專利名稱：生產(chǎn)乳化燃料的方法
背景本發(fā)明涉及一種水性燃料乳化劑包(aqueous fuel emulsifierpackage)，更具體地說，涉及一種生產(chǎn)一種特定乳化劑包的各原料的方法，以便從烴燃料源、水源和所述水性燃料乳化劑包的來源產(chǎn)生優(yōu)良的水性燃料乳液。
近來的燃料開發(fā)已產(chǎn)生一些水性燃料乳液，它們基本上由碳基燃料、水和各種添加劑例如潤滑劑、乳化劑、表面活性劑、緩蝕劑、十六烷值增進(jìn)劑等組成。這些水性燃料乳液可能在如下方面起關(guān)鍵作用為內(nèi)燃機-包括但不限于壓縮點火發(fā)動機(即，柴油機)-尋找低成本方式，從而實現(xiàn)將排放量減小到低于指示的值而不顯著改變發(fā)動機、燃料體系或現(xiàn)有的燃料輸送基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。
有利地，水性燃料乳液往往通過改變?nèi)剂显诎l(fā)動機內(nèi)燃燒的方式而減小或抑制氮氧化物(NOx)和粒化物(即，積炭和烴的組合)的形成。具體地說，由于水的存在，所述燃料乳液在比常規(guī)燃料低的溫度下燃燒。這加上在更高的峰值燃燒溫度下通常在發(fā)動機廢氣中產(chǎn)生更多的NOx這種認(rèn)識，人們能容易地理解應(yīng)用水性燃料乳液的優(yōu)點。
如本領(lǐng)域中熟知的那樣，由于主要組分的密度或相對重量不同，這樣的水性燃料乳液的組成部分在一定時間后往往分離或不穩(wěn)定。例如，柴油烴源的密度約為0.85，而水源的密度約為1.0。因為對于較大的水滴來說相分離的重力驅(qū)動力更為顯著，所以含較小水滴的乳液將更長時間保持穩(wěn)定。水性燃料乳液的破裂或相分離也受水滴聚結(jié)、絮凝或沉降如何迅速的影響。乳液的破裂也受水性燃料所處環(huán)境的影響。例如，高溫和動態(tài)應(yīng)力可加速水性燃料乳液的劣化。考慮到燃燒裝置固有的高溫和相關(guān)的燃料輸送體系，必須將水性燃料乳液設(shè)計成耐受規(guī)定量的熱和應(yīng)力。如果在燃燒應(yīng)用以前沒有檢測，水性燃料乳液的任何破裂都可能是極具有破壞性的?？紤]到懸浮的顆粒與不連續(xù)相的微觀性質(zhì)，水性燃料乳液可能憑肉眼看起來良好，但是由熟悉本領(lǐng)域的人員根據(jù)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)來判斷，實際上可認(rèn)為是差的。
測定產(chǎn)生水源和烴源的特定乳液所需乳化劑的量通常可用本領(lǐng)域常見的基于物料密度、不連續(xù)相的粒徑等的計算方法來計算。這樣的測定通常歸納于不連續(xù)相的顆粒分布曲線中。
通常認(rèn)識到，水性燃料乳液可通過將液態(tài)烴源、乳化劑源和水源混合而生產(chǎn)。制備水性燃料乳液的技術(shù)基本涉及三個方面1)每一組分(或其部分)與其它組分(或其部分)混合的具體順序，2)組分的特定的機械混合程序，以及3)水性燃料乳化劑的特定的化學(xué)性質(zhì)。
雖然已認(rèn)識到一系列不同的順序，但通常認(rèn)為，水性燃料乳液的組成部分決定了，應(yīng)當(dāng)首先將進(jìn)料的乳化劑與水性燃料乳液的外相(或其部分)混合，然后與不連續(xù)相(或其部分)混合。
