專利名稱：柴油摻水高能催化劑、其制備及應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油摻水高能催化劑、其制備及應(yīng)用，屬燃料領(lǐng)域。
節(jié)約能源，降低消耗，減少柴油機(jī)黑煙和硫氮氧化物的排放量，降低環(huán)境污染是一個(gè)迫切需要解決的問(wèn)題。為了達(dá)到上述目的，通常采用兩種方法，一種是添加催化劑以提高柴油的燃燒性，降低尾氣的排放量；另外一種是在柴油中加入一定的水、乳化劑及其它助劑將柴油乳化。
CN93110029中公開(kāi)了一種柴油添加劑，由環(huán)烷酸稀土，鈣、鋇、錳、鐵及穩(wěn)定劑(SP-400)組成。CN90100280公開(kāi)了一種乳化柴油，是用乳化劑制造的具有長(zhǎng)期穩(wěn)定性的乳化柴油組合物，該乳化柴油的組成為柴油80-50％，水20-50％，乳化劑0.3-2％。CN 92103798中公開(kāi)了油包水型乳化柴油配制法，用親油和水兩種非離子表面活性劑復(fù)合配制。CN95111785中公開(kāi)了節(jié)能乳化柴油的配方及配制方法，由柴油，經(jīng)氯酸鉀處理過(guò)的水，乳化劑及功能添加劑混合攪拌，通過(guò)均質(zhì)泵或膠體磨及靜態(tài)混合器而得。
現(xiàn)有技術(shù)中，柴油添加劑雖有一定的節(jié)油效果，但存在以下問(wèn)題1．乳化劑的配比達(dá)不到一定的親油親水平衡值，所得的油包水乳化柴油穩(wěn)定性差，容易分層。
2．助燃消煙效果差，節(jié)油率低。
3．所得的乳化柴油的十六烷值低，影響柴油的燃燒性。
事實(shí)上，十六烷值是柴油的一個(gè)重要指標(biāo)，十六烷值低的柴油，燃燒性能差，容易損壞設(shè)備。
本發(fā)明的目在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種能使柴油充分霧化，完全燃燒，燃燒后燃燒室不積碳，排氣不冒黑煙的環(huán)保節(jié)能新產(chǎn)品。使用這種高能催化劑后，柴油中可以加入20-30％的水，經(jīng)過(guò)催化乳化，形成性能穩(wěn)定的微乳液，其各項(xiàng)性能參數(shù)如黏度、十六烷值和閃點(diǎn)等不但能夠達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，而且使用效果優(yōu)于純柴油。
本發(fā)明的柴油摻水高能催化劑由下述組合組成0-42％混合型表面活性劑、4-20％乳化穩(wěn)定劑、16-44％高能催化劑，和6-26％十六烷值改進(jìn)劑。
所述的混合型表面活性劑可以是山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚、OP-4、OP-7、平平加、十二烷基苯磺酸鈉、滲透劑T、聚乙烯醇等一種或一種以上的混合物，也可以采用適合本發(fā)明的其它表面活性劑。
所述的乳化穩(wěn)定劑為三乙醇胺、不飽和脂肪酸多元醇酯一種或一種以上的混合物。
所述的高能催化劑為二茂鐵、四聚乙醛、乙酰丙酮、四氫呋喃一種或一種以上的混合物；其中二茂鐵也可以是二茂鐵的各種衍生物，如乙?；F、正丁基二茂鐵以及適合本發(fā)明的其它二茂鐵。
所述的十六烷值改進(jìn)劑為硝酸異辛酯、烷基硝酸酯。
