專利名稱：燃料油乳化劑及燃料油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乳化劑及使用該乳化劑的乳化燃料油，具體地說是一種具有良好的常溫、高溫儲存穩(wěn)定性的W/O型燃料油乳化劑及使用該乳化劑的燃料油。
燃料油摻水乳化后燃燒具有節(jié)約燃料、降低煙氣種污染物排放量和延長燃燒設(shè)備使用壽命等優(yōu)點。目前，全國每年用于各種工業(yè)爐、窯的燃料油達幾千萬噸，所以，推廣使用乳化燃料油對節(jié)省能源、改善環(huán)境質(zhì)量均具有積極意義。
現(xiàn)有技術(shù)中對乳化燃料的研究主要集中在乳化劑和添加劑兩方面，使用的乳化劑多為醚、酯類非離子表面活性劑，也有一些使用陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑復合物作為乳化燃料油乳化劑的。普遍存在的問題是乳化燃料油組成過于復雜，使用的表面活性劑品種太多，在實施時非常不便。如CN1139696A使用了5種非離子表面活性劑，CN1141333A使用了2種陰離子表面活性劑與3種非離子表面活性劑。
高溫儲存穩(wěn)定性是乳化燃料的重要指標。因為乳化燃料油在燃燒前需要保溫儲運，以便于輸送和裝卸。分水的乳化燃料油會發(fā)生燃燒障礙?，F(xiàn)有技術(shù)文獻中都沒有涉及到乳化燃料油的高溫儲存穩(wěn)定性，只是籠統(tǒng)地談及乳化燃料油在常溫下儲存2～3個月不分水?，F(xiàn)有技術(shù)中也缺乏測試乳化燃料油在高溫下儲存穩(wěn)定性的科學試驗方法。
非離子表面活性劑在水溶液中隨著溫度的升高，與水形成的氫鍵逐漸斷裂，水合性下降，導致其溶解度逐漸降低。達到濁點后，非離子表面活性劑會從水中分離出來，使燃料油破乳。另一方面，在高溫時，水滴的布朗運動加快而非離子表面活性劑膠束之間的靜電斥力較小，水滴容易聚并沉降，破壞乳化燃料油的高溫儲存穩(wěn)定性。因此，非離子表面活性劑或以其為主的乳化燃料油高溫穩(wěn)定性不好。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高溫儲存穩(wěn)定性的燃料油用乳化劑及使用該乳化劑的乳化燃料油組合物。本發(fā)明的另一個目的是提供一種測試乳化燃料油高溫穩(wěn)定性的科學試驗方法。
本發(fā)明的乳化劑為水溶性過渡金屬鹽與具有多胺結(jié)構(gòu)的陽離子表面活性劑形成的配位化合物。其中過渡金屬鹽與具有多胺結(jié)構(gòu)陽離子表面活性劑的重量比為0.01∶1～4∶1。所述的具有多胺結(jié)構(gòu)的陽離子表面活性劑為多乙多氨基酰胺，其結(jié)構(gòu)式為R-CONH(CH2CH2NH)nH，R為C10～C21的烴基，n為1～3的整數(shù)；過渡金屬鹽為Ag+、Cr3+、Mn2+、Co3+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+的水溶性鹽，優(yōu)選為Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+的水溶性鹽。
本發(fā)明乳化劑的制備方法為將兩種原料按比例混合即得本發(fā)明乳化劑，或者在使用時，將兩種原料按比例加入水中混合后使用。
本發(fā)明乳化燃料油的重量組成為(1)重量比為65∶35～95∶5燃料油與水，(2)占燃料油與水0.1～1.2％最好0.2～0.7％的本發(fā)明乳化劑，(3)占燃料油與水0～1.2％最好0.03～0.5％的添加劑。
上述的燃料油可以是原油、重油、渣油及其它各種牌號的燃料油，水可以選擇自來水、工業(yè)用水，也可以直接使用江、河、湖、海水和地下水，添加劑可以是C6～C18高級脂肪醇中的一種或其混合物或石油酸等。
本發(fā)明乳化燃油的制備方法為先將本發(fā)明乳化劑與添加劑一起加入所需的水中，加熱到40～95℃，形成均勻的混合物，然后將上述混合物加入到40～95℃燃料油中進行乳化便可制備出本發(fā)明之乳化燃料油。
本發(fā)明之乳化設(shè)備可以是通常的乳化設(shè)備，如攪拌器、超聲波乳化器、靜態(tài)混合器、均化器、乳化管和高速剪切機等。
本發(fā)明乳化燃料油常溫及高溫儲存穩(wěn)定性的測試方法為將100ml乳化燃料油裝入的玻璃穩(wěn)定管中，此穩(wěn)定管下部縮徑，最小分度值為0.1ml。蓋上磨口塞后，分別置于常溫和95℃鼓風烘箱中，觀察儲存穩(wěn)定性。做95℃儲存穩(wěn)定性試驗時每隔24h開蓋一次，時間約2～5s。

圖1是本發(fā)明測試高溫穩(wěn)定性的穩(wěn)定管結(jié)構(gòu)示意圖，圖中數(shù)據(jù)單位為mm。