例如，就油相控制的乳液(oil-phased emulsion)來說，在與水的不連續(xù)相混合以前，進(jìn)料的乳化劑應(yīng)當(dāng)首先與烴源混合。反之，就水相控制的乳液(water-phased emulsion)來說，在與油的不連續(xù)相(或其部分)混合以前，進(jìn)料的乳化劑應(yīng)當(dāng)首先與水源(或其部分)混合。在對部分進(jìn)行預(yù)混合的情況下，當(dāng)生產(chǎn)水性燃料乳液時，在隨后的時刻引入剩余部分。
雖然在乳化過程中可能有幾個混合站，但是當(dāng)將水源與油源混合時通常需要一個高剪切混合階段。在高剪切混合以前，各階段可應(yīng)用不太強烈的混合裝置混合，例如線上混合機或其它常見液體攪拌器，因為正被混合的化學(xué)品具有比較相容的化學(xué)性質(zhì)。由于水和油的化學(xué)性質(zhì)非常不同，所以需要大量的機械能以便將不連續(xù)相減小到能促使形成穩(wěn)定的水性燃料乳液的尺寸。
乳化劑的化學(xué)組成通常由表面活性劑或皂組成，后者包含至少兩種組分的混合物一種組分主要是烴溶性的，另一種組分主要是水溶性的，于是表面活性劑是平衡的，以致烴和水相之間的界面張力基本為零。換句話說，這些化學(xué)組成的每一種在破壞油和水之間的表面張力方面起關(guān)鍵作用，所以可在不同分子間形成鍵并且有助于分散水滴(防止彼此吸引)。這基本上是通過三種不同類別帶電荷的化學(xué)組成部分完成的，它們被稱為陽離子類(正電荷)、陰離子類(負(fù)電荷)和非離子類(中性電荷)或其組合。
在很多情況下，乳化劑包被設(shè)計成可溶于不連續(xù)相。以水性乳化燃料的百分?jǐn)?shù)表示的乳化劑的量將根據(jù)幾個因素而變，這些因素包括連續(xù)相和不連續(xù)相的類別和量、乳化劑的化學(xué)組成、以及不連續(xù)相的粒徑。本領(lǐng)域所需的是穩(wěn)定的乳化劑包。
概述本發(fā)明是一種生產(chǎn)燃料乳化劑包的方法，所述乳化劑包用于把烴燃料源、水源和水性燃料乳液乳化劑源混合成水性燃料乳液。有利地，通過結(jié)合小面積高速混合裝置(該裝置產(chǎn)生合適的混合環(huán)境而使乳化劑各組分的各化合物相互作用)，所述乳化劑與常規(guī)生產(chǎn)的乳化劑相比增強了水性燃料乳液的長期穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。
公開了一種生產(chǎn)乳化劑包的方法。該方法包括，在一個混合容器中將燃料可溶性產(chǎn)品流、穩(wěn)定劑流和水流摻合而形成混合物。在所述混合容器中將該混合物混合并且將該混合物再循環(huán)通過該混合容器。最后，用剪切裝置在每秒約27,500次剪切-每秒約87,500次剪切的速率下剪切所述混合物。
還公開了一種生產(chǎn)水性燃料乳液的方法。該方法包括，將液態(tài)烴燃料流與乳化劑包流和水流摻合而形成第一種混合物。所述乳化劑包是通過包括下述步驟的方法生產(chǎn)的在一個混合容器中將燃料可溶性產(chǎn)品流、穩(wěn)定劑流和水流摻合而形成乳化劑混合物；在該混合容器中將所述乳化劑混合物混合；將所述乳化劑混合物再循環(huán)通過所述混合容器；以及用剪切裝置在每秒約27,500次剪切-每秒約87,500次剪切的速率下剪切所述乳化劑混合物。然后，該方法包括，將所述第一種混合物導(dǎo)入一個混合容器并混合該第一種混合物而形成水性燃料乳液。
附圖簡述現(xiàn)在參考附圖，其中，類似的單元標(biāo)號也類似

圖1是水性燃料乳液的生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖；以及圖2是乳化劑包的生產(chǎn)系統(tǒng)示意圖。
