多微泡燃料组合物制造技术

一种含有双液泡沫的燃料组合物，所述双液泡沫由基于组合物总量的１０重量％～９７．５重量％的非极性液体的非聚结液滴和２重量％～８７重量％的连续相极性液体组成，所述非极性液体包含石油衍生物、石蜡或液体卤代烃，所述极性液体包含６０重量％～１００重量％的Ｃ↓［１］～Ｃ↓［３］醇、含有至少两个羟基的Ｃ↓［４］醇、乙二醇或其混合物，其中所述双液泡沫用基于组合物总量的０．５重量％～３重量％的表面活性剂稳定，所述表面活性剂选自含有２０～５０个烷氧基的蓖麻油／聚亚烷基二醇加合物或含有２０～６０个烷氧基的氢化蓖麻油／聚亚烷基二醇加合物或其混合物。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
多微泡燃料组合物
本专利技术涉及多微泡(polyaphron)(或者称为双液泡沫)组合物，特别涉及在连续相中具有高含量的饱和有机氧化物的多泡燃料组合物。
技术介绍
大气中的主要刺激物和污染物是氮氧化物。环保的压力和政府法规对减少内燃机排出的NOx的要求日益严格。用柴油作燃料的内燃机的问题之一是，由于燃烧达到相对较高的温度，来自空气的氮或燃料中的含氮化合物被氧化成氮氧化物的趋势上升了。为了减少NOx的产生曾提出过一些方法，包括使用催化转化器、使用清洁燃料、调整发动机的调节机构等。然而这些方法都没有被广泛应用。氮氧化物的产生速度与燃烧温度有关，燃烧温度的少量下降就可以大幅地减少氮氧化物的生成。已经发现，乳化燃料的显著优势是，可以通过降低燃料的最高燃烧温度来控制内燃机的排放物，特别是NOx排放物。此前现有技术中所提出的乳化燃料组合物是油包水型乳液。例如，第5669938号美国专利中公开了一种燃料组合物，它由以下成分组成(i)油包水型乳液，其含有烃类柴油燃料作为主要成分，并含有约1～40体积百分数的水；(ii)至少一种可溶于燃料的有机点火促进剂，其含量应当达到可以减少共排放物及颗粒；以及其他可选择的组分。欧洲专利0475620公开了一种柴油燃料组合物，其中含有(a)柴油燃料，(b)占柴油燃料重量1.0％～3.0％的水，(c)提高十六烷值的添加剂，其含量至多小于水重量的20％，以及(d)混合的表面活性剂体系，根据需要其含量占柴油燃料重量的0.5％～15％。欧洲专利公开0561600公开了一种油包水型乳液，其包括：不连续的水相，该水相中含有至少一种供氧成分如硝酸铵；连续的油相，该油相中含有至少一种含碳燃料；以及所限定的辅助乳化量的至少一种乳化-->剂。WO-A-01/04239公开了一种水性烃类燃料组合物的制备方法，包括步骤：(A)混合常态为液体的烃类燃料和至少一种化学添加剂，以形成一种烃类燃料和添加剂的混合物；和(B)在高剪切混合器中，在高剪切混合条件下将所述烃类燃料和添加剂的混合物与水混合，以形成所述水性烃类燃料组合物，所述烃类燃料组合物包括不连续的水相，所述不连续水相包含直径不大于0.1微米的水滴。WO-A-00/15740公开了一种乳化的混有水的燃料组合物，其包含：(A)沸点在汽油或柴油范围内的烃类物质，(B)水，(C)辅助乳化量的至少一种可溶于燃料的盐，该盐由具有约16～500个碳原子的酰化试剂与氨或胺反应得到，以及(D)不同于组分C的不溶于水的胺盐，其含量为所述混有水的燃料组合物重量的约0.001％～15％。现有技术中的油包水型乳化燃料具有一些明显的不足。第一，它们需要高含量的乳化剂以形成稳定体系。研究表明减少NOx排放的效果依赖于乳液的稳定性。为了进行可靠的操作，必须形成最低稳定性大于13分钟的乳液。第二，由于连续相为油而非水，因此不会首先使水接触火源，并因此不会立即冷却进气，导致乳液中水的作用低下而不能产生清洁燃烧。第三，由于稳定性的问题，这类体系中的有机氧化物的含量有一定限制。较之于标准燃料，这类乳化燃料的缺点是动力迟缓，特别是在不能有功率损失的条件下(如非固定式发动机)，这种缺点更为突出。现有技术中已有双液泡沫，其中，非极性液体如油的小滴被氢键键合的液体如水的薄膜包裹，因此这些小滴被氢键键合的液体薄膜彼此隔离。于是在该双液泡沫组合物中，水或其它氢键键合的液体形成了连续相。US-A-4486333公开了一种制备双液泡沫组合物的方法，该组合物可含有占总体积的约60％～约98％的非极性液体及余量的氢键键合的液体。所述非极性液体可包括石油衍生物、石蜡或者液体卤代烃。所制备的含有96％体积甲醇和4％体积水的双液燃料组合物的稳定性仅为有限-->的几天。因此，特别是在柴油燃料领域，有必要制备低排放物的更为清洁的燃料。消费者同时要求燃料的功率输出不打折扣。另外希望有更为安全的燃料，特别是气味不浓的或更易于接受的燃料。
技术实现思路
