CN101024778A - 用于燃油的乳化剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

一种用于燃油的乳化剂，由以下步骤制得：①在去离子水中加入亲水性的不饱和碳链物质和醇类物质；②在轻质油中加入亲油性的可聚合单体物质和低HLB值的表面活性剂；③将步骤①所得的物质加入到步骤②所得的物质；④步骤③所得物质中加入引发剂，然后通入到反应锅中，反应后再加入助引发剂，继续反应后降温到即可。该乳化剂调配乳化燃料油时，工艺简单，安全性高，易于推广；利用其进行乳化的乳化燃油稳定性高、燃烧性能优异。

Description

用于燃油的乳化剂及其制备方法

技术领域

本发明属于一种高分子乳化剂及其制备方法，具体涉及一种用于燃油的乳化剂及其制备方法。

技术背景

近年来，随着我国工农业和交通运输业的飞速发展，对燃油的需求量日益增大，而燃油资源有限，出现了燃油供应不足、价格上涨的趋势；另外由于燃油不完全燃烧造成的环境污染问题也越来越严重。因此，复合燃油及燃油添加剂等节油防污染技术已经产生，并在迅速发展和推广使用。其中最为人们期盼的是燃油掺水乳化技术，它具有节能效率高，明显减少尾气污染等特点。

乳化燃油要求有比较好的储存稳定性和燃烧性能，乳化剂的性能对于乳化燃油的使用效果起到十分关键的作用。乳化燃油必须使加入的去离子水在燃料油中以小水微粒(≤1-2um)的状态均匀存在，否则就会造成储存时的分层和燃烧时的断火现象，并会对设备造成腐蚀，缩短设备的使用寿命。

现有用于燃油的乳化剂的制备工艺，存在制造成本高、工艺复杂、必须经过反应合成等问题，不利于乳化燃料油的推广应用，而且所生产出来的乳化剂均存在乳化柴油的稳定时间不够长(通常小于三个月)等问题，使用过程容易导致断火现象，并会对设备造成腐蚀，缩短设备的使用寿命。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种用于燃油的乳化剂及其制备工艺，它不但工艺简单，而且所得到的乳化剂，可以轻易调配出稳定性、燃烧性能优异的乳化燃料油。

其目的可以按以下方案来实现：用于燃油的乳化剂，由以下重量比的组分组成：

去离子水                  100～500份

亲水性的不饱和碳链物质    1～50份

醇类物质                          10～200份

轻质油                            100～500份

亲油性的不同碳链的可聚合单体物质  50～500份

低HLB值的表面活性剂               10～100份

引发剂                            1～50份

助引发剂                          1～50份

所述亲水性不饱和碳链物质可以为丙烯酸、烯丙基磺酸钠、甲代丙烯基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、1-丙氧(烯)基2-羟基丙烷磺酸钠、甲基丙烯酰胺异丙基磺酸钠、甲基丙烯基磺酸盐、N-单琥珀酸十八烷基酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺丙烷磺酸钠(铵)盐中的一种或多种。

所述醇类物质可以为甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、山梨醇中的一种或多种。

所述轻质油可以为煤油、航空煤油、柴油、轻质柴油、轻质矿物油中的一种或多种。

所述亲油性的不同碳链的可聚合单体物质为亲油性的不同碳链的不饱和烃类、亲油性的不同碳链的不饱和酯类、亲油性的不同碳链的不饱和脂肪酸中的一种或多种。

所述亲油性的不同碳链的不饱和烃类可以为单烯烃、双烯烃、苯乙烯、对苯乙烯磺酸盐、1，3-戊二烯中的一种或多种。

所述亲油性的不同碳链的不饱和酯类可以为丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸二十二酯、甲基丙烯酸甲(乙或丙或丁)酯、油酸酯中的一种或多种。

所述亲油性的不同碳链的不饱和脂肪酸可以为甲基丙烯酸、油酸、亚油酸、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、十八烯酸中的一种或多种。

所述引发剂可以为油溶性过氧化物溶液，所述助引发剂可以为具有官能团的过氧化物溶液。

上述低HLB值的表面活性剂，是指亲水-亲油平衡值小于6的表面活性剂，如单月桂酸甘油酯、双月桂酸甘油酯、单乳酸甘油酯、双乳酸甘油酯、单油酸甘油酯、双油酸甘油酯、单(异)硬脂酸甘油酯、双(异)硬脂酸甘油酯、双(异)硬脂酸聚氧乙烯醚、失水山梨醇(单或双获倍半)三油酸酯、失水山梨醇(单或双获倍半)三硬脂酸酯、失水山梨醇(单或双获倍半)三月桂酸酯、丙(乙)二醇脂肪酸酯、(异构)烷基脂肪醇醚等。

