本发明专利技术描述了轻燃料油的油包水乳液、以及用于轻燃料油的油包水乳液的稳定化的方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及轻燃料油的油包水乳液，还涉及用于使轻燃料油的油包水乳液稳定的方法。
技术介绍
燃料油的热值可通过燃烧被转化成机械能或电能，并且通常用于锅炉、涡轮机或发动机中。许多国家已设定标准和法规来控制空气污染物的最大容许排放水平，以保护环境。因此，减少因化石燃料燃烧产生的诸如氮氧化物(NOx)和碳氧化物(COx)、总烃(THC)、颗粒物质(PM)和烟之类的空气污染物的排放浓度和量是当下环境保护的重要主题。为了克服上述问题，已开发一些方法通过混合燃料油、水及优选的特定添加剂形成乳液燃料油。水和可燃性轻油的乳化改进燃烧过程中的燃烧效率，由此减少空气污染物的有害排放并且降低燃油消耗率，而不产生诸如二次排放或危险废物之类的不期望的副作用。为了改进乳液的润滑效果，并且加强油与水之间的结合以产生具有高稳定性和长期储藏能力的乳液，在乳化过程中可添加乳化添加剂。但是，利用现有技术已知的方法由轻油和水制得的乳液燃料油具有在长期储藏后不稳定的缺点。所得的乳液燃料油不是非常稳定，并且水和油易于彼此分离。大多数轻燃料油乳液在室温下仅可持续数天保持其乳化稳定性。因此，乳液燃料油通常在制得时立即使用，并且不利于大规模生产和远距离运输。此外，有时优选在不添加乳化添加剂的情况下制备乳液，而这些乳液甚至更不稳定，通常小于I小时。 US 4，394，131描述石油燃料的稳定燃料乳液，其具有分散在其中的小比例的水，液滴尺寸为约0.5微米。该专利的试验部分公开了对于粘度为400 SSU(实施例1)和4000SSU(实施例2)的残油已获得稳定(大于3个月)的乳液。在实施例1和2中最稳定的乳液的水滴尺寸为0.5微米,并且这些乳液通过以1650rpm的速度运转的旋转冲击式磨机制得。相反，本专利技术的目的是提供轻油即在40°C下粘度低于2mm2/s的油的稳定乳液。US4，394，131中公开的方法和乳液不能够提供轻油和水的稳定乳液。本专利技术人出人意料地发现，水在轻油的燃料油乳液中的稳定性，在没有或含有添加的乳化添加剂的情况下，可通过显著减小粒度分布和平均粒度，即减小至约0.2微米(200nm)的平均粒度来更进一步得到改进。因此，本专利技术提供改进的不含乳化添加剂的轻燃料油乳液来克服上述不稳定问题。此外，本专利技术人还发现，可通过减小微粒的粒度分布和平均尺寸来改进水在含有乳化添加剂的轻燃料油乳液中的稳定性。因此，本专利技术提供稳定性增高的改进的含有乳化添加剂的乳液轻燃料油。具体实施例方式本专利技术的一个目的是提供稳定的轻燃料油油包水乳液。本专利技术的一个目的是提供可长期储存而不存在燃料油和水分离的乳液轻燃料。本专利技术的另一个目的是提供具有改进的稳定性的油包水乳液轻燃料油，以及用于制备所述稳定的乳液的方法。可获得提高的稳定性，无论是否额外添加添加剂。本专利技术的另一个目的是提供具有改进的稳定性的含有或不含有添加的乳化剂的油包水乳液轻燃料油，以及用于制备所述稳定乳液的方法。本专利技术的另一个目的是制备具有减小的粒度分布或减小的平均粒度的乳液。本专利技术的另一个目的是减小或消除乳化添加剂的需求，尽管本专利技术可与乳化添加剂的添加相结合。另一目的是稳定的轻燃料油包水的乳液可以以连续在线生产方法生产。为了获得这样稳定的燃料油包水的乳液，我们建立了测试程序，以了解和记录在乳化过程中各种步骤的效果，以及乳化剂在燃料油包水的乳液中的效果。在本专利申请中轻油是指来自称为柴油的石油燃料油的特定分馏物的燃料油的普通概念，还包括并非源于石油的替代品，例如合成油、植物油、生物柴油、生物质液体(BTL)或气液(GTL)及其它可燃性油。优选地，所述油在15o°C下的密度为低于930kg/m3。在下述试验中，我们 采用在15°C下密度为840kg/m3的轻柴油(汽车用柴油)作为代表性轻油。该油的粘度在40°C下为2.2mm2/s (和0.1%硫)。分子链长为9_16。相反，US 4，394，131专利中密度最低的油是船用残余燃料，其在15°C下密度为977kg/m3，在50°C下粘度为45mm2/s (含有0.5%硫)，并且分子链长为12-70。在本专利技术的第一方面，涉及油包水乳液轻燃料油，其包含50体积％_95体积％的量的轻燃料油和5体积％-50体积％的量的水，其中水微粒的平均粒度分布峰为约200nm或更小。优选地，所述轻燃料油在15°C下的密度为930kg/m3或更小，更优选低于900kg/m3，或者更优选低于850kg/m3,例如在15°C下约840kg/m3。优选地，所述轻油在40°C下的粘度为低于6.0mm2/s,更优选低于4.0mm2/s,更优选低于3.0mm2/s,更优选约2.2mm2/s。优选地，水在所述乳液中的量为15体积％_40体积％，更优选18体积％_30体积％，更优选约20体积％。在另一个实施方案中,所述乳液还包含一种或多种乳化剂。优选地，所述乳化剂基于脱水山梨糖醇，并且优选地所述乳化剂由67%脱水山梨糖醇单油酸酯(Sorbitan Monolate)、优选CAS N。1338-43-8和33%脱水山梨糖醇三油酸酯 200E (Sorbitan Triolate 200E)、优选 CAS N。