柴油机用粘稠烃包水乳液燃油及其制法制造技术

一种用于柴油机的燃油及其制备方法，该燃油是以烃包水乳液的形式，其中平均水滴直径≤４微米，最大的水滴直径≤１０微米。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
柴油机用粘稠烃包水乳液燃油及其制法本申请是1996年2月9日申请的美国专利申请第08/599,305号的部分继续申请。本专利技术涉及一种使用粘稠烃作为柴油机燃油的方法和燃油产品。本领域都知道由天然产生的沥青或渣油形成水包烃乳液，以便很便利地生产和/或输送这些粘稠烃。在美国专利第3,380,531、3,467,195、3,519,006、3,943,954、4,099,537、4,108,193、4,239,052和4,570,656号中公开了一般的生产方法。除了上述之外，现有技术指出，由天然产生的沥青和/或渣油形成的水包烃乳液可以用做燃油。请参见美国专利第4,144,015、4,378,230、4,618,348号和英国专利说明书974,042中的例子。尽管上面讨论的水包烃乳液可用做某些发电厂的燃油，但不适用在柴油机中，特别是在低速柴油机中燃烧。当然，能够使用粘稠的天然产生的沥青和/或渣油作为柴油机燃油是非常合乎需要的。因此，本专利技术的主要目的是提供一种利用粘稠的烃作为柴油机燃油的方法。本专利技术的一个特殊目的是提供一种如上所述的其中粘稠烃是以天然产生的沥青和/或渣油的形式作为柴油机燃油的方法。本专利技术的另一个目的是提供一种以烃包水乳液形式的柴油机燃油。由下面的介绍，本专利技术的另外的目的和优点将变得很清楚。本专利技术涉及一种利用粘稠烃作为柴油机燃油的方法和燃油产-->品。按照本专利技术的方法，该粘稠烃形成水包烃乳液，以便很便利的生产和/或输送这些粘稠烃到用其燃烧的地方。可以使用上面讨论的专利中所公开的任何已知的方法或按美国专利第4,801,304、4,795,478、4,834,775、4,923,483、4,824,439、4,994,090、4,776,977、4,781,819、4,806,231和4,915,819号中所介绍的任何方法来生产水包烃乳液。另外的形成水包烃乳液的已知方法公开在美国专利第4,934,398、4,618,348、4,666,457、4,684,372和4,793,826号中。按照本专利技术的方法，所形成的水包烃乳液中，烃和水的比例约为60∶40～98∶2，优选65∶35～95∶5。通过使用表面活性剂添加剂可以形成水包烃乳液，该表面活性剂添加剂包括胺和乙氧基化的醇。相对于烃相，该胺的存在量至少约300ppm(重量)，该乙氧基化的醇存在量至少约800ppm(重量)。所需要的是该表面活性剂的环氧乙烷含量大于或等于10，优选10～25，理想的是约15。可以用于本专利技术的方法的该粘稠烃是那些特征在于API比重少于或等于16°API和在122°F的粘度大于或等于100cPs的烃。把上述的水包烃乳液在提高的温度下加热并且在提高的温度下混合该乳液，以便把该乳液由水包烃乳液转化为烃包水乳液。按照本专利技术，关键是所得到的烃包水乳液产品的平均水滴直径小于或等于4微米，最大的水滴直径小于或等于10微米。为了得到可以用于柴油机的燃油产品，必须控制所得到的烃包水乳液的水滴直径。水滴的直径是由下面的因素控制的：(1)为了转化而加热该水包烃乳液的温度；(2)表面活性剂的浓度；(3)表面活性剂的EO含量；(4)在转化过程中所用的混合的能量；和-->(5)在初始的水包烃乳液中烃与水的比例。特别是在发生转化过程的温度和混合的能量随着表面活性剂的浓度和EO含量的增加和随着烃含量的减少而增加。