一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油的製作方法

2024-01-28 06:13:15 3

專利名稱：：一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種乳化代用燃料節能減排領域，特別涉及一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油。二
背景技術：
：國家發改委、科技部於2007年1月25日聯合發文頒布《中國節能技術政策大綱》(發改環資{2007}199)號，已將重點研髮乳化劑和推廣乳化柴油等技術列入其中，並對這些國家鼓勵發展的節能新產品新技術應用給予財稅優惠政策。由於我國柴油車猛增，巨大的柴油消耗不僅對日益枯竭的石油能源造成很大的壓力，而且柴油機尾氣中顆粒物NOx和HC的含量很高，既汙染環境，又嚴重損害人體健康，因此柴油的高效和清潔燃燒成為能源研究中的重要課題。針對乳化柴油節油和減排效果明顯，已產生了一些專利及成果。如專利申請號200710162396.X的"一種含果糖的乳化柴油燃料"、申請號200710162398.9的"一種含木糖醇的乳化燃料"、申請號200710105581.5的"一種含蔗糖的乳化柴油燃料"、申請號200710105582.X的"一種含葡萄糖的乳化柴油燃料"等發明專利，公開了用糖來提高乳化燃料的熱效率，這對乳化燃料確實具有一定增效作用，糖在乳化燃料中所佔比例為水溶液重量的10-50%，糖雖然溶於水中，但並未改變糖高分子固體物質的分子結構，只是物理變化，因此，對於長期運轉的發動機還是存在積炭的傾向；如專利申請號200610105015.X的"乳化汽油、乳化柴油及乳化重油用乳化劑"發明專利，公開了乳化劑的配方組分，其效果好，可使乳化油保質期長不分層、成本低、節能減排起到積極作用，但乳化劑中的環烷酸是煉油廠作為有害物質從柴油中精製脫除出來的石油酸，再往柴油中添加進去，雖然與鹼反應，但對燃燒產物還是存在著不利；如專利申請號01138773.4的"微乳化燃油生產工藝及配方"發明專利，和上述專利一樣，微乳劑中含有75-90%的環垸酸，添加在柴油中對燃燒不利；如專利申請號200710113211.6的"微乳柴油添加劑及其應用"發明專利，對柴油的微乳化穩定性起到重要作用，具有透明、保存時間長、生產工藝簡單、成本低等優點，但添加劑中未公開提高熱值方面的組分，對提高摻水量顯得不足；如專利申請號200710018114.9的"乳化柴油熱值增能劑"發明專利，公開了提高乳化柴油熱值的增能劑成分，對增加和提高乳化柴油的熱效率效果明顯，乳化柴油不分層、啟動快，起到節能減排的積極效果，但增能劑中含有過氧化物，對乳化柴油的安定性有影響，甲苯和二甲苯有毒加入到乳化柴油中對人和環境不利；如專利號00125943.1的"一種加水燃油的製備方法"發明專利，公開了添加劑的組分，具有節能減排的顯著效果，但添加劑中的磺酸鈉、碳酸鈉、磷酸鈉、矽酸鈉、硫酸鈉等含有強酸硫、磷元素及強鹼金屬鈉，對發動機和環境都不利，在使用上已受到嚴格的限制；如專利申請號01107633.X的"一種乳化柴油添加劑"發明專利，公開了添加劑成分，具有乳化柴油透明、穩定、燃燒完全、動力可靠等特點，但添加劑中也含有環烷酸、氫氧化鈉和過氧化苯甲醯組分，存在著對燃燒後鈉鹼腐蝕和金屬殘留問題及環烷酸對燃燒不利等因素；如專利號02111285.1的"柴油乳化劑和乳化柴油"發明專利、申請號96106303.3的"柴油加水催化劑的製造方法及應用"發明專利、申請號200710013001.X的"乳化柴油添加劑"發明專利，添加劑分別含有磺酸鹽、硫酸鉀、氯酸鈣、三氯化鐵、磺酸鈉、碳酸氫鈉等成分，雖然這些專利公開的效果和使用效率都很好，對節油起到十分重要作用，但這些成分中的強酸元素硫、氯及強鹼金屬鉀、鈉、鈣，燃燒後對發動機和環境都不利，因此在使用上受到了限制。
發明內容本發明的目的是針對當前現有乳化柴油技術的不足，提供一種製備簡單、成本低、性能優、而且可解決高含水乳化柴油的熱值低、穩定期短等缺陷的一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油。解決上述問題所採用的技術方案一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，是由以下重量百分比的組分製成商品柴油40-86%微乳熱值劑3-15%自來水5-45%其中微乳熱值劑的組分及重量百分比如下脂肪醇7-26%金屬±卜JUL0.5-8%有機酸50-75%胺禾口銨9—28%所述脂肪醇，是由C，一Gs正構、異構低中碳醇組成，其中包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、戊醇、異戊醇在內的醇類，任選其中一種或多種均等比例的混合物。