～150∶1000。配制乳化重質(zhì)燃油時重質(zhì)燃油與磁化水的重量比為50～90∶50～10；以重質(zhì)燃油加磁化水量為100，重質(zhì)燃油添加劑為0.01～0.45；經(jīng)混合而成。乳化重質(zhì)燃油為油包水型乳油，并在油中呈膠囊水滴形乳液，燃燒時水粒子劇烈受熱產(chǎn)生爆炸，而爆炸又能使重質(zhì)油粒子進(jìn)一步細(xì)化，使其能夠達(dá)到完全燃燒，廢氣排空大為減少對大氣的污染，同時還可提高熱效率。
文檔編號C10G31/00GK1818039SQ20061004597
公開日2006年8月16日 申請日期2006年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月1日
發(fā)明者樸仁洙, 梁泰伊, 松本節(jié)雄 申請人:樸仁洙, 梁泰伊, 松本節(jié)雄