一种柴油用复合乳化剂和微乳化柴油制造技术

一种柴油用复合乳化剂，主要由非离子型混合活性剂、阳离子型活性剂和助表面活性剂组成，所述非离子型混合活性剂由亲油性活性剂与亲水性活性剂复配而成，且亲油性活性剂与亲水性活性剂为同一类物质。一种微乳化柴油，包括以下重量份的原料组分：60～80份柴油、10～20份水、10～20份所述的复合乳化剂。本发明专利技术选择聚合度3～5的亲油性脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合度8～9的亲水性脂肪醇聚氧乙烯醚作为非离子型混合活性剂，可产生协同效应，获得化学稳定性及乳液粒子粒径更细更均匀，对制备乳化柴油具有明显的优势效果。

【技术实现步骤摘要】
一种柴油用复合乳化剂和微乳化柴油
本专利技术属于柴油燃料领域，尤其涉及一种柴油用复合乳化剂和微乳化柴油。
技术介绍
燃油掺水是一个既古老又新兴的课题。早在100多年前就有人提出燃油掺水技术，由于燃油-水乳状液在燃烧时能够产生微爆效应，引起燃油的二次雾化，同时带动温度的均匀分布，加快燃烧速度，避免了因局部高温而产生的燃烧不平衡，使燃烧更加充分，大大降低了废气烟度，减少了一氧化碳及氧氮化物等有害气体的排放，并提高了燃烧效率和节能效果，符合绿色环保的要求。但是目前普通的乳状液不稳定，易分层，不能长期储存，在柴油乳化应用上受到了很大的限制。近年来，随着微乳液理论的发展，开发透明、稳定、性能与普通燃油接近的微乳化燃油已成为研究的热点。微乳化燃油的制备更为简单，不需要借助高速剪切搅拌或超声等外部能量，只需把燃油、水、表面活性剂和助表面活性剂按一定的比例在适当搅拌下混合就可以通过自乳化自发地形成微乳液。研究表明，在掺水量较低的情况下，不需要对内燃机进行改造，微乳燃油不会对内燃机造成腐蚀，相反还能起到清洁的作用，改善内燃机的工作效率。然而，目前国内柴油专用乳化剂的研制还处于探索阶段，微乳化柴油制备中还存在乳化剂用量偏大、性价比不高以及长期稳定性欠佳等技术问题，因此，通过探索制备合适的乳化剂，以降低微乳化乳化剂的整体用量、提高微乳化柴油的长期稳定性对新型节能、环保燃料的推广应用以及对于国内微乳化柴油的发展有极大的促进意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服以上
技术介绍
中提到的不足和缺陷，提供一种添加量少、成本低廉、制备简单的柴油用复合乳化剂和微乳化柴油。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为：一种柴油用复合乳化剂，所述复合乳化剂主要由非离子型混合活性剂、阳离子型活性剂和助表面活性剂组成，所述非离子型混合活性剂由亲油性活性剂与亲水性活性剂复配而成，且亲油性活性剂与亲水性活性剂为同一类物质。上述的柴油用复合乳化剂，优选的，所述亲油性活性剂与亲水性活性剂分别表现为不同聚合度下的同一类高分子聚合物。上述的柴油用复合乳化剂，优选的，所述亲油性活性剂与亲水性活性剂分别为聚合度为3～5的亲油性脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合度为7～9的亲水性脂肪醇聚氧乙烯醚。采用具有不同聚合度的同类脂肪醇聚氧乙烯醚复合作为非离子型混合活性剂，其与柴油中烃类物质结构的相似，形成的胶束结构规整，复配后与柴油能形成稳定性高的微乳液。上述的柴油用复合乳化剂，优选的，所述非离子型混合活性剂为聚合度为3～5的亲油性脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合度为7～9的亲水性脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(20～40):(5～15)。上述的柴油用复合乳化剂，优选的，所述复合乳化剂的亲油亲水平衡值为9～10。上述的柴油用复合乳化剂，优选的，所述阳离子型活性剂选自十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或者十八烷基三甲基溴化铵(OTAB)中的一种或几种，所述助表面活性剂为碳链长度为3～8的正构醇。上述的柴油用复合乳化剂，优选的，所述碳链长度为3～8的正构醇包括正丙醇、正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇及正辛醇中的一种或几种。上述的柴油用复合乳化剂，优选的，所述非离子型混合活性剂、阳离子型活性剂和助表面活性剂的质量比为20～60：1～10：10～200。本专利技术的柴油用复合乳化剂依据各个筛选乳化剂的亲油亲水平衡值(HLB)大小，采用聚合度不同的亲油/亲水混合非离子乳化剂与阳离子乳化剂进行适当比例复配，产生表面/界面协同作用效果，并在适当短链醇助表面活性剂的辅助下形成复合乳化剂，其与柴油及水自发形成热力学稳定的微乳液体系，从而有效克服仅使用单一种类乳化剂所造成的用量偏高、乳液体系不稳定等传统缺陷。