專利名稱：一種微乳化柴油及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于乳化柴油技術領域，具體涉及一種微乳化柴油及其制備方法。
背景技術：
柴油作為傳統(tǒng)能源具有高熱值、難揮發(fā)等特點，在人類活動中占有重要地位。目前，中國的柴油消耗量大增，國內(nèi)柴油供不應求，在資源日趨短缺、價格日益上漲和環(huán)境污染日益嚴重的今天，微乳化柴油由于具有節(jié)能和環(huán)保的顯著優(yōu)點，越來越引起人們的重視， 同時，微乳化柴油可以不改變柴油機的結構，用較簡單的乳化技術和較低的經(jīng)濟代價實現(xiàn)替代部分柴油，可以大大減少目前我國對石油資源的依賴性，起到緩解能源危機的作用，對于建立可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)、對國民經(jīng)濟發(fā)展和環(huán)境的保護均有重大的意義。但是對微乳化柴油而言，目前比較突出的問題是穩(wěn)定性尚未解決。柴油乳狀液顆粒較大，不穩(wěn)定，而且受溫度、雜質等環(huán)境因素的影響，容易發(fā)生分層，乳化柴油第一次點火發(fā)動后，剩余在油缸中的油一旦發(fā)生分層，就會導致再次發(fā)動困難。同時，由于微乳化柴油中加入水后會存在十六烷值較低、氧化安定性下降以及燃油系統(tǒng)沉積物生成量高的缺點， 從而使得乳化柴油的粘度、凝點以及十六烷值等也不符合國家車用柴油標準的技術指標， 難于用于柴油機上。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提出了一種微乳化柴油及其制備方法，該微乳化柴油的粘度、凝點、十六烷值等均能符合車用柴油的技術指標要求，并且具有節(jié)能減排的優(yōu)點，制備方法簡單。本發(fā)明采用以下技術方案一種微乳化柴油，以重量百分比計，該微乳化柴油由以下組分組成微乳化表面活性劑1-10%，微乳化助劑為1-10%，微乳化還原劑 O. 85-4. 95%，功能性添加劑 O. 05-0. 15%，柴油 60-90%，水 5-20 %。本發(fā)明中的微乳化表面活性劑起到乳化劑的作用，能夠降低油水界面張力，同時形成膠束，增大油水之間的互溶性，使之成為油包水微乳化柴油，并能使乳液的穩(wěn)定性得到大大改善。本發(fā)明所述的微乳化表面活性劑為失水山梨醇單油酸酯(spanSO)或失水山梨醇單硬脂酸酯(span60)或聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯(tween80)或壬基酚聚氧乙烯醚-3(0P-3)或壬基酚聚氧乙烯醚-IO(OP-IO)或對甲基苯磺酸鹽或環(huán)烷酸鹽或油酸鹽或N-琥珀酸烷基酰胺或C12 18烷基銨鹽或其混合物。其中，失水山梨醇單油酸酯 (spanSO)、壬基酚聚氧乙烯醚-3 (0P-3)以及油酸鹽效果較好。微乳化助劑可以調節(jié)微乳液的HLB值和提高表面活性劑單分子膜的流動性，進一步降低界面張力，從而大大提高表面活性劑的增溶能力。由于低分子醇、醚的烷基碳鏈比較短，與微乳化表面活性劑能形成致密的界面膜，且該界面膜是強度大、穩(wěn)定性好的混合膜。 