本發(fā)明所述柴油摻水催化劑的配方為山梨醇酐單硬酸酯 10-30％；山梨醇酐三油酸酯 0-15％烷基酚聚氧乙烯醚 4-10％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚 0-8％；十二烷基苯磺酸鈉 0-42％三乙醇胺 0-15％C16-24不飽和脂肪酸多元醇酯0-20％二茂鐵及其衍生物 0-20％四聚乙醛 0-25％乙酰丙酮 0-8％四氫呋喃 0-6％硝酸異辛酯2-15％烷基硝酸酯2-18％其組成及配方優(yōu)選優(yōu)選山梨醇酐單硬酸酯 10-25％山梨醇酐三油酸酯 5-10％烷基酚聚氧乙烯醚 4-6％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚 0-7％；十二烷基苯磺酸鈉 0-42％三乙醇胺 8-13％C16-24不飽和脂肪酸多元醇酯4-12％二茂鐵及其衍生物 5-15％四聚乙醛 5-20％乙酰丙酮 2-7％四氫呋喃 0-6％硝酸異辛酯2-15％烷基硝酸酯2-14％組成及配方最優(yōu)選山梨醇酐單硬酸酯 15-25
山梨醇酐三油酸酯7-10烷基酚聚氧乙烯醚4-6苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚2-7十二烷基苯磺酸鈉0三乙醇胺8-11C16-24不飽和脂肪酸多元醇酯 10-15二茂鐵及其衍生物10-15四聚乙醛15-20乙酰丙酮2-5四氫呋喃0硝酸異辛酯 5-10烷基硝酸酯 4-13其中各組分的作用為1．混合型表面活性劑分子內(nèi)含有親水基和親油基，能夠降低表面張力和不相容兩相的界面能，使油水乳化，形成油包水的細(xì)小顆粒，本發(fā)明中，采用微乳化技術(shù)，將四種非離子型表面活性劑混配，使HLB值在3-6之間，乳化效果好，形成的乳液耐酸堿及硬水。
2．乳化穩(wěn)定劑有助于微乳體系的形成，具有將油水兩相連接起來(lái)，使其不分離的特殊功能，使油包水乳液穩(wěn)定，不分層。
3．高能催化劑特別是其中的二茂鐵，能夠助燃防爆，即可以促使油包水微粒的形成和穩(wěn)定，又能夠助燃防爆，加速油包水微粒的裂解燃燒，促使一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳，提高燃燒熱值，增加設(shè)備功率，并能減少黑煙的生成，減少噴嘴積碳，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命；達(dá)到節(jié)能和減少大氣污染的目的。
4．十六烷值改進(jìn)劑能夠提高柴油的十六烷值，改善柴油的燃燒性能，提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
本發(fā)明柴油摻水高能催化劑節(jié)油降煙的原理為柴油摻水高能催化劑能使油水溶為一體，形成油包水的微小顆粒；這種微乳化油包水的微粒在高溫下，產(chǎn)生微爆汽化，使柴油充分霧化、汽化，這種混合氣體在催化劑作用下，裂解、化合，生成氫氣、氧氣和新的碳?xì)浠衔铮瑓⑴c和幫助燃燒；使得到的乳化燃料熱值高，燃燒充分，性能穩(wěn)定，啟動(dòng)快，爆發(fā)力強(qiáng)，能提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，節(jié)油在20-30％。；另外，柴油燃燒時(shí)產(chǎn)生黑煙，主要是由于燃燒不充分，燃油沒(méi)有完全燃燒造成的，催化劑中的助劑可使燃油充分燃燒，消除黑煙，同時(shí)有消煙降污的作用，同時(shí)達(dá)到節(jié)油和降污的目的。
本發(fā)明柴油摻水催化劑的制備方法為
將乳化劑、穩(wěn)定劑、十六烷值改進(jìn)劑按比例依次加入反應(yīng)釜1，攪拌下升溫，加熱至60-90℃，攪拌3-20分鐘；將高能催化劑按比例加入另一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌溶解后，加入反應(yīng)釜1內(nèi)，待冷卻放入容器中，取樣化驗(yàn)，合格后裝桶入庫(kù)。
本發(fā)明的柴油摻水高能催化劑也可以采用一次將乳化劑、穩(wěn)定劑、高能催化劑、十六烷值改進(jìn)劑按比例加入反應(yīng)釜的方法制備。
