專利名稱：利用高分子中空纖維多孔膜制備乳化燃油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種乳化燃油的制備技術(shù)，尤其是一種用高分子中空纖維多孔膜制備 乳化燃油的方法。
背景技術(shù)：
以燃油(例如柴油、汽油)為連續(xù)相，水等為分散相，在乳化劑及助劑的作用下，可 制成乳化燃油。由于水的沸點(diǎn)較燃油低，在燃油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)近2000°C的高溫下，水微滴 首先汽化，形成眾多的“爆破點(diǎn)”，使燃油形成微粒分散于燃燒介質(zhì)(空氣或氧氣等)，提高 燃油的二次霧化效果，提高燃油的燃燒效果，減少了燃油因燃燒不完全導(dǎo)致尾氣排放出現(xiàn) 黑煙等現(xiàn)象，同時(shí)，高溫水蒸氣一方面可以抑制發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸結(jié)碳，另一方面，對形成汽缸內(nèi) 的碳可進(jìn)行水煤氣轉(zhuǎn)化，使之形成可燃燒氣體，起到保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)的目的，也降低了尾氣排放 中的CO、NOx等有害物質(zhì)的排放，既節(jié)約了能源，又保護(hù)了環(huán)境。是一種較好的節(jié)能環(huán)保技 術(shù)，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。制備乳化燃油的方法主要有攪拌法、均質(zhì)法、超聲分散法及膜法。攪拌法及均質(zhì)法 制備的乳化燃油粒徑較大，穩(wěn)定期較短，需要加入較多的乳化劑及助劑，所用功率較大，導(dǎo) 致生產(chǎn)成本較高，同時(shí)不能適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的要求。超聲波法也存在動(dòng)力消耗大，設(shè)備 投資大不適應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化的要求。膜法乳化用膜主要有多孔玻璃膜(SPG膜)和陶瓷膜 (《化工學(xué)報(bào)》2005，56 (7)，1284-1287)，相比于高分子中空纖維膜而言，孔徑均勻性不高，單 位體積膜處理量偏小，使得乳化燃油在儲(chǔ)存長期性、處理能力規(guī)?；?、低制造成本等方面未 能得到根本的解決，制約了工業(yè)應(yīng)用，未能取得實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種利用高分子中空纖維多孔 膜制備乳化燃油的方法，制備的乳化燃油粒徑較小，穩(wěn)定期較長。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述利用高分子中空纖維多孔膜制備乳化燃油的方 法，其特征是，所述方法包括以下工藝步驟，其組份按重量份數(shù)計(jì)(1)將中空纖維膜組裝于膜殼內(nèi)；(2)將87. 8 99. 9份的燃油、0. 1 2. 2份的表面活性劑和0 10份助劑混合作 為連續(xù)相，送入中空纖維膜的膜內(nèi)側(cè)，并在膜內(nèi)側(cè)循環(huán)；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為0. 05 10米/秒；(3)將1 20份的水或甲醇、0. 1 5份表面活性劑和0 10份的助劑混合作為 分散相，送入中空纖維膜的膜外側(cè)；(4)控制中空纖維膜內(nèi)外側(cè)的壓力差為0. 005 0. 2MPa，所述膜外側(cè)的壓力大于 膜內(nèi)側(cè)的壓力，使分散相進(jìn)入連續(xù)相；(5)當(dāng)分散相完全進(jìn)入連續(xù)相后，維持膜內(nèi)側(cè)的連續(xù)相繼續(xù)循環(huán)1 300min得到 乳化燃油；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為0. 05 10米/秒。
