專利名稱：重油乳化劑和含有該乳化劑的重油乳化燃料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種重油乳化劑和含有該乳化劑的重油及其制備方法，尤其涉及一種將乳化劑與A重油、B重油、C重油或原油及水混合制成的重油乳化燃料，從而便于運(yùn)輸、減少大氣污染物如炭黑(soot)和氮氧化物，改善大氣環(huán)境；且通過乳化原油和水降低粘度， 便于運(yùn)輸并節(jié)約能源，減少重油的消費(fèi)，節(jié)約能源。
背景技術(shù)：
由于與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比，壓縮點(diǎn)火柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒稀薄，所以會(huì)排出較多的氮氧化物(NOx)和顆粒狀物質(zhì)，嚴(yán)重影響危害城市環(huán)境。氮氧化物在太陽光下發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)， 引起臭氣發(fā)生，從而導(dǎo)致城市居民的呼吸器官疾病。飄塵是粒徑大小為ΙΟμπι以下的微小塵埃，眾所周知飄塵很容易滲透到呼吸器官并吸附在肺上，引起支氣管疾病，甚至引發(fā)肺癌。特別是在大城市，人口密集、車輛停滯時(shí)間長、道路和居住地間隔小、大型客車及貨車等柴油車輛運(yùn)行頻繁，從而導(dǎo)致污染度驟高，對此急需解決對策。低NOx化技術(shù)可使用燃料和改善燃燒設(shè)備的前處理方法，比如延長燃料噴射時(shí)間、改造燃燒室形狀、改善燃料噴射系統(tǒng)、排氣再循環(huán)(EGR)、水噴射法、使用柴油水乳化 (emulsion)燃料等，還可以使用去除存在的排氣的NOx的后處理方法，比如催化分解、催化還原、吸收、吸附等。其中，水和液體燃料混合乳化使用的方法是在幾乎不降低熱效率的前提下，減少 N0X、particulate、CO及HC的技術(shù)，近來備受矚目。由于添加水能夠降低火焰溫度、水的急劇蒸發(fā)降能夠低火焰溫度及引起油滴的微小爆發(fā)、噴霧貫通力的加大增加了周圍空氣吸入量，因而會(huì)有這樣顯著的效果。此外在運(yùn)輸原油時(shí)，由于較高的粘度帶來較多的能源損失， 通過與水乳化的方式可便于運(yùn)輸，同時(shí)節(jié)約能源。另外，如果2016年Tierf生效，與現(xiàn)在相比則須減少約80%以上的N0X。因此，乳化重油燃料將成為一種重要的解決方式和發(fā)展趨勢。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種重油乳化劑和含有該乳化劑的重油及其制備方法，以使重油燃料便于運(yùn)輸，減少污染，節(jié)約能源。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種重油乳化劑，由組分A和組分B按 1 100 100 1的重量配比混合而成，所述A組分為烷基聚氧乙烯中的一種或多種，所述B組分為烷基聚氧乙烯聚丙烯嵌段共聚物中的一種或多種。進(jìn)一步，所述烷基聚氧乙烯醇中烷基聚氧乙烯的單體的聚合度為1 30，所述烷基聚氧乙烯與聚丙烯形成的嵌段共聚物的單體的聚合度為1 30。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是，有利于乳化進(jìn)行，避免乳化后生成沉淀。進(jìn)一步，所述烷基聚氧乙烯醇為醇類，是壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、 月桂醇聚氧乙烯醚、鯨蠟醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚、十三醇聚氧乙烯醚及山梨糖醇酯中的一種的或任意幾種的混合物；所述烷基聚氧乙烯聚丙烯嵌段共聚物中的烷基是壬基酚、月桂醇、甘油單硬脂酸酯和支鏈癸醇中的一種或任意幾種的組合。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果為可根據(jù)具體需要選擇適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)來制成乳化劑，以使其效果更好。含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料，含有上述所述的重油乳化劑，還含有含水的A重油(常壓重油)、B重油(減壓重油)、C重油(催化重油)或原油(混合重油)。