控制水滴的大小和所得到的烃包水乳液的关键在于：(1)水的存在使得在柴油机中更完全的燃烧，(2)小的水滴帮助雾化，和(3)该燃油可以在较低的温度下燃烧，其相应的导致较少的形成NOX产物以及较少的形成煤烟。由下面的详细介绍将会清楚的看出本专利技术的另外的优点和特征。图1是本专利技术的方法的示意图。本专利技术涉及一种以烃包水乳液的形式使用粘稠烃作为柴油机燃油的方法和燃油产品。在本专利技术的方法中所用的粘稠烃包括那些天然产生的特征在于API比重小于或等于16°API和在122°F的粘度大于或等于100cPs的沥青和渣油。按照本专利技术，处理这些粘稠烃，通过形成水包烃乳液以便输送。按照本专利技术的方法，使用表面活性剂整套配方作乳化剂形成水包烃乳液。该水包烃乳液的特征是烃和水的比例约为60∶40～98∶2，优选65∶35～95∶5。所需要的是该表面活性剂的环氧乙烷含量大于或等于10，优选10～25，理想的是约15。按照本专利技术，该表面活性剂整套配方包括胺与乙氧基化的醇的混合物。可以使用本专利技术的表面活性剂添加剂来提供稳定的乳液，该乳液使用足够少量的胺和醇，从经济的观点考虑使用少量的该表面活性剂添加剂是合乎要求的。按照本专利技术，胺优选地选自单乙醇胺、乙二胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、仲丙胺、二丙胺、异丙胺、丁胺、仲丁胺、四甲基氢氧化胺、四丙基氢氧化胺和它们的混合物。该胺优选是乙醇胺，最优选的是单乙醇胺。-->本专利技术的表面活性剂添加剂的乙氧基化的醇组分优选选自聚乙氧基化的C12～C14、饱和的聚乙氧基化的C16～C18、不饱和的聚乙氧基化的C16～C18和它们的混合物，最优选的是聚乙氧基化的十三烷醇(C13)。用于本专利技术的特别合适的乙氧基化的醇是由Hoechst deVenezuela以商品名Genapol X-159提供的聚乙氧基化的十三烷醇，其具有下面的物理性质：亲油和亲水平衡值为15.4，环氧乙烷的平均摩尔数为15，浊点为83℃,90％活性成分。按照本专利技术，所提供的该乳液优选的含有包括胺的表面活性剂添加剂和含有乙氧基化的醇，相对于烃相，胺的含量至少约300ppm(重量)，乙氧基化的醇的含量至少约100ppm(重量)。更优选地的是发现胺的含量约为300ppm～1500ppm，最优选约400ppm是特别有效的。也基于烃相的重量，乙氧基化的醇的优选的存在量约为100ppm～3000ppm，更优选约为800ppm～1500ppm。可以通过本领域已知的任何方法来形成水包烃乳液。合适的方法公开在例如美国专利第4,776,977号和第4,934,398号和其它上面讨论的文献中。为了得到粘性烃燃油，上述的水包烃乳液必须转化为烃包水乳液。按照本专利技术，合适的用于柴油机的燃油产品含有烃包水乳液，其中烃包水乳液中水滴的大小在严格要求的值之内。已经发现，为了得到在较低的温度下最少的形成氧化氮和烟雾的更完全的燃烧，该用于柴油机的烃包水乳液燃油应该具有的水滴的平均直径为小于或等于4微米，最大的水滴直径小于或等于10微米。这样的具有水与烃的比例为40∶60～2∶98，优选35∶75～5∶95，表面活性剂整个配方的含量大于400ppm和EO的含量优选10～25的燃油乳液产品在较低的温度下可以有效的雾化并且得到完全燃烧。当该水滴直径超过上述的严格要求的值的时候，该燃油的雾-->化就变得不完全，燃烧效率就大大的降低，燃烧就需要提高的温度，因此就导致形成高含量的烟雾和NOX污染物。为了粘稠烃的运输而通过把该水包烃乳液进行一个控制的转化过程所形成的水包烃乳液，由该水包烃乳液可以得到用做柴油机的燃油的烃包水乳液燃油产品。图1是本专利技术的方法的示意图。在转化之前，在本领域公知的合适的装置12中加热该乳液，并进行一个固体分离步骤以除去固体颗粒。