詳細(xì)描述本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，下列描述只是闡述性的而不是以任何方式限制。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能輕易地聯(lián)想到其它實施方案。
圖1闡釋了乳液生產(chǎn)系統(tǒng)10的示意圖。在該優(yōu)選實施方案中，該生產(chǎn)系統(tǒng)在環(huán)境條件下操作。生產(chǎn)系統(tǒng)10包括一組原料入口。為闡述起見，入口12提供烴燃料，入口14提供乳化劑包，而且入口16提供水源并且可在適當(dāng)位置與混合裝置32連接。
入口12和14分別對位于入口12和14與管道24的交會點處的燃料泵18提供烴燃料和乳化劑包。燃料泵18將所述烴燃料和所述乳化劑包以選定的流速輸送到混合泵站22。烴和乳化劑包將以約0.87加侖/分鐘(gpm)的速率在生產(chǎn)率約為1gpm的乳化系統(tǒng)中流動。采用流量測量裝置30來控制從混合泵站22導(dǎo)向混合裝置32的烴燃料和乳化劑包混合物的流量。
入口16對水泵20提供流過管道26的水源。水泵20導(dǎo)引水源流過流量測量裝置28。然后以選定的流速將水流輸送到混合裝置32。該水將以約0.13gpm的速率在生產(chǎn)率約為1gpm的乳化系統(tǒng)中流動。
流過流量測量裝置后，管道24和26將物料導(dǎo)向混合裝置32。可應(yīng)用現(xiàn)有的泵(如圖示)、應(yīng)用另外的泵(未示出)、通過重力、或者通過本領(lǐng)域已知的其它方法輸送物料。
混合裝置32包括工業(yè)上應(yīng)用的混合機(沒有圖示)，包括但不限于機械攪拌混合機、靜態(tài)混合機、剪切混合機、聲波混合機、高壓均化器等。這類裝置的實例包括但不限于Silverson Corporation的轉(zhuǎn)子定子式單元混合機(rotor stator designed unit mixers bySilverson Corporation)。
產(chǎn)生乳液后，可在生產(chǎn)后立即應(yīng)用乳液或者通過管道34將乳液導(dǎo)向貯槽36供以后用。
圖2闡釋了乳化包生產(chǎn)系統(tǒng)38的示意圖。在該優(yōu)選實施方案中，乳化包生產(chǎn)系統(tǒng)38在環(huán)境條件下操作。乳化包生產(chǎn)系統(tǒng)38包括一組原料入口。為闡述起見，入口40提供燃料可溶性產(chǎn)品流，入口42提供穩(wěn)定劑流，而且入口44提供水流并且可在適當(dāng)位置與混合容器64連接。
入口40對與泵46有流體連通的管道58提供燃料可溶性產(chǎn)品(例如脂肪酸)流。泵46沿管道58以選定的流速對混合容器64輸送燃料可溶性產(chǎn)品。采用流量測量裝置52來控制流向混合容器64的燃料可溶性產(chǎn)品的流動。燃料可溶性產(chǎn)品能以約5-約8gpm的速率流入容積約為50加侖的混合容器64。
入口42對與泵48有流體連通的管道60提供穩(wěn)定劑(例如聚異丁烯)流。泵48沿管道60以選定的流速將穩(wěn)定劑輸送到混合容器64。采用流量測量裝置54來控制流向混合容器64的穩(wěn)定劑的流動。穩(wěn)定劑能以約10-約13gpm的速率流入容積約為50加侖的混合容器64。
入口44對與泵50有流體連通的管道62提供水(例如基于銨的水)或反應(yīng)物流。泵50沿管道62以選定的流速將水輸送到混合容器64。采用流量測量裝置56來控制流向混合容器64的水的流動。水能以約0.25-約0.75gpm的速率流入容積約為50加侖的混合容器64。
