專利名稱：一種納米乳化燃料添加劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燃料添加劑及其制備方法，具體地說，本發(fā)明涉及一種用于制備納米乳化液體烴類燃料的添加劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前液體燃料的添加劑尚不理想，其主要缺點(diǎn)是制備的燃料節(jié)油率低，穩(wěn)定性差，降污性能不理想等。
例如中國專利申請公開第1149918A號公開的柴油乳化添加劑組合物存在著穩(wěn)定性不理想，儲存期短，降污性能不理想。中國專利申請公開第1374377A號公開的燃油添加劑存在著節(jié)油率最高僅為5.4％的問題。中國專利1081225C公開的柴油多效添加劑具有改進(jìn)柴油的流動性和減緩顏色變化，但是沒有公開其是否具有節(jié)油和降污性能，并且其添加量僅為50～2000ppm，根據(jù)本發(fā)明人的試驗，該添加劑不具有節(jié)油和降污作用。
因此目前急需開發(fā)一種燃料節(jié)油率高，穩(wěn)定性好，降污性能優(yōu)良的液體燃料添加劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決上述問題，提出了以下具體技術(shù)方案。
一種納米乳化燃料添加劑由下述重量百分比的組分組成三乙四胺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％、乙二醇單甲醚1-10％、失水山梨醇單油酸酯10-20％、脂肪酸酯8-10％、硝酸異丙酯0.2-0.6％、環(huán)烷酸鈷20-30％、丙酮1.5-20％、二茂鐵0.01-1％，上述各組分的重量百分比之和為100％。
本發(fā)明的納米乳化燃料添加劑優(yōu)選由下述重量百分比的組分組成三乙四胺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％、乙二醇單甲醚5％、失水山梨醇單油酸酯15％、脂肪酸酯9％、硝酸異丙酯0.4％、環(huán)烷酸鈷25％、丙酮10％、二茂鐵0.5％。
本發(fā)明的納米乳化燃料添加劑的制備方法，將三乙四胺、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、乙二醇單甲醚、失水山梨醇單油酸酯、脂肪酸酯、硝酸異丙酯、環(huán)烷酸鈷、丙酮和二茂鐵在30～50℃下以1000～3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌混合10～20分鐘得到本發(fā)明的添加劑。
本發(fā)明中所使用的所有原料均為市售產(chǎn)品。
所述的脂肪醇聚氧乙烯醚的產(chǎn)品例子包括佛山市科的氣體化工有限公司產(chǎn)品的脂肪醇聚氧乙烯醚AE03、AE04、AE06、AE07、AE08、AE09，優(yōu)選為脂肪醇聚氧乙烯醚AE03或AE04。
烷基酚聚氧乙烯醚的產(chǎn)品例子包括佛山市科的氣體化工有限公司產(chǎn)品的烷基酚聚氧乙烯醚OP-7、OP-10、OP-15、OP-21，優(yōu)選烷基酚聚氧乙烯醚OP-7，還包括北京化學(xué)研究所產(chǎn)品。
聚乙二醇十二烷基醚的產(chǎn)品例子包括江蘇省海安化工廠或上海高橋精細(xì)化工廠產(chǎn)品。
脂肪酸酯的產(chǎn)品例子包括日本三井貿(mào)易公司產(chǎn)品。
環(huán)烷酸鈷的別名為萘酸鈷、石油酸鈷，產(chǎn)品例子包括山東淄博化工有限公司。
三乙四胺為洛陽化工廠產(chǎn)品或德國巴斯夫公司產(chǎn)品。
失水山梨醇單油酸酯為河南正通化工有限公司產(chǎn)品。
丙酮的產(chǎn)品例子包括北京燕山石化公司產(chǎn)品。
本發(fā)明的添加劑用于生產(chǎn)納米乳化燃料，具體使用方法為將重量百分比的0.1～5％的本發(fā)明的添加劑、50～89.9％的液體燃料和10～49.9％的水加入到高壓均質(zhì)機(jī)中以3000～4000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌20～50分鐘，然后用高壓泵將上述已乳化得很均勻的物料輸入到一組靜態(tài)混合器中進(jìn)行二次乳化，使乳化燃料中的微細(xì)水珠的粒徑在10～100nm的范圍內(nèi)即可。
本發(fā)明的添加劑具有以下優(yōu)點(diǎn)。
