專利名稱：燃料油乳化劑及燃料油組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乳化劑及使用該乳化劑的乳化燃料油，具體地說(shuō)是一種具有良好的常溫、高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性的W/O型燃料油乳化劑及使用該乳化劑的燃料油。
燃料油摻水乳化后燃燒具有節(jié)約燃料、降低煙氣種污染物排放量和延長(zhǎng)燃燒設(shè)備使用壽命等優(yōu)點(diǎn)。目前，全國(guó)每年用于各種工業(yè)爐、窯的燃料油達(dá)幾千萬(wàn)噸，所以，推廣使用乳化燃料油對(duì)節(jié)省能源、改善環(huán)境質(zhì)量均具有積極意義。
現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)乳化燃料的研究主要集中在乳化劑和添加劑兩方面，使用的乳化劑多為醚、酯類非離子表面活性劑，也有一些使用陰離子表面活性劑與非離子表面活性劑復(fù)合物作為乳化燃料油乳化劑的。普遍存在的問(wèn)題是乳化燃料油組成過(guò)于復(fù)雜，使用的表面活性劑品種太多，在實(shí)施時(shí)非常不便。如CN1139696A使用了5種非離子表面活性劑，CN1141333A使用了2種陰離子表面活性劑與3種非離子表面活性劑。
高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性是乳化燃料的重要指標(biāo)。因?yàn)槿榛剂嫌驮谌紵靶枰貎?chǔ)運(yùn)，以便于輸送和裝卸。分水的乳化燃料油會(huì)發(fā)生燃燒障礙?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中都沒(méi)有涉及到乳化燃料油的高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性，只是籠統(tǒng)地談及乳化燃料油在常溫下儲(chǔ)存2～3個(gè)月不分水?，F(xiàn)有技術(shù)中也缺乏測(cè)試乳化燃料油在高溫下儲(chǔ)存穩(wěn)定性的科學(xué)試驗(yàn)方法。
非離子表面活性劑在水溶液中隨著溫度的升高，與水形成的氫鍵逐漸斷裂，水合性下降，導(dǎo)致其溶解度逐漸降低。達(dá)到濁點(diǎn)后，非離子表面活性劑會(huì)從水中分離出來(lái)，使燃料油破乳。另一方面，在高溫時(shí)，水滴的布朗運(yùn)動(dòng)加快而非離子表面活性劑膠束之間的靜電斥力較小，水滴容易聚并沉降，破壞乳化燃料油的高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性。因此，非離子表面活性劑或以其為主的乳化燃料油高溫穩(wěn)定性不好。
本發(fā)明的目的在于提供一種具有高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性的燃料油用乳化劑及使用該乳化劑的乳化燃料油組合物。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種測(cè)試乳化燃料油高溫穩(wěn)定性的科學(xué)試驗(yàn)方法。
本發(fā)明的乳化劑為水溶性過(guò)渡金屬鹽與具有多胺結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子表面活性劑形成的配位化合物。其中過(guò)渡金屬鹽與具有多胺結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子表面活性劑的重量比為0.01∶1～4∶1。所述的具有多胺結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子表面活性劑為多乙多氨基酰胺，其結(jié)構(gòu)式為R-CONH(CH2CH2NH)nH，R為C10～C21的烴基，n為1～3的整數(shù)；過(guò)渡金屬鹽為Ag+、Cr3+、Mn2+、Co3+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+的水溶性鹽，優(yōu)選為Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+的水溶性鹽。
本發(fā)明乳化劑的制備方法為將兩種原料按比例混合即得本發(fā)明乳化劑，或者在使用時(shí)，將兩種原料按比例加入水中混合后使用。
本發(fā)明乳化燃料油的重量組成為(1)重量比為65∶35～95∶5燃料油與水，(2)占燃料油與水0.1～1.2％最好0.2～0.7％的本發(fā)明乳化劑，(3)占燃料油與水0～1.2％最好0.03～0.5％的添加劑。
上述的燃料油可以是原油、重油、渣油及其它各種牌號(hào)的燃料油，水可以選擇自來(lái)水、工業(yè)用水，也可以直接使用江、河、湖、海水和地下水，添加劑可以是C6～C18高級(jí)脂肪醇中的一種或其混合物或石油酸等。
本發(fā)明乳化燃油的制備方法為先將本發(fā)明乳化劑與添加劑一起加入所需的水中，加熱到40～95℃，形成均勻的混合物，然后將上述混合物加入到40～95℃燃料油中進(jìn)行乳化便可制備出本發(fā)明之乳化燃料油。
本發(fā)明之乳化設(shè)備可以是通常的乳化設(shè)備，如攪拌器、超聲波乳化器、靜態(tài)混合器、均化器、乳化管和高速剪切機(jī)等。
本發(fā)明乳化燃料油常溫及高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性的測(cè)試方法為將100ml乳化燃料油裝入的玻璃穩(wěn)定管中，此穩(wěn)定管下部縮徑，最小分度值為0.1ml。蓋上磨口塞后，分別置于常溫和95℃鼓風(fēng)烘箱中，觀察儲(chǔ)存穩(wěn)定性。做95℃儲(chǔ)存穩(wěn)定性試驗(yàn)時(shí)每隔24h開(kāi)蓋一次，時(shí)間約2～5s。

圖1是本發(fā)明測(cè)試高溫穩(wěn)定性的穩(wěn)定管結(jié)構(gòu)示意圖，圖中數(shù)據(jù)單位為mm。