流過流量測量裝置后，管道58、60和62將物料導(dǎo)入混合裝置64?？蓱?yīng)用現(xiàn)有的泵(如圖示)、應(yīng)用另外的泵(未示出)、通過重力、或者通過本領(lǐng)域已知的其它方法輸送物料。
將混合機66布置在混合容器64中供混合從入口40、42和44導(dǎo)入的原料?；旌蠙C66布置在混合容器64中供另外混合所述燃料可溶性產(chǎn)品、穩(wěn)定劑和水。乳化包生產(chǎn)系統(tǒng)38裝備了再循環(huán)系統(tǒng)68和剪切裝置系統(tǒng)70。
再循環(huán)系統(tǒng)68通過泵(只示出一個泵72)和管道(只示出一條管道76)的系統(tǒng)從混合容器64導(dǎo)引所述混合物并且將該混合物再導(dǎo)引返回混合容器64供進(jìn)一步處理。
剪切裝置系統(tǒng)70包括液體攪拌工業(yè)上應(yīng)用的高速混合機74，包括但不限于機械攪拌混合機、靜態(tài)混合機、剪切混合機、聲波混合機、高壓均化器等。這類裝置的實例包括但不限于SilversonCorporation的轉(zhuǎn)子定子式單元混合機。管道(只示出一條管道78)通過泵系統(tǒng)(只示出一個泵80)將所述混合物再導(dǎo)引返回混合容器。
產(chǎn)生乳化包體系后，可在生產(chǎn)后立即應(yīng)用該乳化包或者通過管道82將該乳化包導(dǎo)向貯槽84供以后用。
任選地，可以以不同的時間間隔和按不同的順序添加用脂肪酸和聚異丁烯指代的燃料可溶性原料和用基于銨的水指代的水溶性原料。另外，混合過程可在比環(huán)境溫度略高或略低的溫度下進(jìn)行。可人工控制或者通過控制系統(tǒng)來控制所述過程。然而，這些實例中沒有一個旨在是包括一切的。
對用于制備水性燃料乳液的優(yōu)選化合物的描述如下。
用于形成水性烴燃料乳液的液態(tài)烴燃料可以是任何和所有的烴類石油餾出物燃料，包括但不限于ASTM Specification D439定義的動力汽油、ASTM Specification D396定義的柴油機燃料或燃料油、煤油、石腦油(naptha)、脂族化合物、鏈烷烴(paraffinics)等。包含非烴類物質(zhì)的液態(tài)烴燃料包括但不限于醇，例如甲醇、乙醇等，醚，例如乙醚、甲乙醚等，有機硝基化合物等，以及衍生自植物源的液體燃料(即，生物柴油)或衍生自礦物源的液體燃料(即，礦物衍生燃料)，所述植物源或礦物源例如玉米、苜蓿、頁巖、煤等。液態(tài)烴燃料還可包括一種或多種烴類燃料和一種或多種非烴類物質(zhì)的混合物。這樣的混合物的實例有汽油和乙醇的組合，以及柴油機燃料和乙醚的組合。
用于形成水性烴燃料乳液的乳化劑包可包括但不限于燃料可溶性產(chǎn)品、離子型或非離子型化合物、水溶性化合物和穩(wěn)定劑的部分或全部的組合。
燃料可溶性產(chǎn)品是可能含約12-約30個碳原子的脂肪酸的衍生物。實例包括但不限于肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸等，及其組合。一種優(yōu)選的油酸是可得自Ashland ChemicalCompany的品名為213 Oleic Acid Technical的工業(yè)級油酸。
離子型或非離子型化合物具有在約10-約20范圍內(nèi)的親水親油平衡值。實例公開于McCutheon′s Emulsifiers and Detergents，1998，North American & International Edition，并且包括但不限于嵌段共聚物、乙氧基化壬基酚、乙氧基化脂肪酸和酯、乙氧基化烷基酚、脫水山梨糖醇衍生物和乙氧基化脂肪酸、醇等，及其組合。一種優(yōu)選的乙氧基化壬基酚是可得自BASF的IGEPAL。