一、本發(fā)明的添加劑制備的燃料具有長久的穩(wěn)定性。本發(fā)明的添加劑中使用非離子表面活性劑。非離子表面活性劑具有親水基和疏水基，親水基易溶于水中，而疏水基易溶于有機(jī)相，可以使水和油完美地結(jié)合在一起，長久不分開。和陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑相比，非離子表面活性劑在酸性、堿性或硬水的鹽類中也不發(fā)生電離，而陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑在水中電離，和其它物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，而非離子表面活性劑不電離，以中心分子或膠束狀態(tài)存在，即形成油包水型中性分子膠束，具有理想的化學(xué)穩(wěn)定性。
二、使用本發(fā)明的添加劑制備的燃料可使其中的水珠具有10～100nm的粒徑，這樣顆粒直徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于可見光波長，產(chǎn)生透明的外觀。產(chǎn)品穩(wěn)定期在一年以上。
三、使用本發(fā)明的添加劑制備的燃料具有降污和節(jié)能的獨(dú)特特點(diǎn)。河南省環(huán)境監(jiān)測中心站于2004年3月對添加本發(fā)明添加劑的柴油燃料進(jìn)行了燃燒污染物排放監(jiān)測，并出具了監(jiān)測報告(豫環(huán)境監(jiān)測子(2004)第10號)。添加本發(fā)明添加劑的柴油燃料為添加劑1.6％、0#柴油79％和水19.4％；對照燃料為0#柴油。

乳化柴油是含水燃料，水不是燃料也不能燃燒，便由于水參與燃燒，使燃燒過程得以優(yōu)化。乳化柴油在燃燒過程中產(chǎn)生“微爆”，使燃料的燃燒完全，燃燒效率得高。沒燃燼的炭粒在水蒸汽存在下有“水煤氣反應(yīng)”發(fā)生，生成H2和CO，而后H2將產(chǎn)生活性核心，繼而開始一系列鏈鎖反應(yīng)，產(chǎn)H、O和OH原子和活性物質(zhì)，大大活化了整個燃燒過程。由于強(qiáng)化了燃燒過程，使燃燒更加充分，實(shí)現(xiàn)了良好的降污和節(jié)能作用，從而使排氣中的煙度和煙塵濃度大幅降低，SOx和NOx也會相應(yīng)減少。
添加本發(fā)明添加劑的柴油產(chǎn)品已進(jìn)行了發(fā)動機(jī)臺架燃燒試驗和熱水鍋爐的半工業(yè)性試驗，得到了環(huán)保和節(jié)能的可喜結(jié)果?，F(xiàn)將試驗結(jié)果簡述如下1.節(jié)油效果(1).在15馬力單缸柴油機(jī)上進(jìn)行了使用和臺架試驗，與0#柴油相比節(jié)油率為2-8％。
(2)在75馬力六缸柴油發(fā)電機(jī)組上進(jìn)行了使用和臺架燃燒試驗，與0#柴油相比節(jié)油率5-17％，每千瓦小時(KWH)耗油率降低7-18％。
(3)在100馬力六缸柴油機(jī)上進(jìn)行了臺架燃燒試驗，與0#柴油相比，在2300r/min額定轉(zhuǎn)速時，比油耗(KWH)降低4-5％，在1500r/min時，比油耗降低2-20％。
(4)在每小時30000大卡意大利百德牌進(jìn)口燃燒器的熱水鍋爐上進(jìn)行了燃燒試驗。與0#柴油相比節(jié)油率為4-9％，燃料的燃燒效率比0#柴油提高4％。
(5)餐飲灶上進(jìn)行燃燒試驗，與0#柴油相比節(jié)油率為10-18％2.環(huán)保降污效果(1)在100馬力六缸柴油機(jī)臺架燃燒試驗時進(jìn)行了排氣中的煙度檢測，與0#柴油比，在2300r/min時，煙度的排放值降低了11-22％，在1500r/min時，降低30-39％。
(2)在每小時30,000大卡意大利百德牌進(jìn)口燃燒器SF-50K熱水鍋爐上進(jìn)行了燃燒試驗時，與0#柴油相比，煙塵濃度降低了42-46％，微化柴油的煙塵濃度值遠(yuǎn)過錯低于規(guī)定指標(biāo)。
從上述節(jié)油效果和降污效果可以看出乳化柴油的節(jié)油率約7-12％，而降污效果甚為顯著。目前，鄭州市鍋爐燃燒排氣中的煙塵濃度值很難達(dá)標(biāo)，較多煙囪需加除塵器還難以實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)值，而乳化燃料不須加任何附加措施即可達(dá)標(biāo)，而且遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于規(guī)定指標(biāo)，乳化柴油的強(qiáng)盛生命力便躍然而出。
四、生產(chǎn)工藝和設(shè)備簡單。制備本發(fā)明的添加劑以及使用它制備燃料的工藝都只要攪拌即可制備出熱力學(xué)穩(wěn)定體系，清澈透明。
五、本發(fā)明的添加劑質(zhì)量有保證，價格低廉。這從使用的原料可以明顯地看出。