由于醇類比較容易進入界面混合膜與微乳化表面活性劑分子空隙中，使表面活性劑層柔韌性增加，降低了混合膜的剛性，增加流動性，大大降低了微乳液體系形成時所需的彎曲能，使微乳液容易自發(fā)形成，所以一般采用低碳醇類物質作為微乳液體系的助表面活性劑。本發(fā)明所述的微乳化助劑為乙醇或異丙醇或正丁醇或異丁醇或正戊醇或正庚醇或異辛醇或乙二醇或丙三醇或乙酸乙酯或乙酰乙酸乙酯或異丙醚或正庚醚或乙二醇丁醚或乙二醇乙醚或其混合物。由于微乳化表面活性劑和微乳化助劑含量低會形成乳狀液，無法形成澄清透明的微乳化體系，含量太高增加成本，并且形成粘度很大的膠體，無法形成微乳液，所以本發(fā)明中微乳化表面活性劑和微乳化助劑的重量百分比均為1-10%，為了達到最佳效果，微乳化表面活性劑與微乳化助劑的比為1-3 I。微乳化還原劑的加入能調節(jié)柴油微乳液的pH值，降低微乳化柴油的粘度，提高了體系的穩(wěn)定性。它們與微乳化表面活性劑互用，使其乳化效率大大提高，大大減少乳化劑的用量。本發(fā)明所述的微乳化還原劑為氨水或N，N-二甲基甲酰胺或甲胺或二甲胺或乙二胺或二乙烯三胺或二乙醇胺或三乙醇胺或其混合物。微乳化還原劑的含量不能過高，否則破壞微乳化體系的形成，因此，微乳化還原劑的重量百分比為O. 85-4. 95%。水的含量太低體現(xiàn)不出微乳化柴油的經(jīng)濟性和環(huán)保性，水含量太高會降低微乳化柴油的動力，使汽車啟動性，特別是低溫啟動性不好，因此，水的含量為5-20%。功能添加劑能提高柴油的質量性能和動力性能。本發(fā)明所述的功能添加劑為清凈劑或抗氧劑或十六烷值改進劑或降凝劑或其混合物。十六烷值改進劑會使微乳化柴油的十六烷值升高，改善汽車的點火性能；加入清凈劑會提高微乳化柴油的清凈性能，使油路更暢通；加入抗氧劑可以減少或防止微乳化柴油膠質的生成；降凝劑可以使柴油凝固點降低和冷濾點降低，達到改進柴油低溫流動的目的。通過發(fā)明人多次試驗，長期摸索，發(fā)現(xiàn)功能性添加劑的重量百分比為O. 05-0. 15%時，既可以改善產(chǎn)品性能，又不會使得成本過高。本發(fā)明所述的清凈劑為聚異丁烯胺或聚醚胺或其混合物；抗氧劑為2，6_ 二叔丁基混合酚(T502)或4，4-亞甲基-雙(2. 6- 二叔丁基苯酚)(T511);十六烷值改進劑為硝酸異戊酯或硝酸異辛酯或硝酸正己酯或其混合物；降凝劑可以為乙烯-醋酸乙烯酯或烷基萘。本發(fā)明還提供了該乳化柴油的制備方法，其具體步驟為按比例稱取各組分，依次將乳化表面活性劑、微乳化助劑按照順序溶于柴油中，攪拌均勻后，加入水，然后加入微乳化還原劑，攪拌，最后加入功能性添加劑攪拌混合至溶液清澈透亮即可。微乳化還原劑需要在加乳化表面劑之后加，可以使微乳液更穩(wěn)定，乳化效率更高。綜上所述，本發(fā)明組成簡單，原料廉價易得，通過微乳化表面活性劑與微乳化助劑的配合作用，降低了油水界面張力，增強了微乳化表面活性劑的柔韌性，從而大大降低了微乳液體系形成時所需的彎曲能，使得乳液自發(fā)形成，穩(wěn)定性更高。其制備方法簡單，各種組分互相配合，無需特殊步驟，無需使用乳化設備，為降低微乳化柴油的成本以及其工業(yè)應用打下了基礎。