本發(fā)明的有益效果是在夏季較高的儲(chǔ)藏溫度下及長時(shí)間儲(chǔ)藏，也不會(huì)發(fā)生水與 A重油、B重油、C重油或原油的相分離問題；使用A重油或B重油或C重油時(shí)，由于水被A 重油或B重油或C重油包圍著，不會(huì)使燃料箱、燃料供給系統(tǒng)腐蝕；此外，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)或船舶用發(fā)動(dòng)機(jī)或者鍋爐內(nèi)部燃燒時(shí)，A重油或B重油或C重油內(nèi)部發(fā)生微小的爆炸，使重油接近于完全燃燒，從而減少了一氧化碳和碳水化合物的排放，有利于保護(hù)大氣環(huán)境，同時(shí)可替代一般燃料使用，減少溫室氣體二氧化碳的排放；使用原油時(shí)，水包圍在原油周圍，降低粘度，在運(yùn)輸時(shí)可節(jié)約能源。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述含有的重油乳化劑為0. 01wt% 15wt%。進(jìn)一步，所述含水的A重油、B重油、C重油或原油中，所述水的含量為 60wt%o采用上述進(jìn)一步方案的有益效果為采用該配比既能達(dá)到較好的乳化效果，又不至于因添加的乳化劑太多，使燃料不能很好地燃燒使用。含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料的制備方法，所述方法包括將所制得的所述重油乳化劑加入含水的A重油、B重油、C重油或原油中，利用機(jī)械或者超聲波進(jìn)行乳化，使水微細(xì)化至直徑為0. 1 20 μ m，其周圍被所述A重油、B重油、C重油或原油包圍。進(jìn)一步，所述超聲波振幅為5 200 μ m。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果為采用該振幅乳化，能夠獲得較好的乳化效果， 如果振幅小于5 μ m，乳化不充分；大于200 μ m時(shí)，能量過大，發(fā)生氣化，反而對乳化不利。進(jìn)一步，所述超聲波振蕩的時(shí)間為5 1800秒。采用上述進(jìn)一步方案的有益效果為采用上述進(jìn)一步方案的有益效果為采用該震蕩時(shí)間，能夠獲得較好的乳化效果，乳化時(shí)間太短小于5秒乳化不充分，乳化時(shí)間過長， 就會(huì)引起過熱現(xiàn)象或者蒸發(fā)量增加，反而破壞相穩(wěn)定性。
具體實(shí)施例方式以下對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施例所述的重油乳化劑，由組分A和組分B按1 100 100 1的重量配比混合而成，所述A組分為烷基聚氧乙烯中的一種或多種，所述B組分為烷基聚氧乙烯聚丙烯嵌段共聚物中的一種或多種；所述烷基聚氧乙烯醇中烷基聚氧乙烯的單體的聚合度為 1 30，所述烷基聚氧乙烯與聚丙烯形成的嵌段共聚物的單體的聚合度為1 30 ；所述烷基聚氧乙烯醇中的醇類成分為壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、 鯨蠟醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚、十三醇聚氧乙烯醚及山梨糖醇酯中的一種的或任意幾種的混合物；所述烷基聚氧乙烯聚丙烯嵌段共聚物中的烷基成分為壬基酚、月桂醇、甘油單硬脂酸酯和支鏈癸醇中的一種或任意幾種的組合。本發(fā)明實(shí)施例所述的含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料，含有上述所述的重油乳化劑，所述含有的重油乳化劑為0.01wt% 15wt% ；還含有含水的A重油、B重油、C重油或原油，所述含水的A重油、B重油、C重油或原油中，所述水含量為Iwt % 60wt %。本發(fā)明實(shí)施例所述的所述方法包括將所制得的所述重油乳化劑加入加水的A重油、B重油、C重油或原油中，利用機(jī)械或者超聲波進(jìn)行乳化，所述超聲波振幅為5 200 μ m， 振蕩5 1800秒，使水微細(xì)化至直徑為0. 1 20 μ m，其周圍被所述A重油、B重油、C重油或原油包圍。實(shí)施例1A組分是由聚合度為10的聚氧乙烯醇單體構(gòu)成的月桂醇聚氧乙烯醚，B組分是由聚合度為10的烷基-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物單體構(gòu)成的壬基酚-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物；取A組分50g及B組分0. 5g相混合，將得到的乳化劑加入到含水30wt% 的A重油IOkg中，用振幅20 μ m的超聲波震蕩900秒，將水的平均直徑乳化為0. 1 μ m，水周圍被A重油包裹從而乳化。