该固体分离可以用过滤或离心分离。在温度60℃-150℃进行该分离。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用粘稠烃作为柴油机的燃油的方法，该方法包括： （ａ）提供一种水包烃乳液，该乳液中烃与水的比例约为６０∶４０～９８∶２和表面活性剂整套配方的量≥４００ｐｐｍ，所述的烃的特征在于ＡＰＩ比重≤１６°ＡＰＩ和在１２２°Ｆ的粘度≥１００ｃＰｓ，所述的表面活性剂整套配方含有胺和乙氧基化的醇并且具有环氧乙烷（ＥＯ）含量≥约１０； （ｂ）把所述的水包烃乳液施加以提高的温度和混合能量，以便转化所述的水包烃乳液为烃包水乳液，该烃包水乳液的特征在于平均水滴直径≤４微米，最大的水滴直径≤１０微米，其中该提高的温度随着表面活性剂的ＥＯ含量和混合能量的增加而增加，随着烃含量的减少而增加； （ｃ）雾化所述的烃包水乳液；和 （ｄ）在柴油机中燃烧该烃包水乳液。

【技术特征摘要】
US 1998-2-23 09/0276951．一种利用粘稠烃作为柴油机的燃油的方法，该方法包括：(a)提供一种水包烃乳液，该乳液中烃与水的比例约为60∶40～98∶2和表面活性剂整套配方的量≥400ppm，所述的烃的特征在于API比重≤16°API和在122°F的粘度≥100cPs，所述的表面活性剂整套配方含有胺和乙氧基化的醇并且具有环氧乙烷(EO)含量≥约10；(b)把所述的水包烃乳液施加以提高的温度和混合能量，以便转化所述的水包烃乳液为烃包水乳液，该烃包水乳液的特征在于平均水滴直径≤4微米，最大的水滴直径≤10微米，其中该提高的温度随着表面活性剂的EO含量和混合能量的增加而增加，随着烃含量的减少而增加；(c)雾化所述的烃包水乳液；和(d)在柴油机中燃烧该烃包水乳液。2．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的提高了的温度是≥90℃，所述的混合能量≥6.00×106J/m3。3．根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的(EO)含量约为10～25。4．根据权利要求1所述的乳液，相对于所述的烃相，其特征在于，所述的胺的存在量约为300ppm(重量)。5．根据权利要求1所述的乳液，相对于所述的烃相，其特征在于，所述的乙氧基化的醇的存在量约为100ppm(重量)～3000ppm(重量)。6．根据权利要求1所述的乳液，相对于所述的烃相，其特征在于，所述的乙氧基化的醇的存在量约为800ppm(重量)～1500ppm(重量)。7．根据权利要求1所述的乳液，其特征在于，所述的胺选自单乙醇胺、乙二胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、丙胺、仲丙胺、二丙胺、异丙胺、丁胺、仲丁胺、四甲基氢氧化胺、四丙基氢氧化胺和它们的混合物。8．根据权利要求1所述的乳液，其特征在于，所述的胺是乙醇胺。9．根据权利要求1所述的乳液，其特征在于，所述的胺是单乙醇胺。10．根据权利要求1所述的乳液，其特征在于，所述的乙氧基化的醇选自聚乙氧基化的C12～C14、饱和的聚乙氧基化的C16～C18、不饱和的聚乙氧基化的C16～C18和它们的混合物。11．根据权利要求10所述的乳液，其特征在于，所述的乙氧基化的醇是聚乙氧基化的十三烷醇(C13)。12．根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰拉尔多A桑切斯，路易斯R马卡塔，古斯塔沃努涅斯，劳尔沙特，
申请(专利权)人：英特卫普有限公司，
类型：发明
国别省市：VE[委内瑞拉]