多重乳液及其制备方法技术

一种多重乳液及其制备方法，其包含：连续水相；分散于该连续水相中的油相；分散于油滴相中的内水滴相；和悬浮于内水滴相中的水不溶性化合物。该多重乳液用作可运输且可燃烧的燃料。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别涉及可用作运输和燃烧燃料的多重乳液。在乳液领域，现有技术中很多文献都涉及两相乳液，即油包水型(W／O)乳液和水包油型(O／W)乳液。而多重乳液，即具有多于两相的乳液在现有技术也多有描述，如美国专利5，478，561、5，438，041和4，254，105公开了各领域均涉及的多重乳液，而美国专利5，505，877则涉及与燃料相关的多重乳液。乳液的具体组成在燃料工业中非常重要，各种特性、添加剂等均能影响乳液的稳定性，并进而影响其作为可运输和可燃烧燃料的应用。此外，乳液中存在的油或烃不同，可能造成乳液中包含各种污染物，而消除这些污染物的添加剂又可能影响乳液的稳定性。因而，人们仍希望减少昂贵成份如表面活性剂和其它添加剂用量后还可形成稳定的多重乳液。此外，人们仍希望得到这样的多重乳液，其中可有效且经济地消除通常可能存在于油相中的诸如钒等金属的腐蚀性能，同时还不会破坏乳液的稳定性。因而，本专利技术的主要目的是提供一种使用最少量的表面活性剂而形成稳定的多重乳液。本专利技术的另一个目的是提供一种稳定的多重乳液，该多重乳液包括用于消除包含于油相中金属的腐蚀性能的添加剂。本专利技术的另一个目的是提供一种多重乳液，该多重乳液作为有用且理想的燃料易于进行运输和燃烧。通过以下的说明，本专利技术的其它目的和优点将非常明显。按照本专利技术，上述目的和优点易于实现。按照本专利技术，提供了一种多重乳液，其包含连续水相；分散于该连续水相中的油滴相；分散于油滴相中的内水滴相；和悬浮于内水滴相中的水不溶性化合物。按照本专利技术，提供了一种用于制备本专利技术多重乳液的方法，该方法包括下述步骤提供一种水不溶性化合物在水中的悬浮液；提供一种油相；形成悬浮于油相中的油包水乳液；提供一种水相；和在表面活性剂存在下形成油包水乳液在水相中的乳液。下面结合附图详细描述本专利技术的优选实施例，其中附图说明图1为本专利技术的多重乳液的示意图；图2为本专利技术多重乳液制备方法的示意图。本专利技术涉及多重乳液，特别是水包沥青包水乳液，它可用作可运输和可燃烧的燃料，本专利技术还涉及其制备方法。参看图1，提供了本专利技术多重乳液体系的图示说明。如图所示，乳液体系10包括连续水相12，分散于连续水相12中的油或烃相，在图1中示出了单个油滴14，分散于油滴14中的内水滴相，水滴16。按照本专利技术，水滴16为由颗粒18表示的水不溶性化合物的悬浮液或浆液，颗粒18将在下面进行讨论，其可经济地掺入本专利技术的多重乳液中，并且有利于消除燃烧时通常在乳液油相中存在的其它物质的副作用，同时不会对乳液的稳定性有不良影响。烃均可形成乳液，如本专利技术的乳液，从而增强运输性能和可泵性，而便于使用粘性烃作为可燃烧燃料。但是，在制备这种乳液时，通常需加入表面活性剂以稳定乳液并防止其迅速老化。进而，粘性烃包含大量的不同成份，如金属，特别是钒，它会在燃料燃烧时腐蚀或引起其它复杂问题。按照本专利技术，提供了图1所示的多重乳液和图2所示的这种多重乳液的制备方法，其优点在于，在制备乳液时所需的表面活性剂的用量降低，并且可以经济的方法减少金属如钒的不利影响，同时不会影响乳液的稳定性。本专利技术多重乳液的油滴相可为所要求的任何油或烃相。但是，粘性烃特别适用于利用本专利技术的优点。优选的粘性烃包括原油或沥青，它们在122°F时的粘度均大于或等于约100cp，其API比重为16或更小，其特点还在于金属含量高，通常至少约1000ppm(wt)，硫含量高，沥青质含量高，通常倾点也较高。适用于本专利技术的粘性烃的具体实例为Cerro Negro沥青。这种沥青包含大量的钒化合物，其含量大于或等于约700ppm(wt)，在作为燃料燃烧时，通常这种钒化合物会造成腐蚀问题并且会形成金属矿渣。