所述金屬鹽，是由多種有機酸和無機酸的金屬鹽組成，其中包括鐵、鋅、鎂、鈦、鋰、鋇、錳、鎳在內的甲酸鹽、乙酸鹽、脂肪酸鹽、環烷酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、碘化鹽、溴化鹽在內的金屬鹽類，任選其中一種或多種均等比例的混合物。所述有機酸，是由二聚酸、硬脂酸、軟脂酸、松香酸、脂肪酸、辛酸、油4酸、月桂酸組成，任選其中一種或多種均等比例的混合物。所述胺和銨，是由有機胺和無機銨組成，其中有機胺包括乙醇胺、乙二胺、異丙胺、二乙胺、三乙胺、異丁胺，無機銨包括氫氧化銨、碳酸氫銨，任選其中一種或多種均等比例的混合物。一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其製備方法為(1)、微乳熱值劑的製備先向反應釜中加入脂肪醇，然後分別加入金屬鹽、有機酸、胺和銨，攪拌均勻；(2)、高含水微乳柴油的製備先向調合罐中加入商品柴油，然後加入微乳熱值劑，攪拌均勻，再加入自來水，攪拌至透明液體即為本發明產品。本發明與現有技術相比具有如下優點(1)、改變現有技術摻水乳化柴油熱值低的現狀。水是沒有熱值的，現有技術摻水在10%以下具有節能、減排效果。如超過此值，熱值就會大幅度降低，影響發動機動力性。本發明含有熱值劑，主要成分是水裂解催化劑，它們都以燃燒後的金屬氧化物形式起催化作用，這些金屬化合物均有d電子，其所催化的水裂解反應為氧化還原反應，d電子易於轉移循環，促進了氧化還原反應的進行。同時，這些金屬的d軌道易於形成絡合催化，增強了其表面吸附與反應的能力。為增大催化活性，本發明使用了混合金屬為催化劑主體。水直接受熱分解所需溫度很高，大於250(TC，但經過水熱解催化劑的一系列氧化還原反應，可大大地降低水的熱解溫度，從而使熱值得到有效的提高。(2)、加劑少、摻水多，彌補現有微乳化柴油技術的加劑多、摻水少的不足。目前，普通存在著微乳化柴油加水和加劑同等量，如20%的水，必須加入20%的乳化劑，由於加入這麼多低於柴油熱值的乳化劑，使乳化柴油熱值進一步下降。另外，這些大分子的乳化劑，過量的加入對燃燒不利，容易產生積炭，造成機械磨損。本發明加入20%的水僅加劑8%，加入35%的水僅加劑11%即可使水形成納米尺寸的顆粒、清亮透明、可與柴油互溶、穩定期達半年以上的高含水微乳化柴油。(3)、製造易、成本低、既節油又省錢更環保。由於本發明加劑少，微乳化劑和熱值劑製備在一起，使用起來簡化工序、十分方便，並且劑的成本和柴油相當或略高，比現有乳化柴油技術中採用的比柴油價格還要高4倍以上的表面活性劑為乳化劑(每噸價格2-3萬元以上)，極大的降低了造價，具有較好的經濟效益、社會效益和環境效益。(4)、微乳熱值劑是將微乳劑與水裂解催化劑結合在一起，融為一劑，使光解水和熱解水的催化劑同時使用，起到各取其長、相互促進、互相效應作用，催化效率明顯提高。所選用的水裂解催化劑，均可使水裂解時所吸收的熱量小於H2和02燃燒所釋放出的熱量，因此，有利於提高燃燒熱值。具體實施例方式下面結合具體實施方式對本發明作進一步說明，但本發明不局限於這些實施例。實施例1一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其組分及重量百分比如下商品柴油92%微乳熱值劑3%自來水5%其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下脂肪醇7%金屬±1、JUL1%有機酉S75%胺禾口銨17%所述脂肪醇為甲醇；金屬鹽為甲酸鐵、有機酸為二聚酸；胺和銨為乙醇胺。一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其製備方法為(1)、微乳熱值劑的製備先向反應釜中加入甲醇，然後分別加入甲酸鐵、二聚酸、乙醇胺，攪拌均勻；(2)、高含水微乳柴油的製備先向調合罐中加入商品柴油，然後加入微乳熱值劑，攪拌均勻，再加入自來水，攪拌至透明液體即為本發明產品。實施例2—種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其組分及重量百分比如下商品柴油86%微乳熱值劑4%自來水10%其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下脂肪醇8%金屬±1、0.5%有機酉髮63.5%胺禾口銨28%所述脂肪醇為乙醇；金屬鹽為乙酸鋅；有機酸為硬脂酸；胺和銨為乙二胺。一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其製備方法同實施例1。