所述水溶性化合物可以是胺鹽、銨鹽、堿金屬鹽等，或其某種組合。一種優(yōu)選的銨鹽產(chǎn)品是通過將至少一種脂肪酸衍生物與含氨的水反應(yīng)制備的。脂肪酸與用水稀釋的銨之間的反應(yīng)是在保證形成預(yù)期的水溶性產(chǎn)品的條件下進(jìn)行的。通常，在大致環(huán)境條件下將所述用水稀釋的銨與脂肪酸混合在一起，然后經(jīng)歷呈剪切混合裝置形式的特定量的機械攪拌以及給定時間的再循環(huán)。
所述穩(wěn)定劑衍生自聚異丁烯琥珀酸化合物。該化合物可包括酸酐。一種優(yōu)選的聚異丁烯琥珀酸化合物是OLOA371并且可得自ChevronOronite LLC。
用于形成水性烴燃料乳液的水可采自任意源。所述水包括但不限于自來水、去離子水、軟化水和凈化水。凈化水可從任何處理方法形成，例如反滲透、去離子作用、蒸餾等。
另外，所述燃料乳液可包含選自下組的附加組分分散劑、緩蝕劑、抗氧化劑、防銹劑、去污劑和潤滑劑。這些附加組分是燃料增強劑并且不一定實現(xiàn)乳液燃料的乳液質(zhì)量。
所述水性燃料乳液的組分的混合比是按照重量百分比。在一個實施方案中，水性燃料乳液中的烴類餾出物燃料的重量百分?jǐn)?shù)是約81％-約99.5％。水性燃料乳液中的乳化劑包的重量百分?jǐn)?shù)是約0.5％-約19％、優(yōu)選約0.5％-約5％。水性燃料乳液中的水的重量百分?jǐn)?shù)是約0.1％-約18.5％。
在該實施方案中，乳化劑包的組分的混合比可分解為重量百分?jǐn)?shù)表示的組分。乳化劑包中的全部水的重量百分?jǐn)?shù)是約10％-約40％，而且水中的氫氧化銨的重量百分?jǐn)?shù)是約0.5％-約3％。乳化劑包中的脂肪酸混合物的重量百分?jǐn)?shù)是約50％-約70％。乳化劑包中的聚酐的重量百分?jǐn)?shù)是約3％-約15％。
在乳化劑包生產(chǎn)系統(tǒng)的一個優(yōu)選實施方案中，該系統(tǒng)包括一組原料入口，一個50加侖混合槽(它是敞開的或封閉的系統(tǒng))、一個3葉片螺旋槳式混合機、一個齒輪泵驅(qū)動的再循環(huán)系統(tǒng)和一個轉(zhuǎn)子定子式剪切系統(tǒng)(rotor stator shearing system)。所述50加侖混合槽可以具有一個敞開的頂部、一個圓底，從頂部中央到底部中央的總深度約為24英寸。在混合槽中沒有擋板，而且它通常以其容量的約70％的體積生產(chǎn)。
可較小角度地偏離中央設(shè)置所述混合機。該混合機可由1750轉(zhuǎn)/分鐘(rpm)的馬達(dá)驅(qū)動。在操作期間，混合rpm可根據(jù)介質(zhì)的體積和介質(zhì)的密度(即，稠度)而變。例如，當(dāng)介質(zhì)稠時，可將馬達(dá)設(shè)定在約30％-約35％功率(約525rpm-約612rpm)。而如果體積值低，或者介質(zhì)稀，可將馬達(dá)設(shè)定在約15％功率(約262rpm)。
所述再循環(huán)系統(tǒng)可由一個齒輪泵和一組直徑約1英寸的蛇管構(gòu)成。泵是2700-rpm馬達(dá)。該馬達(dá)在約75％-約80％功率下操作。所述槽充當(dāng)再循環(huán)回路中的介質(zhì)的開始和結(jié)束沉井(beginning andending sink)。介質(zhì)從位于混合槽的底前部的閥離開混合槽并且在頂部返回混合槽。