现在，本专利技术人开发了一种满足上述要求的双液燃料组合物，该组合物具有醇含量高的水性连续相。于是得到了一种燃料，这种燃料的气味更容易被接受、排放物少、更为安全且没有功率损失。这种双液燃料组合物由于具有极性的连续相，所以对环境更为安全，因其在水中是可分散的，如果发生溅溢也可以被洗掉。与燃料仅和水形成的组合物相比，饱和有机氧化物的存在还可降低凝固点。此外，本专利技术人所开发的双流体燃料组合物的贮存稳定性高于US-A-4486333所公开的现有技术的燃料组合物。于是，本专利技术提供了一种含有双液泡沫的燃料组合物，所述双液泡沫由基于组合物总量的10重量％～97.5重量％的非极性液体的非聚结液滴和2重量％～87重量％的连续相极性液体组成，所述非极性液体包含石油衍生物、石蜡或液体卤代烃，所述极性液体包含60重量％～100重量％的C1～C3醇、含有至少两个羟基的C4醇、乙二醇或其混合物，其中所述双液泡沫用基于组合物总量的0.5重量％～3重量％的表面活性剂稳定，所述表面活性剂选自含有20～50个烷氧基的蓖麻油/聚亚烷基二醇加合物或含有20～60个烷氧基的氢化蓖麻油/聚亚烷基二醇加合物或其混合物。本专利技术的双液燃料优选含有60重量％～90重量％的燃料，更优选75重量％～85重量％的燃料。用于本专利技术的燃料优选柴油、汽油和煤油。所述极性液体优选含有50重量％～99重量％的C1～C4醇或乙二醇或其混合物。该极性液体的其余部分优选水，特别是去离子水。本专利技术所用的极性液体优选甲醇、乙醇或其混合物。对于本专利技术中所用的表面活性剂的具体种类，应当选择那些能够有-->助于制备该双液燃料组合物的表面活性剂，而且对于大多数采用这类表面活性剂制备的本专利技术的双液燃料组合物，这类表面活性剂应当可以为其赋予长期的稳定性(例如30～90天)。用于本专利技术的表面活性剂的种类优选含有25～50个乙氧基的氢化蓖麻油/聚乙二醇加合物，更优选含有40～45个乙氧基的氢化蓖麻油/聚乙二醇加合物，或者含有25～40个乙氧基的蓖麻油/聚乙二醇加合物。本领域的技术人员应当理解，表面活性剂的选择还依赖于制备该双液燃料时所用的具体的燃料、具体的极性液体及其用量。本领域的技术人员知道，聚异丁烯琥珀酰亚胺酯或聚异丁烯琥珀酰亚胺或曼尼希碱(Mannich base)是无灰分散剂，它们可以在本专利技术中用作表面活性助剂。本专利技术中表面活性剂的用量优选为占组合物总量的1重量％。本专利技术的双液燃料组合物还可含有其他添加剂，比如防腐剂(例如防止微生物破坏)、缓蚀剂、润滑增进剂、清洁剂/洗涤添加剂、尿素和其它添加剂。这些添加剂可被包含在非极性液体中，或者包含在连续相中，以提高性能和满足法规的要求。应当理解，所加入的这些添加剂的数量和种类应当是有效且有用的。须仔细选择添加物及其数量，以防止损害本专利技术的其他性能和优点。US-A-4486333描述了制备双液泡沫的方法，该方法包括预先形成气体泡沫的步骤，以提供足够大的表面积，随后在该表面上形成双液泡沫。已经发现，如果在制备反应器中提供适当的搅拌装置，则制备稳定的双液泡沫不需要先制备气体泡沫。本专利技术的一个重要的方面就是，通过使用一个带有适当搅拌装置的罐，可以不经预先制备气体泡沫而制备适合用作燃料组合物的双液泡沫。这种装置包括装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料组合物，其中包含有双液泡沫，所述双液泡沫由基于组合物总量的１０重量％～９７．５重量％的非极性液体的非聚结液滴、２重量％～８７重量％的连续相极性液体，所述非极性液体包含石油衍生物、石蜡或液体卤代烃，所述极性液体包含６０重量％～１００重量％的Ｃ↓［１］～Ｃ↓［３］醇、含有至少两个羟基的Ｃ↓［４］醇、乙二醇或其混合物，其中所述双液泡沫用基于组合物总量的０．５重量％～３重量％的表面活性剂稳定，所述表面活性剂选自含有２０～５０个烷氧基的蓖麻油／聚亚烷基二醇加合物或含有２０～６０个烷氧基的氢化蓖麻油／聚亚烷基二醇加合物或其混合物。

【技术特征摘要】
GB 2002-1-31 0202312.51、一种燃料组合物，其中包含有双液泡沫，所述双液泡沫由基于组合物总量的10重量％～97.5重量％的非极性液体的非聚结液滴、2重量％～87重量％的连续相极性液体，所述非极性液体包含石油衍生物、石蜡或液体卤代烃，所述极性液体包含60重量％～100重量％的C1～C3醇、含有至少两个羟基的C4醇、乙二醇或其混合物，其中所述双液泡沫用基于组合物总量的0.5重量％～3重量％的表面活性剂稳定，所述表面活性剂选自含有20～50个烷氧基的蓖麻油/聚亚烷基二醇加合物或含有20～60个烷氧基的氢化蓖麻油/聚亚烷基二醇加合物或其混合物。2、如权利要求1所述的燃料组合物，其中所述表面活性剂占组合物总量的约1重量％3、如权利要求1或2所述的燃料组合物，其中所述表面活性剂包括含有25～50个乙氧基的氢化蓖...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普欧内斯特居夫格，斯蒂芬约翰莱农，德里克阿尔佛雷德惠勒，
申请(专利权)人：迪斯帕斯有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]