具體實施例方式實施例I一種微乳化柴油，以重量百分比計，該微乳化柴油由以下組分組成微乳化表面活性劑I %，微乳化助劑為I %，微乳化還原劑4. 4%，功能性添加劑O. 12%，柴油87. 48%，水6%。依次將乳化表面活性劑、微乳化助劑按照順序溶于柴油中，攪拌均勻后，加入自來水，然后加入微乳化還原劑，攪拌，最后加入功能性添加劑攪拌混合至溶液清澈透亮即可。所述的微乳化表面活性劑為span80和tween80 ;微乳化助劑為正戍醇；微乳化還原劑為二乙醇胺和氨水；功能添加劑為清凈劑聚異丁烯胺、抗氧劑為T502。實施例2一種微乳化柴油，以重量百分比計，該微乳化柴油由以下組分組成微乳化表面活性劑3%，微乳化助劑為1%，微乳化還原劑2.9%，功能性添加劑O. 07%，柴油81. 03%，水 12%。依次將乳化表面活性劑、微乳化助劑按照順序溶于柴油中，攪拌均勻后，加入自來水，然后加入微乳化還原劑，攪拌，最后加入功能性添加劑攪拌混合至溶液清澈透亮即可。所述的微乳化表面活性劑為0P-3 ;微乳化助劑為異辛醇；微乳化還原劑為三乙醇胺；功能添加劑為十六烷值改進劑硝酸異戊酯。實施例3一種微乳化柴油，以重量百分比計，該微乳化柴油由以下組分組成微乳化表面活性劑5 %，微乳化助劑為2.5%，微乳化還原劑4. 95 %，功能性添加劑0.07%，柴油72. 48 %， 水 15%。依次將乳化表面活性劑、微乳化助劑按照順序溶于柴油中，攪拌均勻后，加入自來水，然后加入微乳化還原劑，攪拌，最后加入功能性添加劑攪拌混合至溶液清澈透亮即可。所述的微乳化表面活性劑為環(huán)烷酸鈉和油酸鈉(質量比為2 8);微乳化助劑為異丁醇和正丁醇；微乳化還原劑為乙二胺和二甲胺；功能添加劑為抗氧劑為T502和十六烷值改進劑硝酸異辛酯。實施例4一種微乳化柴油，以重量百分比計，該微乳化柴油由以下組分組成微乳化表面活性劑7%，微乳化助劑為7%，微乳化還原劑I. 9%，功能性添加劑O. 15%，柴油69. 95%，水 14%。依次將乳化表面活性劑、微乳化助劑按照順序溶于柴油中，攪拌均勻后，加入自來水，然后加入微乳化還原劑，攪拌，最后加入功能性添加劑攪拌混合至溶液清澈透亮即可。所述的微乳化表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚-10和對甲基苯磺酸鈉；微乳化助劑為乙二醇丁醚；微乳化還原劑為DMF和二乙烯三胺；功能添加劑為抗氧劑為T511和十六烷值改進劑硝酸正己酯。實施例5一種微乳化柴油，以重量百分比計，該微乳化柴油由以下組分組成微乳化表面活性劑9%，微乳化助劑為10%，微乳化還原劑O. 85%，功能性添加劑O. 10%，柴油60. 05%, 水 20%。依次將乳化表面活性劑、微乳化助劑按照順序溶于柴油中，攪拌均勻后，加入自來水，然后加入微乳化還原劑，攪拌，最后加入功能性添加劑攪拌混合至溶液清澈透亮即可。所述的微乳化表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨和N-琥珀酸烷基酰胺；微乳化助劑為正庚醇；微乳化還原劑為甲胺；功能添加劑為抗氧劑為T502、十六烷值改進劑硝酸異戊酯、清凈劑聚醚胺和降凝劑乙烯-醋酸乙烯酯。比較例一種微乳化柴油，以重量百分比計，該微乳化柴油由以下組分組成微乳化表面活性劑9%，微乳化助劑為10%,微乳化還原劑O. 85%,柴油60. 15%，水20%。依次將乳化表面活性劑、微乳化助劑按照順序溶于柴油中，攪拌均勻后，加入自來水，然后加入微乳化還原劑，攪拌至溶液清澈透亮即可。所述的微乳化表面活性劑為十六烷基三甲基氯化銨和N-琥珀酸烷基酰胺；微乳化助劑為正庚醇；微乳化還原劑為甲胺。對實施例1-5以及比較例的車用微乳化柴油的理化指標進行測試，結果如表I所