所述轉(zhuǎn)子定子式剪切系統(tǒng)是一個線上混合機。一個轉(zhuǎn)速為3600rpm的1.5馬力的馬達(dá)驅(qū)動它。所述定子是通用的破碎頭型(disintegrating head type)。該定子用于寬范圍的用途，而且該頭給出最大的物料通過量(throughput)。所述定子具有約10個充當(dāng)篩的孔。測得每個孔的直徑約0.36英寸(約3/8”)或者約9.5mm。所述轉(zhuǎn)子具有四個葉片。
實施例1利用下列方法產(chǎn)生水性燃料乳液。該水性燃料乳液由以重量表示的約13％的水源、約85％的2號餾分油(distillate No.2 oil)和約2％的乳化劑包組成。乳化劑包由約62.5％脂肪酸化合物、約7.5％聚異丁烯琥珀酸化合物和約30％水基銨化合物組成。
脂肪酸和聚異丁烯溶液占兩個5加侖的容器，這兩個容器用于人工對槽進(jìn)料。雖然添加每一原料的順序不一定是相關(guān)的，但是通常在運行所述混合機和再循環(huán)系統(tǒng)這兩者的同時首先導(dǎo)入基于脂肪酸的產(chǎn)品，這是由于它容易流過該系統(tǒng)。
通過微型泵(2700rpm馬達(dá))、流量計和帶閥的噴射頭從10加侖槽導(dǎo)入含氨的水。引入水溶性乳化劑原料就開始進(jìn)行在介質(zhì)上的化學(xué)反應(yīng)，它是皂化(皂洗)反應(yīng)。化學(xué)反應(yīng)和剪切幾乎同時發(fā)生。水溶性溶液的流速約為每分鐘1升。
在一個實施例中，按照下列順序首先脂肪酸化合物，其次聚異丁烯化合物，而水基銨化合物最后。
當(dāng)重復(fù)這些程序并且檢測不同的操作參數(shù)以增大生產(chǎn)率時發(fā)現(xiàn)，由剪切混合機產(chǎn)生的混合作用對于生產(chǎn)能產(chǎn)生堅固的油包水乳液的乳化劑包來說至關(guān)重要。換句話說，剪切步驟可能對于產(chǎn)生最適乳化劑包來說是太溫和的或太苛刻的。發(fā)現(xiàn)了，通過小于每秒約12,500次剪切和大于每秒約87,500次剪切產(chǎn)生的乳化劑包始終產(chǎn)生測定時是熱不穩(wěn)定的和不耐用的油包水乳液。優(yōu)選地是，采用每秒約12,500次剪切-每秒約87,500次剪切產(chǎn)生乳化劑包，每秒約25,000次剪切-每秒約70,500次剪切是更優(yōu)選的，每秒約40,000次剪切-每秒約60,000次剪切更是優(yōu)選的，每秒約50,000次剪切-每秒約55,000次剪切是最優(yōu)選的。
表1闡述了對于具有應(yīng)用剪切裝置在不同的速率下混合的乳化劑包的乳液完成的試驗的測試結(jié)果。該信息闡明了用不充分混合的乳化劑包生產(chǎn)的水性燃料乳液將如何通不過本領(lǐng)域常規(guī)的一定范圍的標(biāo)準(zhǔn)試驗。過度混合的水性燃料也一樣。關(guān)于各剪切速率的描述如下“低剪切”是小于每秒約12,500次剪切(具體地說，#1是每秒約1,000次剪切，#2是每秒約5,000次剪切，而#3是每秒約10,000次剪切)；“中剪切”是每秒約12,500次剪切-每秒約87,500次剪切(具體地說，#1是每秒約25,000次剪切，#2是每秒約50,000次剪切，而#3是每秒約75,000次剪切)；而“高剪切”是大于每秒約87,500次剪切(具體地說，#1是每秒約90,000次剪切，#2是每秒約100,000次剪切，而#3是每秒約110,000次剪切)。
下文給出了表1中應(yīng)用和闡釋的測試程序的歸納。
程序A將水性燃料乳液置于100ml試管內(nèi)并且在室溫和靜態(tài)環(huán)境下放置7天?！巴ㄟ^”表示沒有注意到游離水(即，多于約1ml)，而“失敗”表示注意到游離水(即，多于約1ml)。