本發(fā)明燃料油乳化劑使用過渡金屬離子與具有多胺結(jié)構(gòu)的陽離子表面活性劑形成配位化合物，通過這種配位作用提高膠束的聚集數(shù)，增加油水界面的電荷量，提高界面膜強度，從而達到提高乳化燃料油的儲存穩(wěn)定性之目的。使用本發(fā)明乳化劑的乳化燃料油具有良好的常溫及高溫儲存穩(wěn)定性。另外由于本發(fā)明的乳化劑使用了陽離子表面活性劑，使之遇無機鹽不會沉淀或失效，因此對乳化燃料油的所需的水無特別要求，大多數(shù)水源都可滿足使用要求，降低乳化燃料油的成本。本發(fā)明乳化劑組成簡單，原料成本低，制備容易，為降低乳化燃料油成本打下了基礎(chǔ)。本發(fā)明乳化燃料油的高溫儲存穩(wěn)定性測試方法具有簡單、實用、結(jié)果精確的特點。下面通過實施例進一步描述本發(fā)明方案及效果。
實施例1 用玻璃燒杯分別取300g自來水、700g渤海重質(zhì)原油，把它們分別加熱到70℃并保溫。將3g陽離子表面活性劑AT-1(山東長青化工實驗廠生產(chǎn))和0.5gCuSO4一起加入到水中，混合均勻。然后，啟動燃料油中漿式攪拌器，把AT-1與CuSO4水溶液加入到燃料油中便得到了乳化燃料油。分別取100ml乳化燃料油裝入兩個穩(wěn)定管中，進行常溫、高溫儲存穩(wěn)定性試驗。
實施例2～4 按照實施例1的工藝，過渡金屬鹽為FeSO4、FeCl3、ZnSO4，其用量分別為0.2g、1g、9g；陽離子表面活性劑為AT-1、FMK-1(撫順公路處長虹乳化劑廠生產(chǎn))、AT-1，用量7g、5g、3g；燃料油為60#、100#燃料油、大慶常渣。實施例3中再加入0.5gC12～C15高級混合脂肪醇。實施例4中再加入0.5g180mgKOH/g的石油酸。
比較例1 按照實施例1的工藝，水溶液中只含3gAT-1。
表1乳化油穩(wěn)定性實驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種燃油乳化劑，為水溶性過渡金屬鹽與具有多胺結(jié)構(gòu)的陽離子表面活性劑形成的配位化合物，其中過渡金屬鹽與具有多胺結(jié)構(gòu)陽離子表面活性劑的重量比例為0.01∶1～4∶1。
2.按照權(quán)利要求1所述的乳化劑，其特征在于所述的具有多胺結(jié)構(gòu)的陽離子表面活性劑為R～CONH(CH2CH2NH)nH，R為C10～C21的烴基，n為1～3的整數(shù)。
3.按照權(quán)利要求1所述的乳化劑，其特征在于所述的過渡金屬鹽為Ag+、Cr3+、Mn2+、Co3+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+水溶性鹽。
4.按照權(quán)利要求1所述的乳化劑，其特征在于所述的過渡金屬鹽為Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+的水溶性鹽。
5.一種乳化燃料油，其重量組成為(1)重量比為65∶35～95∶5燃料油與水，(2)占燃料油與水0.1～1.2％的權(quán)利要求1所述的乳化劑，(3)占燃料油與水0～1.2％的添加劑。
6.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的乳化劑的含量為0.2～1.0％。
7.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的添加劑含量為0.03～0.5％。
8.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的添加劑為C6～C18高級脂肪醇中的一種或其混合物。
9.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的添加劑為石油酸。
10.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的燃料油為原油、渣油或重油。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種W/O型乳化燃料油的組成,本發(fā)明公開了一種W/O型乳化燃料油乳化劑,該乳化劑由Fe(II)、Fe(III)和Cu(II)等與具有多胺結(jié)構(gòu)配位體的陽離子表面活性劑絡(luò)合而成。該乳化燃料油由65～95%的燃料油,5～35%的水,占上述組成0.1～1.2%的陽離子表面活性劑,0～1.2%的添加劑組成。本發(fā)明之乳化劑乳化燃料油具有良好的常溫、95℃高溫儲存穩(wěn)定性。
文檔編號B01F17/16GK1351108SQ00123150
公開日2002年5月29日 申請日期2000年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月26日
發(fā)明者劉樹華, 馬艷秋, 姜鑫, 陳保蓮 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院