这种类型的沥青被掺入由Bitor，S．A．出售商标为Orimulsion的沥青中。在这种两相乳液中，加入硝酸镁(一种水溶性化合物)以消除钒化合物的不利影响。但是，硝酸镁被发现可促进天然存在于沥青中细菌等的生长，这又会造成乳液不稳定。按照本专利技术，可在多重乳液中包含一种水不溶性化合物，优选不溶性镁或钙化合物如镁、钙或两者的碳酸盐、氢氧化物、氧化物或磷酸盐，从而消除钒的不利影响，同时也不会刺激细菌的生长，而导致乳液不稳定。由于镁或钙的氧化物可有效地消解钒的作用并且其来源丰富，因此，特别优选镁或钙的氧化物作为不溶性成份加入本专利技术的多重乳液中。本专利技术的多重乳液中，油滴14的平均尺寸优选约为10-30μm，内水相滴16的尺寸优选约为2-6μm。水不溶性化合物18基本上全部位于内水滴16内。本专利技术的多重乳液中，乳液中沥青与全部水之体积比优选约为90／10-50／50(v／v)，优选约70／30(v／v)。进而，在内水滴相16中的水优选占乳液总体积的约2％(v)或小于2％(v)，而在连续相12中的水优选占乳液总体积的约28％(v)或小于28％(v)。本专利技术的多重乳液优选包含水不溶性化合物，其基本在内水滴相中，其量以总乳液计小于或等于约500ppm(wt)，优选约100-350ppm(wt)。不溶性化合物18优选其平均粒径约为0．01-1μm。如下所述，本专利技术的多重乳液优选仅在油滴14分散于连续水相12的过程中使用一种表面活性剂形成。因此，形成的本专利技术的多重乳液在构成份散于油相滴14的内水相滴16的部分基本上不加表面活性剂，特别是在内水滴相与油相间的界面15处，而加入的表面活性剂基本上仅存在于构成连续水相12与油滴相14间界面17的部分中。参看图2，对本专利技术形成多重乳液的方法进行说明。开始，提供一种所要求的水不溶性化合物在水中的悬浮液或浆液。这种悬浮液可通过将水不溶性化合物在水中以所需浓度进行简单混合而形成。在这一点上，水不溶性化合物优选与水混合从而形成包含水和不溶性化合物的悬浮液，以悬浮液计，不溶性化合物的量小于或等于约12％(wt)，优选约1-9％(wt)。提供一种油相，优选粘性烃如上面讨论过的沥青等。然后，将沥青与悬浮液混合并通过混合机20，在此，使混合物在足够的混合速度下混合足够长的时间，以得到悬浮液在油中的乳液，优选油／悬浮液的体积比约为90／10-98／2。如果需要的话，可在混合之前将沥青加热，以增强其流动性。悬浮液与沥青的混合过程例如可在下述混合条件下进行混合速度约1000-5000rpm，混合时间约1-3min，从而提供悬浮液在沥青中的乳液，该乳液的平均水悬浮液液滴尺寸优选约2-6μm。水不溶性化合物基本上完全在水悬浮相中。然后，优选向沥青包悬浮液的乳液中加入水与表面活性剂的混合物，使其在一段时间内进行充分混合以提供沥青包悬浮液的乳液分散于水连续相中的多重乳液。该混合步骤适宜在混合机22中进行，从而提供所需的最终多重乳液，该多重乳液的沥青包悬浮液的乳液的平均液滴尺寸约为10-30μm。这一步骤优选通过初始充分混合水与表面活性剂而实现，从而提供一种沥青／水体积比约为85／15(v／v)的多重乳液，然后再将这种多重乳液稀释成最终所需比值，例如沥青／水体积比约为70／30(v／v)。如上所述用于最后混合步骤的表面活性剂适宜地选自非离子表面活性剂，如乙氧基化烷基酚、乙氧基化醇、壬基酚乙氧基化物和乙氧基化脱水山梨醇酯，以及天然表面活性剂，天然表面活性剂与非离子表面活性剂的混合物；和阴离子表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多重乳液，其包含：连续水相；分散于该连续水相中的油滴相；分散于油滴相中的内水滴相；和悬浮于内水滴相中的水不溶性化合物。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：赫西列奥里瓦斯，
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]