本發(fā)明的柴油摻水催化劑可以用于制備乳化柴油，其制備工藝為向20-40公斤水中加入0.02-0.3公斤柴油摻水催化劑，攪拌乳化后，加入80-60公斤的柴油中高速攪拌5-10分鐘；將混合物加入乳化機(jī)進(jìn)行乳化。經(jīng)乳化機(jī)乳化后的乳化柴油取樣化驗(yàn)，合格后進(jìn)入油罐備用。
本發(fā)明的柴油摻水催化劑具有高乳化穩(wěn)定性、高分散能力、高助燃催化活性，使柴油中可以加入25-40％的水，摻水后，性能穩(wěn)定不分離，主要技術(shù)指標(biāo)與天然柴油相似，使用效果優(yōu)于天然柴油，使用本發(fā)明的柴油摻水催化劑制備的乳化柴油，燃燒完全，不積碳，不冒黑煙，硫氮氧化物的排放減少，有利于保護(hù)環(huán)境。
此外，本發(fā)明還具有下述特點(diǎn)1．乳化效果好，油水溶為一體，性能穩(wěn)定，長(zhǎng)期存放油水不分離。
2．啟動(dòng)快，動(dòng)力強(qiáng)，改善柴油燃燒性能，有利于柴油機(jī)良好運(yùn)轉(zhuǎn)。
3．燃燒充分，機(jī)器不冒黑煙，減少尾氣硫氮氧化物排放。
4．改善設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)工況，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命。
下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)描述本發(fā)明實(shí)施例1山梨醇酐單硬酸酯20％山梨醇酐三油酸酯10％烷基酚聚氧乙烯醚6％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚4％三乙醇胺7％C16-24不飽和脂肪酸多元醇酯 8％二茂鐵 11％四聚乙醛20％乙酰丙酮5％硝酸異辛酯 5％烷基硝酸酯 4％
實(shí)施例2適合本發(fā)明的其它配方列舉如下
實(shí)施例3本發(fā)明柴油摻水催化劑的制備方法為1．將乳化劑、穩(wěn)定劑、十六烷值改進(jìn)劑按比例依次加入攪拌釜，攪拌下升溫，加熱至60℃，攪拌20分鐘。
2．將高能催化劑按比例加入另一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌溶解。
3．將完全溶解的高能催化劑溶液加入加熱釜內(nèi)，攪拌20分鐘，待冷卻放入容器中，取樣化驗(yàn)，合格后裝桶入庫(kù)。
實(shí)施例4本發(fā)明柴油摻水催化劑的制備方法，1．將乳化劑、穩(wěn)定劑、十六烷值改進(jìn)劑按比例依次加入攪拌釜，攪拌下升溫，加熱至90℃，攪拌3分鐘；2．將高能催化劑按比例加入另一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)，攪拌溶解；3．將完全溶解的高能催化劑溶液加入加熱釜內(nèi)，攪拌5分鐘，冷卻。
實(shí)施例5將乳化劑、穩(wěn)定劑、高能催化劑、十六烷值改進(jìn)劑按比例依次加入攪拌釜，攪拌下升溫，加熱至80℃，攪拌30分鐘。
實(shí)施例630公斤水中加入0.05公斤柴油摻水催化劑，攪拌乳化后，加入70公斤柴油中，高速攪拌20分鐘；在高速攪拌下將乳化柴油加入乳化機(jī)進(jìn)行乳化。
實(shí)施例7向40公斤水中加入0.3公斤柴油摻水催化劑，攪拌乳化后，加入60公斤柴油中，高速攪拌60分鐘在高速攪拌下將乳化柴油加入乳化機(jī)進(jìn)行乳化。
實(shí)施例8向20公斤水中加入0.01公斤柴油摻水催化劑，攪拌乳化后，加入80公斤柴油中高速攪拌10分鐘，在高速攪拌下將乳化柴油加入乳化機(jī)進(jìn)行乳化。
權(quán)利要求