所述燃油為汽油、柴油或煤油中的一種或幾種。所述表面活性劑為斯盤-80、脂肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多銨鹽、咪唑啉型、嗎啉 型、胍類、十二烷基苯磺酸鈉、直鏈烷基苯磺酸鈉、烷基磺酸鹽、α _烯烴磺酸鹽、烷基甘油醚 磺酸鹽、脂肪醇硫酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單月桂 酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯、吐溫-20中的一種 或幾種。所述助劑為乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正己醇、正戊醇、異戊醇、醋酸 乙酯、醋酸丙酯和醋酸丁酯中的一種或多種。所述中空纖維膜為聚醚砜、聚砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯中空纖 維膜。所述中空纖維膜的內(nèi)徑為0. 6 3. 0mm，所述中空纖維膜的外徑為0. 8 4. 8mm。所述中空纖維膜的孔徑為15 400nm。本發(fā)明制得的乳化燃油的分散相液滴尺寸可小至納米級，大大提高乳化燃油的穩(wěn) 定性；在相同儲(chǔ)存期時(shí)，乳化劑用量可比攪拌及均質(zhì)法節(jié)省40%左右；其動(dòng)力消耗僅為輸 送泵的動(dòng)力，比攪拌及均質(zhì)法大大節(jié)能。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一一種利用高分子中空纖維多孔膜制備乳化燃油的方法，其組份按重量 份數(shù)計(jì)，包括以下工藝步驟(1)將聚醚砜中空纖維膜組裝于膜殼內(nèi)；所述聚醚砜中空纖維膜的內(nèi)徑為1. Omm, 所述聚醚砜中空纖維膜的外徑為1. 5mm ；所述聚醚砜中空纖維膜的孔徑為25nm ；(2)將87.8份的汽油、0. 1份的斯盤-80表面活性劑混合作為連續(xù)相，送入聚醚砜 中空纖維膜的膜內(nèi)側(cè)，并在膜內(nèi)側(cè)循環(huán)；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為0. 5米/秒；(3)將10份的水、0. 1份的吐溫-20表面活性劑混合作為分散相，送入聚醚砜中空 纖維膜的膜外側(cè)；(4)控制聚醚砜中空纖維膜內(nèi)外側(cè)的壓力差為0. 05MPa，所述膜外側(cè)的壓力大于 膜內(nèi)側(cè)的壓力，使分散相進(jìn)入連續(xù)相；(5)當(dāng)分散相完全進(jìn)入連續(xù)相后，維持膜內(nèi)側(cè)的連續(xù)相繼續(xù)循環(huán)Imin得到乳化燃 油；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為0. 5米/秒。取所得乳化燃油0. 05ml稀釋后用激光光散射儀檢測乳液粒徑為42nm，分散系數(shù) 為0. 18，常溫穩(wěn)定時(shí)間為85天。實(shí)施例二一種利用高分子中空纖維多孔膜制備乳化燃油的方法，其組份按重量 份數(shù)計(jì)，包括以下工藝步驟(1)將聚砜中空纖維膜組裝于膜殼內(nèi)；所述聚砜中空纖維膜的內(nèi)徑為3. 0mm，所述 聚砜中空纖維膜的外徑為4. 8mm ；所述聚砜中空纖維膜的孔徑為35nm ；(2)將99. 9份的柴油、2. 2份的吐溫-20和1份乙醇助劑混合作為連續(xù)相，送入聚 砜中空纖維膜的膜內(nèi)側(cè)，并在膜內(nèi)側(cè)循環(huán)；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為10米/秒；(3)將20份的甲醇、5份十二烷基苯磺酸鈉和10份的正丙醇混合作為分散相，送入聚硯中空纖維膜的膜外側(cè)；(4)控制聚砜中空纖維膜內(nèi)外側(cè)的壓力差為0. 02MPa，所述膜外側(cè)的壓力大于膜 內(nèi)側(cè)的壓力，使分散相進(jìn)入連續(xù)相；(5)當(dāng)分散相完全進(jìn)入連續(xù)相后，維持膜內(nèi)側(cè)的連續(xù)相繼續(xù)循環(huán)300min得到乳化 燃油；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為10米/秒。取所得乳化燃油0. 05ml稀釋后用激光光散射儀檢測乳液粒徑為34nm，分散系數(shù) 為0. 16，常溫穩(wěn)定時(shí)間為97天。實(shí)施例三一種利用高分子中空纖維多孔膜制備乳化燃油的方法，其組份按重量 份數(shù)計(jì)，包括以下工藝步驟(1)將聚偏氟乙烯中空纖維膜組裝于膜殼內(nèi)；所述聚偏氟乙烯中空纖維膜的內(nèi)徑 為2. 0mm，所述聚偏氟乙烯中空纖維膜的外徑為2mm ；所述聚偏氟乙烯中空纖維膜的孔徑為 IOOnm ；(2)將90份的煤油、1份的失水山梨醇單月桂酸酯和5份異丙醇混合作為連續(xù)相， 送入聚偏氟乙烯中空纖維膜的膜內(nèi)側(cè)，并在膜內(nèi)側(cè)循環(huán)；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為5米/ 秒；(3)將10份的水、2份聚氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯和5份的正丁醇混合作為 分散相，送入聚偏氟乙烯中空纖維膜的膜外側(cè)；(4)控制中空纖維膜內(nèi)外側(cè)的壓力差為0. IMPa，所述膜外側(cè)的壓力大于膜內(nèi)側(cè)的 壓力，使分散相進(jìn)入連續(xù)相；(5)當(dāng)分散相完全進(jìn)入連續(xù)相后，維持膜內(nèi)側(cè)的連續(xù)相繼續(xù)循環(huán)150min得到乳化 燃油；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為5米/秒。取所得乳化燃油0. 05ml稀釋后用激光光散射儀檢測乳液粒徑為46nm，分散系數(shù) 為0. 17，常溫穩(wěn)定時(shí)間為90天。