具體實(shí)施例方式
下面參照實(shí)施例的方式具體解釋本發(fā)明。
實(shí)施例1將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乙二醇單甲醚、15kg失水山梨醇單油酸酯、9kg脂肪酸酯、0.4kg硝酸異丙酯、25kg環(huán)烷酸鈷、10kg丙酮和0.5kg二茂鐵在40℃下以3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌混合15分鐘得到本發(fā)明的添加劑。
實(shí)施例2將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乙二醇單甲醚、20kg失水山梨醇單油酸酯、8kg脂肪酸酯、0.2kg硝酸異丙酯、25kg環(huán)烷酸鈷、1.5kg丙酮和1kg二茂鐵在35℃下以2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌混合20分鐘得到本發(fā)明的添加劑。
實(shí)施例3將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乙二醇單甲醚、10kg失水山梨醇單油酸酯、8kg脂肪酸酯、0.6kg硝酸異丙酯、20kg環(huán)烷酸鈷、15kg丙酮和0.01kg二茂鐵在35℃下以2000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌混合20分鐘得到本發(fā)明的添加劑。
應(yīng)用實(shí)施例1本實(shí)施例為使用實(shí)施例1制備的燃料添加劑的應(yīng)用例。
將3kg的實(shí)施例1制備的燃料添加劑、20kg的水和77kg的0#柴油加入到高壓均質(zhì)機(jī)中，以3500轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌30分鐘，然后將得到的物料加入到一組靜態(tài)混合器中進(jìn)行再次乳化，使乳化燃料中的微細(xì)水珠的粒徑在10～100nm的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種納米乳化燃料添加劑，其特征在于它由下述重量百分比的組分組成三乙四胺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％、乙二醇單甲醚1-10％、失水山梨醇單油酸酯10-20％、脂肪酸酯8-10％、硝酸異丙酯0.2-0.6％、環(huán)烷酸鈷20-30％、丙酮1.5-20％、二茂鐵0.01-1％，上述各組分的重量百分比之和為100％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米乳化燃料添加劑，其特征在于它由下述重量百分比的組分組成三乙四胺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％、乙二醇單甲醚5％、失水山梨醇單油酸酯15％、脂肪酸酯9％、硝酸異丙酯0.4％、環(huán)烷酸鈷25％、丙酮10％、二茂鐵0.5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米乳化燃料添加劑的制備方法，其特征在于將三乙四胺、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、乙二醇單甲醚、失水山梨醇單油酸酯、脂肪酸酯、硝酸異丙酯、環(huán)烷酸鈷、丙酮和二茂鐵在30～50℃下以1000～3000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速攪拌混合10～20分鐘得到本發(fā)明的添加劑。
全文摘要
本發(fā)明公開的納米乳化燃料添加劑及其制備方法屬于液體燃料添加劑的技術(shù)領(lǐng)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、乙二醇單甲醚、失水山梨醇單油酸酯、脂肪酸酯、硝酸異丙酯、環(huán)烷酸鈷、丙酮和二茂鐵為組分制備的添加劑克服了現(xiàn)有技術(shù)中添加劑的節(jié)油率低和降污差的問題，具有節(jié)油率為7－12％和明顯降低污染的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C10L1/10GK1587357SQ200410058380
公開日2005年3月2日 申請日期2004年8月13日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月13日
發(fā)明者謝學(xué)秀 申請人:謝學(xué)秀