上述用于燃油的乳化剂的制备工艺，包括以下步骤：①、在重量比为100～500份的去离子水中加入1～50份亲水性的不饱和碳链物质和10～200份醇类物质，搅拌溶解均匀；②、在100～500份轻质油中加入50～500份亲油性的不同碳链的可聚合单体物质和10～100份低HLB值的表面活性剂，搅拌溶解均匀；⑧、在搅拌的情况下，将步骤①所得物质，加入到步骤②所得物质中，并搅拌均匀；④、将步骤③所得物质中加入1～50份引发剂溶液，搅拌均匀；⑤、将步骤④所得物质通入到70～150℃的反应锅中，反应50～70分钟后，再加入1～50份助引发剂溶液，继续反应1～2个小时，反应后降温到40～60℃即可。

本发明具有以下效果和优点：

1、本发明的乳化剂在调配乳化燃料油时，配方简便，工艺简单，安全性高，易于推广；利用其进行乳化的乳化燃油稳定性高、燃烧性优异、节油率高、环保效果好，可以减少内燃机腐蚀和磨损，降低排烟浓度。

2、本发明的乳化剂在调配乳化燃料油时，不需要添加特殊助剂，不需要特殊设备，只需将乳化剂和需要添加的去离子水混合均匀，在普通的均质机上均质3到5分钟，在搅拌的情况下加入油料即可达到稳定的乳化燃料油的各种要求，而且资金的投入较少，降低成本，并可降低能耗，对环境安全无害。

3、、本发明的乳化剂在调配乳化燃料油时，不需要加热，燃料油不需要参与高速均质，避免因均质造成燃料油的温度升高而产生危险。

4、本发明的乳化剂在调配乳化燃料油时，去离子水先期在乳化剂中高速分散，能够保证水滴的粒径≤1-2um。乳化剂和去离子水先行乳化后，再和燃料油混合分散，整个过程都是在室温下操作，简单易行，安全系数高。

5、本发明的乳化剂，是利用高分子中的非极性基团，溶解或分散到分散相中，极性基团和小分子对水滴形成包括和乳化，高分子物质分子间的架桥作用对乳滴进行固定，形成稳定的燃油乳化体系。

6、、本发明的乳化剂制备工艺，具有工艺简单、操作方便的优点，而且聚合反应可在可控条件下进行反应，在不同反应阶段添加不同的引发剂，安全性较高。

具体实施方式

实施例一：

该用于燃油的乳化剂，由以下重量比的组分组成：

             组分名称                   份数(重量比)

组分A  1-丙氧基2-羟基丙烷磺酸钠             15

       甲基丙烯基磺酸盐                     15

       山梨醇                               50

       甲醇                                 50

       去离子水                             250

组分B  轻质矿物油                           250

       双月桂酸甘油酯                       50

       亚油酸                               100

       双烯烃                               100

       油酸酯                               100

组分C  油溶性过氧化物引发剂溶液             22

组分D  具有官能团的过氧化物引发剂           26

上述用于燃油的乳化剂的制作工艺如下：①、将组分A混合搅拌均匀；②、将组分B混合搅拌均匀；③、在搅拌的情况下，将步骤①所得物质，加入到步骤②所得物质中，并搅拌均匀；④、将组分C加入到步骤③所得的物质中，搅拌均匀；⑤、将步骤④所得物质通入到100℃的反应锅中，反应1个小时后，在加入组分D，继续反应1.5个小时；反应完全后，降温到50℃左右，即得本发明的高分子燃油乳化剂。

实施例二

该用于燃油的乳化剂，由以下重量比的组分组成：

        组分名称                        份数(重量比)

组分A  N-单琥珀酸十八烷基酰胺               25

       对苯乙烯磺酸钠                       27

       乙醇                                 100

       丙二醇                               100

       去离子水                             500

组分B  航空煤油                             500

       失水山梨醇倍半三油酸酯               100

       苯乙烯                               100

       丙烯酸丁酯                           100

       丙烯酸十八酯                         150

       甲基丙烯酸-2-羟基乙酯                150

组分C  油溶性过氧化物引发剂溶液             2

组分D  具有官能团的过氧化物引发剂           2

上述用于燃油的乳化剂的制作工艺如下：①、将组分A混合搅拌均匀；②、将组分B混合搅拌均匀；③、在搅拌的情况下，将步骤①所得物质，加入到步骤②所得物质中，并搅拌均匀；④、将组分C加入到步骤③所得的物质中，搅拌均匀；⑤、将步骤④所得物质通入到70℃的反应锅中，反应50分钟后，在加入组分D，继续反应2个小时；反应完全后，降温到42℃左右，即得本发明的高分子燃油乳化剂。