權(quán)利要求
一種利用高分子中空纖維多孔膜制備乳化燃油的方法，其特征是，其組份按重量份數(shù)計(jì)，包括以下工藝步驟(1)將中空纖維膜組裝于膜殼內(nèi)；(2)將87.8～99.9份的燃油、0.1～2.2份的表面活性劑和0～10份助劑混合作為連續(xù)相，送入中空纖維膜的膜內(nèi)側(cè)，并在膜內(nèi)側(cè)循環(huán)；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為0.05～10米/秒；(3)將1～20份的水或甲醇、0.1～5份表面活性劑和0～10份的助劑混合作為分散相，送入中空纖維膜的膜外側(cè)；(4)控制中空纖維膜內(nèi)外側(cè)的壓力差為0.005～0.2MPa，所述膜外側(cè)的壓力大于膜內(nèi)側(cè)的壓力，使分散相進(jìn)入連續(xù)相；(5)當(dāng)分散相完全進(jìn)入連續(xù)相后，維持膜內(nèi)側(cè)的連續(xù)相繼續(xù)循環(huán)1～300min得到乳化燃油；所述連續(xù)相的循環(huán)流速為0.05～10米/秒。
2.如權(quán)利要求1所述制備乳化燃油的方法，其特征是所述燃油為汽油、柴油或煤油中 的一種或幾種。
3.如權(quán)利要求1所述制備乳化燃油的方法，其特征是所述表面活性劑為斯盤-80、脂 肪胺鹽、乙醇胺鹽、聚乙烯多銨鹽、咪唑啉型、嗎啉型、胍類、十二烷基苯磺酸鈉、直鏈烷基苯 磺酸鈉、烷基磺酸鹽、α “烯烴磺酸鹽、烷基甘油醚磺酸鹽、脂肪醇硫酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙 烯醚、失水山梨醇單硬脂酸酯、失水山梨醇單月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇單油酸酯、聚 氧乙烯失水山梨醇單硬脂酸酯、吐溫-20中的一種或幾種。
4.如權(quán)利要求1所述制備乳化燃油的方法，其特征是所述助劑為乙醇、正丙醇、異丙 醇、正丁醇、異丁醇、正己醇、正戊醇、異戊醇、醋酸乙酯、醋酸丙酯和醋酸丁酯中的一種或多 種。
5.如權(quán)利要求1所述制備乳化燃油的方法，其特征是所述中空纖維膜為聚醚砜、聚 砜、聚偏氟乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯或聚乙烯中空纖維膜。
6.如權(quán)利要求1所述制備乳化燃油的方法，其特征是所述中空纖維膜的內(nèi)徑為 0. 6 3. 0mm，所述中空纖維膜的外徑為0. 8 4. 8mm。
7.如權(quán)利要求1所述制備乳化燃油的方法，其特征是所述中空纖維膜的孔徑為15 400nmo
8.如權(quán)利要求7所述制備乳化燃油的方法，其特征是所述中空纖維膜的孔徑為20 IOOnm0
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用高分子中空纖維多孔膜制備乳化燃油的方法，特征是，其組份按重量份數(shù)計(jì)，包括以下工藝步驟(1)將中空纖維膜組裝于膜殼內(nèi)；(2)將87.8～99.9份的燃油、0.1～2.2份的表面活性劑和0～10份助劑混合作為連續(xù)相，送入中空纖維膜的膜內(nèi)側(cè)，并在膜內(nèi)側(cè)循環(huán)；(3)將1～20份的水或甲醇、0.1～5份表面活性劑和0～10份的助劑混合作為分散相，送入中空纖維膜的膜外側(cè)；(4)控制中空纖維膜內(nèi)外側(cè)的壓力差為0.005～0.2MPa，所述膜外側(cè)的壓力大于膜內(nèi)側(cè)的壓力，使分散相進(jìn)入連續(xù)相；(5)當(dāng)分散相完全進(jìn)入連續(xù)相后，維持連續(xù)相繼續(xù)循環(huán)得到乳化燃油。本發(fā)明大大提高乳化燃油的穩(wěn)定性，動(dòng)力消耗僅為輸送泵的動(dòng)力，比攪拌及均質(zhì)法大大節(jié)能。
文檔編號(hào)C10L1/24GK101914399SQ201010220899
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月2日
發(fā)明者劉建, 孫余憑, 顧瑾 申請人:江南大學(xué)