/Jn ο表I微乳化柴油指標
權利要求
1.一種微乳化柴油，其特征是以重量百分比計，該微乳化柴油由以下組分組成微乳化表面活性劑1-10%，微乳化助劑為1_10%，微乳化還原劑O. 85-4. 95%，功能性添加劑O.05-0. 15%,柴油 60-90%，水 5-20%。
2.根據(jù)權利要求I所述的微乳化柴油，其特征在于以重量百分比計，微乳化表面活性劑與微乳化助劑的比為1-3:1。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的微乳化柴油，其特征在于所述的微乳化表面活性劑為失水山梨醇單油酸酯或失水山梨醇單硬脂酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯或壬基酚聚氧乙烯醚-3或壬基酚聚氧乙烯醚-10或對甲基苯磺酸鹽或環(huán)烷酸鹽或油酸鹽或N-琥珀酸烷基酰胺或C12 18烷基銨鹽或其混合物。
4.根據(jù)權利要求I或2所述的微乳化柴油，其特征在于所述的微乳化助劑為乙醇或異丙醇或正丁醇或異丁醇或正戊醇或正庚醇或異辛醇或乙二醇或丙三醇或乙酸乙酯或乙酰乙酸乙酯或異丙醚或正庚醚或乙二醇丁醚或乙二醇乙醚或其混合物。
5.根據(jù)權利要求I或2所述的微乳化柴油，其特征在于所述的微乳化還原劑為氨水或N，N-二甲基甲酰胺或甲胺或二甲胺或乙二胺或二乙烯三胺或二乙醇胺或三乙醇胺或其混合物。
6.根據(jù)權利要求I或2所述的微乳化柴油，其特征在于所述的功能添加劑為清凈劑或抗氧劑或十六烷值改進劑或降凝劑或其混合物。
7.根據(jù)權利要求I所述的微乳化柴油，其特征在于所述的清凈劑為聚異丁烯胺或聚醚胺或其混合物；所述的抗氧劑為2，6- 二叔丁基混合酚或4，4-亞甲基-雙(2. 6- 二叔丁基苯酚)；所述的十六烷值改進劑為硝酸異戊酯或硝酸異辛酯或硝酸正己酯或其混合物；所述的降凝劑為乙烯-醋酸乙烯酯或烷基萘。
8.制備權利要求I或2所述的微乳化柴油，其特征在于其具體步驟為按比例稱取各組分，依次將乳化表面活性劑、微乳化助劑按照順序溶于柴油中，攪拌均勻后，加入水，然后加入微乳化還原劑，攪拌，最后加入功能性添加劑攪拌混合至溶液清澈透亮即可。
全文摘要
本發(fā)明屬于乳化柴油技術領域，具體涉及一種微乳化柴油及其制備方法。該微乳化柴油以微乳化表面活性劑、微乳化助劑、微乳化還原劑、功能性添加劑、柴油和水為主要成分，通過簡單攪拌，混合均勻制得。本發(fā)明組成簡單，原料廉價易得，通過微乳化表面活性劑與微乳化助劑的配合作用，使得乳液自發(fā)形成，穩(wěn)定性更高。其制備方法簡單，各種組分互相配合，無需特殊步驟，為降低微乳化柴油的成本以及其工業(yè)應用打下了基礎。
文檔編號C10L10/18GK102585941SQ20121005634
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權日2012年3月6日
發(fā)明者欒波, 牟慶平, 董松祥, 高洪奎 申請人:山東京博控股股份有限公司, 黃河三角洲京博化工研究院有限公司