實(shí)施例2A組分為由聚合度為1的聚氧乙烯醇單體構(gòu)成的鯨蠟醇聚氧乙烯醚，B組分為由聚合度為1的烷基-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物單體構(gòu)成的單硬脂甘油酸酯-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物；取A組分0. 5g及B組分50g相混合，將得到的乳化劑加入到含水30Wt%的B重油IOkg中，用振幅200 μ m的超聲波振蕩5秒，此時(shí)水的平均直徑乳化為 10 μ m,水周圍被B重油包裹從而乳化。實(shí)施例3A組分為由聚合度為30的聚氧乙烯醇單體構(gòu)成的硬脂醇聚氧乙烯醚350g和由聚合度為30的聚氧乙烯醇單體構(gòu)成的十三醇聚氧乙烯醚350g組成；B組分為由聚合度為30 的烷基-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物單體構(gòu)成的單硬脂甘油酸酯-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物350g和由聚合度為30的烷基-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物單體構(gòu)成的月桂醇-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物350g組成。將A、B組分混合，并把得到的乳化劑加入到含水60wt %的C重油IOkg中，用振幅100 μ m的超聲波振蕩900秒，此時(shí)水的平均直徑乳化為20 μ m，水周圍被C重油包裹從而乳化。實(shí)施例4A組分由聚合度為15的聚氧乙烯醇單體構(gòu)成的油醇聚氧乙烯醚0.25g和由聚合度為15的聚氧乙烯醇單體構(gòu)成的辛基酚聚氧乙烯醚0. 25g組成；B化合物是由聚合度為15 的烷基-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物單體構(gòu)成的單硬脂甘油酸酯-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物0. 25g和聚合度為15的烷基-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物單體構(gòu)成的辛基酚-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物0. 25g組成。將A、B組分混合，并把得到的乳化劑加入到含水Iwt %的A重油IOkg中，用振幅5 μ m的超聲振動(dòng)1800秒，此時(shí)水的平均直徑乳化為ΙΟμπι，水周圍被A重油包裹并形成乳化。實(shí)施例5A化合物是由20個(gè)聚氧乙烯醇單體構(gòu)成的鯨蠟醇聚氧乙烯醚。B化合物是由20個(gè)烷基-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物單體構(gòu)成的單硬脂甘油酸酯-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物。各取5g A、B組分混合，將得到的乳化劑加入到含水30wt%的A重油IOkg 中，用振幅20 μ m的超聲波震蕩900秒，此時(shí)水的平均直徑乳化為2 μ m,水周圍被A重油包裹并形成乳化。對比實(shí)施例1A組分是由聚合度為35的聚氧乙烯醇單體構(gòu)成的月桂醇聚氧乙烯醚。僅取A組分 0. 5g作為乳化劑加入到含水30Wt%的A重油IOkg中，用振幅5 μ m的超聲波震蕩1800秒。對比實(shí)施例2B組分是由聚合度為10的烷基-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物單體構(gòu)成的壬基酚-聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物，取B化合物1500g，作為乳化劑加入到含水左右的A重油IOkg中，用振幅200 μ m的超聲波震蕩5秒。對比實(shí)施例3用振幅5 μ m的超聲波震蕩1800秒含水30襯％的A重油10kg。對比實(shí)施例4用振幅20 μ m的超聲波振蕩15分鐘含水30wt%的B重油10kg。對比實(shí)施例5用振幅20 μ m的超聲波振蕩5秒含水0. 5wt %的C重油10kg。對比實(shí)施例6于40°C，轉(zhuǎn)速200rpm下，將含水20wt%的沙特產(chǎn)原油IOkg攪拌15分鐘。試驗(yàn)實(shí)施例1乳化重油的分離度測試將以上實(shí)施例和對比實(shí)施例所獲得A重油、B重油、C重油或原油各取200ml加入到量筒，置于恒溫槽內(nèi)12小時(shí)，隨著時(shí)間經(jīng)過觀察相分離程度，結(jié)果如表1所示。