26266-58-0 组成。优选地，本专利技术的乳液，在未添加任何乳化剂的情况下，可稳定至少30分钟，更优选至少60分钟，更优选至少90分钟，更优选至少120分钟。优选地，本专利技术的乳液，如果已添加一种或多种乳化剂，可稳定至少I个月，更优选至少2个月，更优选至少3个月，更优选至少4个月，更优选至少5个月，最优选至少6个月。本专利技术的第二方面涉及用于使轻燃料油的油包水乳液稳定的方法，其中乳液轻燃料油通过在轻油中分散和乳化(预混合)一定量的水以制备水微粒在油相中的乳液而制备，其特征在于在减小粒度的步骤中减小所述乳液中水微粒的粒度，以使所述乳液稳定。优选的实施方案是通过雾化，即在所述液体中减小粒度的液体雾化。优选地，在用本专利技术的方法处理后，水微粒的粒度分布峰为约200nm或更小。优选地，在所述乳液中水的量为15体积％_40体积％，更优选18体积％_30体积％，优选约20体积％。可选地，所述乳液包含一种或多种乳化剂，优选所述乳化剂基于脱水山梨糖醇，优选地所述乳化剂由67%脱水山梨糖醇单油酸酯、优选CAS N0 1338-43-8和33%脱水山梨糖醇三油酸酯200E、优选CAS N0 26266-58-0组成。优选地,所述平均粒度减小至少20%,更优选至少30%,更优选至少40%,最优选约50%。优选地，微粒/液滴的数量增至至少50倍，更优选70倍，更优选80倍，更优选90倍，更优选至少2个数量级。优选地,所述平均粒度减小至少20%,更优选至少30%,更优选至少40%,最优选约50%,并且微粒/液滴的数量增至至少50倍，更优选70倍，更优选80倍，更优选90倍，更优选至少2个数量级。优选减小粒度的步骤是通过2-级均化器实施，优选均化器参数如下:-入口压力约3_6barg,优选 4barg ；-第一级压力为30_100barg,优选 5Obarg ；-第二级压力为50_250barg,优选 70barg。优选地，减小粒度的步骤通过多级分散发生器进行，优选发生器参数如下:-进料压力约0.5-5barg,优选 Ibarg本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.16 GB 1004382.6;2010.03.16 NO 20100381;2011.燃料油的油包水乳液，其包含50体积％-95体积％的量的轻燃料油和5体积％-50体积％的量的水，其特征在于水微粒的平均粒度分布峰为约200nm或更小。2.权利要求1的油包水乳液，其中所述轻燃料油的密度在15°C下为930kg/m3或更小，更优选低于900kg/m3，或者更优选低于850kg/m3，例如在15°C下为约840kg/m3。3.权利要求1的油包水乳液，其中所述轻油的粘度在40°C下为低于6.0mm2/s，更优选低于4.0mm2/s,更优选低于3.0mm2/s,更优选为约2.2mm2/s。4.权利要求1的油包水乳液，其中所述乳液中水的量为15体积％-40体积％，更优选18体积％-30体积％，优选其中水在所述乳液中的量为约20体积％。5.权利要求1的油包水乳液，其中所述乳液还包含一种或多种乳化剂，优选其中所述一种或多种乳化剂基于脱水山梨糖醇。6.权利要求4的油包水乳液，其中所述乳化剂基于脱水山梨糖醇，并且由67%脱水山梨糖醇单油酸酯，CAS N0 1338-43-8和33%脱水山梨糖醇三油酸酯200E，CAS N0 26266-58-0组成。7.述权利要求中任一项的油包水乳液，其中乳液乳液轻燃料油通过在油中分散和乳化(预混合)一定量的水以制备水微粒在油相中的均匀乳液而制备，其特征在于在减小粒度(均化)的步骤中减小水微粒的粒度，以使所述乳液稳定。8.权利要求7的油包水乳液，其中所述平均粒度减小至少20%，更优选减少至少30%，更优选减少至少40%，最优选减少约50%。9.权利要求7的油包水乳液，其中微粒/液滴的数量增加至少50倍，更优选增加70倍，更优选增加80倍，更优选增加90倍，更优选增加至少2个数量级。10.述权利要求中任一项的油包水乳液，其中所述减小粒度的步骤通过2-级均化器进行。11.权利要求10的油包水乳液，其中所述2-级均化器的参数如下: -入口压力约3_6barg,优选4barg ； -第一级压力为30_100barg,优选50barg ； -第二级压力为50_250barg,优选70barg。12.权利要求1-10中任一项的油包水乳液，其中所述减小粒度的步骤通过多级分散发生器进行。13.权利要求12的油包水乳液，其中所述多级分散发生器的参数如下: -进料压力约0.5_5barg,优选Ibarg, -所述分散发生器的速度为8000-12000rpm，优选约12.0OOrpm014.权利要求1-3中任一项的油包水乳液，其中未添加乳化剂，其特征在于所述乳液稳定至少30分钟，更优选至少60分钟，更优选至少90分钟，更...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·梅兰，L·布拉比拉，
申请(专利权)人：ECO能源控股公司，
类型：
国别省市：
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