1．一種柴油摻水高能催化劑，其特征在于其組成及配方為山梨醇酐單硬酸酯 10-30％山梨醇酐三油酸酯 0-15％烷基酚聚氧乙烯醚 4-10％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚0-8％十二烷基苯磺酸鈉 0-42％三乙醇胺 0-15％C16-24不飽和脂防酸多元醇酯 0-20％二茂鐵及其衍生物 0-20％四聚乙醛 0-25％乙酰丙酮 0-8％四氫呋喃 0-6％硝酸異辛酯 2-15％烷基硝酸酯 2-18％。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的高能柴油摻水催化劑，其特征在于其組成及配方優(yōu)選山梨醇酐單硬酸酯 10-25％山梨醇酐三油酸酯 5-10％烷基酚聚氧乙烯醚 4-6％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚0-7％十二烷基苯磺酸鈉 0-42％三乙醇胺 8-13％C16-24不飽和脂肪酸多元醇酯 4-12％二茂鐵及其衍生物 5-15％四聚乙醛 5-20％乙酰丙酮 2-7％四氫呋喃 0-6％硝酸異辛酯 2-15％烷基硝酸酯 2-14％。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油摻水高能催化劑，其特征在于其組成及配方最優(yōu)選山梨醇酐單硬酸酯 15-25山梨醇酐三油酸酯7-10烷基酚聚氧乙烯醚4-6苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚 2-7十二烷基苯磺酸鈉0三乙醇胺8-11C16-24不飽和脂肪酸多元醇酯 10-15二茂鐵及其衍生物10-15四聚乙醛15-20乙酰丙酮2-5四氫呋喃0硝酸異辛酯 5-10烷基硝酸酯 4-13。
4．一種柴油摻水高能催化劑的制備方法，其特征在于將乳化劑、穩(wěn)定劑、十六烷值改進(jìn)劑按比例依次加入反應(yīng)釜1，攪拌下升溫，加熱至60-90℃，攪拌3-20分鐘；在另一個(gè)反應(yīng)釜內(nèi)將高能催化劑按比例混合溶解，加入反應(yīng)釜1內(nèi)，攪拌3-20分鐘，冷卻。
5．一種柴油摻水催化劑用于制備乳化柴油，其特征在于向20-40公斤水中加入0.01-0.3公斤柴油摻水催化劑，攪拌乳化后，加入80-60公斤柴油中高速攪拌；在高速攪拌下將混合柴油加入乳化機(jī)進(jìn)行乳化。
6．根據(jù)權(quán)利要求5所述的柴油摻水催化劑用于制備乳化柴油，其特征在于優(yōu)選向20-40公斤水中加入0.02-0.1公斤柴油摻水催化劑，攪拌乳化后，加入80-60公斤柴油中高速攪拌；在高速攪拌下將混合柴油加入乳化機(jī)進(jìn)行乳化。
7．根據(jù)權(quán)利要求5所述的柴油摻水催化劑用于制備乳化柴油，其特征在于最優(yōu)選向20-40公斤水中加入0.05公斤柴油摻水催化劑，攪拌乳化后，加入80-60公斤柴油中高速攪拌；在高速攪拌下將混合柴油加入乳化機(jī)進(jìn)行乳化。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種柴油摻水高能催化劑的組成、制備方法和在制備乳化柴油上的應(yīng)用,主要由混合型乳化劑、穩(wěn)定劑、十六烷值改進(jìn)劑和高能催化劑組成,該催化劑具有高乳化穩(wěn)定性、高分散能力、高助燃催化活性,使柴油中可以加入25－40%的水,摻水后,性能穩(wěn)定不分離,主要技術(shù)指標(biāo)與天然柴油相似,使用效果優(yōu)于天然柴油;該產(chǎn)品使用方便、成本低,可節(jié)油20－30%,并能消除黑煙,減少硫氮氧化物排放,是節(jié)能環(huán)保新產(chǎn)品。
文檔編號(hào)C10G31/08GK1303907SQ9912603
公開(kāi)日2001年7月18日 申請(qǐng)日期1999年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月13日
發(fā)明者王智遠(yuǎn), 王智麗, 王智宏, 王保行 申請(qǐng)人:王保行