程序B將水性燃料乳液置于50ml試管內(nèi)并且放入環(huán)境溫度下的離心機中在6,000rpm下離心5分鐘?！巴ㄟ^”表示沒有注意到游離水(即，多于約1ml)，而“失敗”表示注意到游離水(即，多于約1ml)。
程序C將水性燃料乳液置于50ml試管內(nèi)并且放入在170的溫度下受熱的離心機中在1,000rpm下離心1分鐘?！巴ㄟ^”表示沒有注意到游離水(即，多于約1ml)，而“失敗”表示注意到游離水(即，多于約1ml)。
程序D將水性燃料乳液用于在1,200rpm的基本負(fù)荷下的8.3卡明斯固定式發(fā)動機(8.3 Cummings Stationary Engine)直到燃料被加熱到約100-約120。將規(guī)定的溫度下的水性燃料樣品收集在1,000ml容器內(nèi)，隨后冷卻到環(huán)境條件放置過夜。約24小時后，使樣品經(jīng)歷程序A和B。應(yīng)用程序A和B以后，“通過”表示沒有注意到游離水(即，多于約1ml)，而“失敗”表示注意到游離水(即，多于約1ml)。
程序E應(yīng)用水性燃料乳液來操作標(biāo)準(zhǔn)的商用車輛行駛規(guī)定的路徑，它包括不少于約100英里的路途行駛。一旦完成了該路徑，就停放車輛達(dá)48小時以模擬實際操作條件。這樣使水性燃料乳液在車輛油箱中沉降，直到在適當(dāng)?shù)脑绯繉④囕v“冷”啟動。“通過”表示點火時限沒有延遲并且產(chǎn)生很少到?jīng)]有產(chǎn)生煙的車輛啟動，而“失敗”表示有煙或點火時限延遲的車輛啟動。
表1
重要的是注意到，雖然憑肉眼觀察水性燃料乳液可能看起來很相似，但乳液的質(zhì)量及其在燃燒室中的適用性通常是通過包括水性燃料乳液的穩(wěn)定性和應(yīng)力試驗的一系列試驗測定的。因此，乳化劑包的生產(chǎn)和乳化劑包在形成的乳液中的應(yīng)用產(chǎn)生一種具有優(yōu)異性能的乳液，包括優(yōu)異的貯存性能、增大的熱穩(wěn)定性和改善的動態(tài)穩(wěn)定性和用途。
雖然參考列舉的實施方案描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)懂得可進(jìn)行各種改變，而且可用等同物代替它的要素而不偏離本發(fā)明的范圍。此外，可根據(jù)啟示進(jìn)行很多修飾以適應(yīng)特定的情況或物料而不偏離它的基本范圍。因此，希望本發(fā)明不限于作為預(yù)期實施本發(fā)明的最佳方式公開的特定的實施方案，而希望本發(fā)明將包括落入附后權(quán)利要求書的范圍的所有實施方案。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)乳化劑包的方法，它包括在混合容器中將燃料可溶性產(chǎn)品流、穩(wěn)定劑流和水流摻合而形成混合物；在所述混合容器中將所述混合物混合；將所述混合物再循環(huán)通過所述混合容器；以及用剪切裝置在每秒約27,500次剪切-每秒約87,500次剪切的速率下剪切所述混合物。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，所述剪切裝置選自下組高速混合機、機械攪拌混合機、靜態(tài)混合機、剪切混合機、聲波混合機和高壓均化器。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，所述水選自下組基于銨的水、自來水、去離子水、軟化水和凈化水。