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种微乳化柴油，包括以下重量份的原料组分：60～80份柴油、10～20份水、10～20份上述的复合乳化剂。上述的微乳化柴油，优选的，所述微乳化柴油中，复合乳化剂和水的比值为(0.5～1):1。作为一个总的专利技术构思，本专利技术还提供一种上述的微乳化柴油的制备方法，常温下，按配方比，分别称取柴油、水、复合乳化剂混合，搅拌5～15分钟，即得微乳化柴油。上述的制备方法，优选的，所述复合乳化剂是在常温下，称取非离子型混合活性剂、阳离子型活性剂和助表面活性剂混合，搅拌5～15分钟后得到的。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术的柴油用复合乳化剂中选择聚合度3～5的亲油性脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合度8～9的亲水性脂肪醇聚氧乙烯醚作为非离子型混合活性剂，将该非离子活性剂和阳离子活性剂进行复配，控制二者用量相当，可产生协同效应，获得兼具化学稳定性及乳液粒子粒径更细更均匀等优势，对制备乳化柴油具有明显的优势效果。(2)本专利技术的柴油用复合乳化剂，其亲油亲水平衡值为9～10，可以降低乳化剂的整体用量。(3)本专利技术采用的非离子型混合活性剂的表面活性高，不含芳香烃，仅由碳氢氧元素构成，且无毒、无刺激，生物降解性好。(4)本专利技术微乳化柴油采用非离子型混合活性剂、阳离子型活性剂复配体系稳定性高，放置3年不分层。(5)本专利技术的微乳化柴油的燃烧净热值高于纯柴油约9～10％，这是由于燃油-水乳状液在燃烧时能够产生微爆效应，引起燃油的二次雾化。(6)采用本专利技术的复合乳化剂制备的微乳化柴油，在不完全燃烧状态下积碳量远少于纯柴油，能大大降低一氧化碳及氧氮化物等有害气体的排放，使柴油高效清洁燃烧，同时积碳量减少能降低对发动机的损伤，延长发动机的使用寿命，节约资源。(7)采用本专利技术的复合乳化剂制备的微乳化柴油，复合乳化剂添加量低，可降低微乳化柴油的成本，对微乳化柴油的推广应用具有积极的作用。(8)本专利技术的微乳化柴油的制备不需要借助高速剪切搅拌或超声等外部能量，只需把柴油、水、复合乳化剂按一定的比例在适当搅拌下混合就可以通过自乳化自发地形成微乳液。附图说明图1是本专利技术实施例1的微乳化柴油燃烧时的雷诺温度校正曲线。图2是本专利技术实施例1的微乳化柴油不完全燃烧积碳情况。图3是0#柴油燃烧时的雷诺温度校正曲线。图4是0#柴油不完全燃烧积碳情况。图5为0#柴油、实施例1制备的微乳化柴油以及该微乳化柴油储存3年的照片。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本专利技术做更全面、细致地描述，但本专利技术的保护范围并不限于以下具体实施例。除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本专利技术的保护范围。下述实施例所使用的0#柴油购于中石化加油站；本专利技术实施例所使用的原料及化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。下述实施例中测定并比较柴油与环保型微乳化柴油在不完全燃烧状态下的燃烧效率以及积碳量是通过氧弹量热装置测定的，具体操作如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柴油用复合乳化剂，所述复合乳化剂主要由非离子型混合活性剂、阳离子型活性剂和助表面活性剂组成，其特征在于，所述非离子型混合活性剂由亲油性活性剂与亲水性活性剂复配而成，且亲油性活性剂与亲水性活性剂为同一类物质。/n

【技术特征摘要】
1.一种柴油用复合乳化剂，所述复合乳化剂主要由非离子型混合活性剂、阳离子型活性剂和助表面活性剂组成，其特征在于，所述非离子型混合活性剂由亲油性活性剂与亲水性活性剂复配而成，且亲油性活性剂与亲水性活性剂为同一类物质。


2.如权利要求1所述的柴油用复合乳化剂，其特征在于，所述亲油性活性剂与亲水性活性剂分别表现为不同聚合度下的同一类高分子聚合物。


3.如权利要求2所述的柴油用复合乳化剂，其特征在于，所述亲油性活性剂与亲水性活性剂分别为聚合度为3～5的亲油性脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合度为7～9的亲水性脂肪醇聚氧乙烯醚。


4.如权利要求1所述的柴油用复合乳化剂，其特征在于，所述聚合度为3～5的亲油性脂肪醇聚氧乙烯醚与聚合度为7～9的亲水性脂肪醇聚氧乙烯醚的质量比为(20～40):(5～15)。


5.如权利要求1所述的柴油用复合乳化剂，其特征在于，所述阳离子型活性剂选自十二烷基三甲基溴化铵、十六烷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春明，袁晓琴，任俊，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43