實施例3一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其組分及重量百分比如下:商品柴油79%微乳熱值劑6%自來水15%其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下脂肪醇10%金屬±卜7%有機酸60%胺禾口銨23%所述脂肪醇為丙醇；金屬鹽為脂肪酸鎂；有機酸為軟脂酸；胺和銨為異丙胺。一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其製備方法同實施例1。實施例4一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其組分及重量百分比如下商品柴油72%微乳熱值劑8%自來水20%其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下脂肪醇12%金屬鹽4%有機酸69%胺和銨15%所述脂肪醇為異丙醇；金屬鹽為環烷酸鈦；有機酸為松香酸；胺和銨為二乙胺。一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其製備方法同實施例1。實施例5一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其組分及重量百分比如下商品柴油66%微乳熱值劑9%自來水25%其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下-脂肪醇15%金屬鹽6%有機酸61%月安和銨18%所述脂肪醇為丁醇；金屬鹽為碳酸鋰；有機酸為脂肪酸；胺和銨為三乙胺c胺c一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油,實施例6一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，商品柴油微乳熱值劑自來水其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下:月旨肪醇^ZL有機酸月安和銨所述脂肪醇為異丁醇；金屬鹽為硝酸鋇；一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，實施例7一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，商品柴油微乳熱值劑自來水其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下:其製備方法同實施例1。其組分及重量百分比如下60%10%30%17%3%62%18%有機酸為辛酸；胺和銨為異丁其製備方法同實施例1。百分比如下其組分及重54%11%35%脂肪醇18%金屬±卜2%有機酸70%胺禾口銨擺所述脂肪醇為戊醇；金屬鹽為碘化錳；有機酸為油酸；胺和銨為氫氧化一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其製備方法同實施例1。實施例8一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其組分及重量百分比如下:商品柴油47%微乳熱值劑13%自來水40%其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下脂肪醇20%金屬±卜JUL5%有機酸50%胺禾口銨25%所述脂肪醇為異戊醇；金屬鹽為溴化鎳；有機酸為月桂酸；胺和銨為碳酸氫銨。一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其製備方法同實施例1。實施例9一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其組分及重量百分比如下商品柴油40%微乳熱值劑15。/。自來水45%其中微乳熱值劑組分及重量百分比如下-脂肪醇26%金屬鹽8%有機酸57%胺和銨9%所述脂肪醇為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、戊醇、異戊醇，以1:1:1:1:1:1:1:1均等比例的混合物；金屬鹽為甲酸鐵、乙酸鋅、脂肪酸鎂、環垸酸鈦、碳酸鋰、硝酸鋇、碘化錳、溴化鎳，以1:1:1:1:1:1:1:1均等比例的混合物；有機酸為二聚酸、硬脂酸、軟脂酸、松香酸、脂肪酸、辛酸、油酸、月桂酸，以1:1:1:1:1:1:1:1均等比例的混合物；胺和銨為乙醇胺、乙二胺、異丙胺、二乙胺、三乙胺、異丁胺、氫氧化銨、碳酸氫銨，以1:1:1:1:1:1:1:1均等比例的混合物。