本發(fā)明燃料油乳化劑使用過(guò)渡金屬離子與具有多胺結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子表面活性劑形成配位化合物，通過(guò)這種配位作用提高膠束的聚集數(shù)，增加油水界面的電荷量，提高界面膜強(qiáng)度，從而達(dá)到提高乳化燃料油的儲(chǔ)存穩(wěn)定性之目的。使用本發(fā)明乳化劑的乳化燃料油具有良好的常溫及高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性。另外由于本發(fā)明的乳化劑使用了陽(yáng)離子表面活性劑，使之遇無(wú)機(jī)鹽不會(huì)沉淀或失效，因此對(duì)乳化燃料油的所需的水無(wú)特別要求，大多數(shù)水源都可滿足使用要求，降低乳化燃料油的成本。本發(fā)明乳化劑組成簡(jiǎn)單，原料成本低，制備容易，為降低乳化燃料油成本打下了基礎(chǔ)。本發(fā)明乳化燃料油的高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性測(cè)試方法具有簡(jiǎn)單、實(shí)用、結(jié)果精確的特點(diǎn)。下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明方案及效果。
實(shí)施例1 用玻璃燒杯分別取300g自來(lái)水、700g渤海重質(zhì)原油，把它們分別加熱到70℃并保溫。將3g陽(yáng)離子表面活性劑AT-1(山東長(zhǎng)青化工實(shí)驗(yàn)廠生產(chǎn))和0.5gCuSO4一起加入到水中，混合均勻。然后，啟動(dòng)燃料油中漿式攪拌器，把AT-1與CuSO4水溶液加入到燃料油中便得到了乳化燃料油。分別取100ml乳化燃料油裝入兩個(gè)穩(wěn)定管中，進(jìn)行常溫、高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性試驗(yàn)。
實(shí)施例2～4 按照實(shí)施例1的工藝，過(guò)渡金屬鹽為FeSO4、FeCl3、ZnSO4，其用量分別為0.2g、1g、9g；陽(yáng)離子表面活性劑為AT-1、FMK-1(撫順公路處長(zhǎng)虹乳化劑廠生產(chǎn))、AT-1，用量7g、5g、3g；燃料油為60#、100#燃料油、大慶常渣。實(shí)施例3中再加入0.5gC12～C15高級(jí)混合脂肪醇。實(shí)施例4中再加入0.5g180mgKOH/g的石油酸。
比較例1 按照實(shí)施例1的工藝，水溶液中只含3gAT-1。
表1乳化油穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種燃油乳化劑，為水溶性過(guò)渡金屬鹽與具有多胺結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子表面活性劑形成的配位化合物，其中過(guò)渡金屬鹽與具有多胺結(jié)構(gòu)陽(yáng)離子表面活性劑的重量比例為0.01∶1～4∶1。
2.按照權(quán)利要求1所述的乳化劑，其特征在于所述的具有多胺結(jié)構(gòu)的陽(yáng)離子表面活性劑為R～CONH(CH2CH2NH)nH，R為C10～C21的烴基，n為1～3的整數(shù)。
3.按照權(quán)利要求1所述的乳化劑，其特征在于所述的過(guò)渡金屬鹽為Ag+、Cr3+、Mn2+、Co3+、Ni2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+水溶性鹽。
4.按照權(quán)利要求1所述的乳化劑，其特征在于所述的過(guò)渡金屬鹽為Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+的水溶性鹽。
5.一種乳化燃料油，其重量組成為(1)重量比為65∶35～95∶5燃料油與水，(2)占燃料油與水0.1～1.2％的權(quán)利要求1所述的乳化劑，(3)占燃料油與水0～1.2％的添加劑。
6.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的乳化劑的含量為0.2～1.0％。
7.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的添加劑含量為0.03～0.5％。
8.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的添加劑為C6～C18高級(jí)脂肪醇中的一種或其混合物。
9.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的添加劑為石油酸。
10.按照權(quán)利要求5所述的乳化燃料油，其特征在于所述的燃料油為原油、渣油或重油。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種W/O型乳化燃料油的組成,本發(fā)明公開(kāi)了一種W/O型乳化燃料油乳化劑,該乳化劑由Fe(II)、Fe(III)和Cu(II)等與具有多胺結(jié)構(gòu)配位體的陽(yáng)離子表面活性劑絡(luò)合而成。該乳化燃料油由65～95%的燃料油,5～35%的水,占上述組成0.1～1.2%的陽(yáng)離子表面活性劑,0～1.2%的添加劑組成。本發(fā)明之乳化劑乳化燃料油具有良好的常溫、95℃高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B01F17/16GK1351108SQ00123150
公開(kāi)日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2000年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月26日
發(fā)明者劉樹(shù)華, 馬艷秋, 姜鑫, 陳保蓮 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院