4.權(quán)利要求1的方法，其中，所述燃料可溶性產(chǎn)品是脂肪酸的衍生物。
5.權(quán)利要求4的方法，其中，所述脂肪酸選自下組肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸及其組合。
6.權(quán)利要求1的方法，其中，所述穩(wěn)定劑選自下組聚異丁烯和聚異丁烯琥珀酸酐化合物。
7.一種通過權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的乳化劑包。
8.一種生產(chǎn)水性燃料乳液的方法，它包括將液態(tài)烴燃料流與乳化劑包流和水流摻合而形成第一種混合物，所述乳化劑包是通過包括下述步驟的方法生產(chǎn)的在混合容器中將燃料可溶性產(chǎn)品流、穩(wěn)定劑流和第一份水流摻合而形成乳化劑混合物；在所述混合容器中將所述乳化劑混合物混合；以及將所述乳化劑混合物再循環(huán)通過所述混合容器；以及用剪切裝置在每秒約27,500次剪切-每秒約87,500次剪切的速率下剪切所述乳化劑混合物；將所述第一種混合物導(dǎo)入混合容器；以及混合所述第一種混合物而形成水性燃料乳液。
9.權(quán)利要求8的方法，其中，所述混合容器裝有混合裝置。
10.權(quán)利要求9的方法，其中，所述混合裝置選自下組高速混合機、機械攪拌混合機、靜態(tài)混合機、剪切混合機、聲波混合機和高壓均化器。
11.權(quán)利要求8的方法，其中，所述第一份水選自下組基于銨的水、自來水、去離子水、軟化水和凈化水。
12.權(quán)利要求8的方法，其中，所述燃料可溶性產(chǎn)品是脂肪酸的衍生物。
13.權(quán)利要求12的方法，其中，所述脂肪酸選自下組肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、油酸、亞油酸、亞麻酸及其組合。
14.權(quán)利要求8的方法，其中，所述穩(wěn)定劑選自下組聚異丁烯和聚異丁烯琥珀酸化合物。
15.權(quán)利要求8的方法，其中，所述燃料是烴類石油餾出物燃料。
16.權(quán)利要求15的方法，其中，所述烴類石油餾出物燃料選自下組動力汽油、柴油機燃料、燃料油、煤油、石腦油、脂族化合物和鏈烷烴。
17.權(quán)利要求8的方法，其中，所述燃料是非烴類燃料。
18.權(quán)利要求17的方法，其中，所述非烴類燃料選自下組甲醇、乙醇、乙醚、甲乙醚、有機硝基化合物、生物柴油和礦物衍生的燃料。
19.權(quán)利要求8的方法，其中，所述第二份水選自下組自來水、去離子水、軟化水和凈化水。
20.權(quán)利要求8的方法，其中，所述第二種混合物還包含選自下組的化合物分散劑、緩蝕劑、抗氧化劑、防銹劑、去污劑和潤滑劑。
21.一種通過權(quán)利要求8的方法生產(chǎn)的乳化燃料。
全文摘要
公開了一種生產(chǎn)乳化劑包的方法。該方法包括，在混合容器中將燃料可溶性產(chǎn)品流、穩(wěn)定劑流和水流摻合而形成混合物。在所述混合容器中將所述混合物混合并且將所述混合物再循環(huán)通過所述混合容器。最后，用剪切裝置在每秒約27,500次剪切－每秒約87,500次剪切的速率下剪切所述混合物。還公開了一種生產(chǎn)水性燃料乳液的方法。
文檔編號C10LGK1878856SQ200480032970
公開日2006年12月13日 申請日期2004年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月9日
發(fā)明者V·M·孟克里夫, J·L·沃爾德龍, P·格萊姆斯, R·W·岡納爾曼 申請人:清潔燃料技術(shù)公司