利用簡便而靈敏的容量法(Volumetric method)計(jì)算出乳化穩(wěn)定常數(shù)(Emulsion Stability Index :ESI)，其公式如下:ESI = 100-(So+Sw)；S0 = (V0/Vw) XlOO ；Sw = (YJYa) X 100其中，S0是油層的分離度，Sw是水層的分離度，Va是乳化系的總體積，V0是隨時(shí)間經(jīng)過從乳化系分離的油層體積，Vw是隨時(shí)間經(jīng)過從乳化系分離的水層體積。當(dāng)ESI等于 100%，則表示無相分離的穩(wěn)定狀態(tài)。表1乳化重油的分離度測試
權(quán)利要求
1.一種重油乳化劑，其特征在于，由組分A和組分B按1 100 100 1的重量配比混合而成，所述A組分為烷基聚氧乙烯中的一種或多種，所述B組分為烷基聚氧乙烯聚丙烯嵌段共聚物中的一種或多種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油乳化劑，其特征在于，所述烷基聚氧乙烯醇中烷基聚氧乙烯的單體的聚合度為1 30，所述烷基聚氧乙烯與聚丙烯形成的嵌段共聚物的單體的聚合度為1 30。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的重油乳化劑，其特征在于，所述烷基聚氧乙烯醇為醇類，是壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚、鯨蠟醇聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、硬脂醇聚氧乙烯醚、十三醇聚氧乙烯醚及山梨糖醇酯中的一種的或任意幾種的混合物；所述烷基聚氧乙烯聚丙烯嵌段共聚物中的烷基是壬基酚、月桂醇、甘油單硬脂酸酯和支鏈癸醇中的一種或任意幾種的組合。
4.含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料，其特征在于，含有權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的重油乳化劑，還含有含水的A重油、B重油、C重油或原油。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料，其特征在于，所述含有的重油乳化劑為0. Olwt% 15wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料，其特征在于，所述加水的A重油、B重油、C重油或原油中，所述水的含量為Iwt % 60Wt%。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6任一項(xiàng)所述的含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料的制備方法， 其特征在于，將所制得的所述重油乳化劑加入加水的A重油、B重油、C重油或原油中，利用機(jī)械或者超聲波進(jìn)行乳化，使水微細(xì)化至直徑為0. 1 20 μ m，其周圍被所述A重油、B重油、C重油或原油包圍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料的制備方法，其特征在于，所述超聲波振幅為5 200 μ m。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料的制備方法，其特征在于，所述超聲波振蕩的時(shí)間為5 1800秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種重油乳化劑和含有該乳化劑的重油及其制備方法，所述重油乳化劑，由組分A和組分B按1∶100～100∶1的重量配比混合而成，所述A組分為烷基聚氧乙烯中的一種或多種，所述B組分為烷基聚氧乙烯聚丙烯嵌段共聚物中的一種或多種；所述含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料，含有上述所述的重油乳化劑，還含有含水的A重油、B重油、C重油或原油；含有該重油乳化劑的重油乳化劑燃料的制備方法，其特征在于，將所制得的所述重油乳化劑加入加水的A重油、B重油、C重油或原油中，利用機(jī)械或者超聲波進(jìn)行乳化，使水微細(xì)化至粒徑為0.1～20μm，其周圍被所述A重油、B重油、C重油或原油包圍。
文檔編號(hào)C10L1/32GK102234552SQ201010209770
公開日2011年11月9日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月29日
發(fā)明者李京喜, 金文璨 申請人:Enfc株式公司