实施例三：

该用于燃油的乳化剂，由以下重量比的组分组成：

              组分名称                     份数(重量比)

组分A  甲基丙烯酰胺异丙基磺酸钠                 2

       烯丙基磺酸钠                             2

       丙三醇                                   5

       乙二醇                                   5

       去离子水                                 100

组分B  煤油                                     100

      双油酸甘油酯                              5

      异构烷基脂肪醇醚                          5

      单烯烃                                    25

      甲基丙烯酸丙酯                            25

组分C  油溶性过氧化物引发剂溶液                 40

组分D  具有官能团的过氧化物引发剂               40

上述用于燃油的乳化剂的制作工艺如下：①、将组分A混合搅拌均匀；②、将组分B混合搅拌均匀；③、在搅拌的情况下，将步骤①所得物质，加入到步骤②所得物质中，并搅拌均匀；④、将组分C加入到步骤⑧所得的物质中，搅拌均匀；⑤、将步骤④所得物质通入到150℃的反应锅中，反应70分钟后，在加入组分D，继续反应1个小时；反应完全后，降温到58℃左右，即得本发明的高分子燃油乳化剂。

Claims (10)

1、一种用于燃油的乳化剂，其特征在于：它由以下重量比的组分组成：

去离子水                          100～500份

亲水性的不饱和碳链物质            1～50份

醇类物质                          10～200份

轻质油                            100～500份

亲油性的不同碳链的可聚合单体物质  50～500份

低HLB值的表面活性剂               10～100份

引发剂                            1～50份

助引发剂                          1～50份。

2、根据权利要求1的用于燃油的乳化剂，其特征在于：所述亲水性不饱和碳链物质为丙烯酸、烯丙基磺酸钠、甲代丙烯基磺酸钠、对苯乙烯磺酸钠、1-丙氧基2-羟基丙烷磺酸钠、甲基丙烯酰胺异丙基磺酸钠、甲基丙烯基磺酸盐、N-单琥珀酸十八烷基酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺丙烷磺酸铵、丙烯酰胺丙烷磺酸钠盐中的一种或多种。

3、根据权利要求1的用于燃油的乳化剂，其特征在于：所述醇类物质为甲醇、乙醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、山梨醇中的一种或多种。

4、根据权利要求1的用于燃油的乳化剂，其特征在于：所述轻质油为煤油、航空煤油、柴油、轻质柴油、轻质矿物油中的一种或多种。

5、根据权利要求1中的用于燃油的乳化剂，其特征在于：所述亲油性的不同碳链的可聚合单体物质为亲油性的不同碳链的不饱和烃类、亲油性的不同碳链的不饱和酯类、亲油性的不同碳链的不饱和脂肪酸中的一种或多种。

6、根据权利要求5中的用于燃油的乳化剂，其特征在于：所述亲油性的不同碳链的不饱和烃类为单烯烃、双烯烃、苯乙烯、对苯乙烯磺酸盐、1，3-戊二烯中的一种或多种。

7、根据权利要求5中的用于燃油的乳化剂，其特征在于：所述亲油性的不同碳链的不饱和酯类为丙烯酸丁酯、丙烯酸辛酯、丙烯酸庚酯、丙烯酸十二酯、丙烯酸十六酯、丙烯酸十八酯、丙烯酸二十二酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丁酯、油酸酯中的一种或多种。

8、根据权利要求5中的用于燃油的乳化剂，其特征在于：所述亲油性的不同碳链的不饱和脂肪酸为甲基丙烯酸、油酸、亚油酸、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、十八烯酸中的一种或多种。

9、根据权利要求1中的用于燃油的乳化剂，其特征在于：所述引发剂为油溶性过氧化物溶液，所述助引发剂为具有官能团的过氧化物溶液。

10、一种权利要求1所述的乳化剂的制备工艺，包括以下步骤：①、在重量比为100～500份的去离子水中加入1～50份亲水性的不饱和碳链物质和10～200份醇类物质，搅拌溶解均匀；②、在100～500份轻质油中加入50～500份亲油性的不同碳链的可聚合单体物质和10～100份低HLB值的表面活性剂，搅拌溶解均匀；③、在搅拌的情况下，将步骤①所得物质，加入到步骤②所得物质中，并搅拌均匀；④、在步骤③所得物质中加入1～50份引发剂溶液，搅拌均匀；⑤、将步骤④所得物质通入到70～150℃的反应锅中，反应50～70分钟后，再加入1～50份助引发剂溶液，继续反应1～2个小时，反应后降温到40～60℃。