一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其製備方法同實施例1。本發明的工業產品，經中國礦井採掘機械質量監督檢測中心臺架排放試驗，檢測結果排放見下表tableseeoriginaldocumentpage10檢測結論(1)、功率、油耗與商品柴油相比無明顯變化。(2)、排放C0、HC、NOx在國家標準規定限值之內，並比原機用柴油降低10-64%以上。(3)、煙度值比原機用商品柴油好，特別是在最大扭矩點可降低1.1波許單位。(4)、綜上所述，該油水混合柴油的研製是成功的，可以推廣使用。本發明的工業產品，經國家質檢部門檢驗，其質量達到GB252-2000國家輕柴油標準(水分指標除外)。經交通部汽車運輸行業能源利用監測中心汽車道路檢驗，其動力性、經濟性、油耗與商品O號柴油相當或略高，完全可以正常使用，IV檔加速時間對比係數為1.006，與原車商品O號柴油相比，加速時間增加0.6%;汽車自由加速煙度量值下降了32.7%。通過在柴油汽車上使用二年近5萬公裡，各種性能與商品O號柴油相當，從未發生過中途熄火和爬坡無力等現象，對發動機進行拆檢，除正常磨損外，未有異常腐蝕等現象發生。因此，本發明是一種很好的節能減排綠色環保產品，具有十分廣泛的應用價值。10權利要求1、一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其特徵是按重量百分比由以下組分製成商品柴油40-86％微乳熱值劑3-15％自來水5-45％。2、根據權利要求1所述的一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其特徵是微乳熱值劑的組分及重量百分比如下脂肪醇7-26%金屬:t卜皿0.5-8%有機酉袞50-75%胺禾口銨9—28%3、根據權利要求1所述的一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其特徵是所述的脂肪醇，是由G,—Cs正構、異構低中碳醇組成，其中包括甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、戊醇、異戊醇在內的醇類，任選其中一種或多種均等比例的混合物。4、根據權利要求1所述的一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其特徵是所述的金屬鹽，是由多種有機酸和無機酸的金屬鹽組成，其中包括鐵、鋅、鎂、鈦、鋰、鋇、錳、鎳在內的甲酸鹽、乙酸鹽、脂肪酸鹽、環烷酸鹽、碳酸鹽、硝酸鹽、碘化鹽、溴化鹽在內的金屬鹽類，任選其中一種或多種均等比例的混合物。5、根據權利要求1所述的一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其特徵是所述的有機酸，是由二聚酸、硬脂酸、軟脂酸、松香酸、脂肪酸、辛酸、油酸、月桂酸組成，任選其中一種或多種均等比例的混合物。6、根據權利要求1所述的一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其特徵是所述的胺和銨，是由有機胺和無機銨組成，其中有機胺包括乙醇胺、乙二胺、異丙胺、二乙胺、三乙胺、異丁胺，無機銨包括氫氧化銨、碳酸氫銨，任選其中一種或多種均等比例的混合物。7、根據權利要求1所述的一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，其特徵是製備方法為(1)、微乳熱值劑的製備先向反應釜中加入脂肪醇，然後分別加入金屬鹽、有機酸、胺和銨，攪拌均勻；(2)、高含水微乳柴油的製備先向調合罐中加入商品柴油，然後加入微乳熱值劑，攪拌均勻，再加入自來水，攪拌至透明液體即為本發明產品。全文摘要一種含有微乳熱值劑的高含水微乳化柴油，屬於乳化代用燃料節能減排領域。本發明由商品柴油40-86％、微乳熱值劑3-15％、自來水5-45％組成。其中微乳熱值劑是將微乳劑與水裂解催化劑結合在一起，融為一劑，使光解水和熱解水的催化劑同時使用，催化效率明顯提高。所選用的水裂解催化劑均可使水裂解時所吸收的熱量小於H2和O2燃燒所釋放出的熱量，因此，有利於提高燃燒熱值。同時，本發明突破了現有微乳柴油技術加劑量大、熱值低等不足，可達到加劑8％摻水20％、加劑11％摻水35％的穩定相清亮透明的高含水微乳柴油，並且全部通過了中國機械質量監督檢測中心臺架和排放試驗及交通部汽車運輸行業能源利用監測中心汽車道路檢驗。文檔編號C10L1/222GK101649228SQ20091016503公開日2010年2月17日申請日期2009年7月21日優先權日2009年7月21日發明者佔小玲申請人:佔小玲