CN101781591A - 油包水型乳化汽油 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种油包水型乳化汽油及其制备方法。以Span 80和OP10或Tween 80为复合乳化剂(复合乳化剂的HLB值为9)，以长链α-烯烃两亲接枝共聚物为分散剂(制备方法参见101157759A)。其各组成的重量百分比为：长链α-烯烃两亲接枝共聚物0.5～1％，复合乳化剂5％～15％，水5～20％，汽油余量。顺次往汽油中加入水、复合乳化剂和长链α-烯烃两亲接枝共聚物，用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5～10分钟即可。本发明提供的乳化汽油非常稳定，25℃下储存60天以内不发生油水分离，40℃下储存至少5天之内不发生油水分离。在15000转/分的转速下进行离心处理时，至少130分钟之内不会发生油水分离。这种油包水型乳化汽油具备了很好的实用价值。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机的燃油，尤其涉及一种油包水型乳化汽油。
背景技术
燃油主要来自不可再生的化石燃料，随着化石燃料的日益减少，很有必要提高燃油的燃烧率，减少燃油的消耗。另外，燃油燃烧尾气产生的有害物质已成为世界各大城市空气污染的最大公害。为了达到节能降耗、保护人们身心健康和降低二氧化碳的排放以阻止全球变暖的目的，燃油的绿色化成为一项亟待解决的重要课题。乳化油技术始于1913年，剑桥大学的HopKinson教授首次尝试了在内燃机机油中掺水的实验。目前公认的乳化燃油的燃烧机理为微爆理论(Progress in Energy and Combustion Science，2002，28，385)。在油包水型乳液中，油是连续相，水是分散相，由于水的沸点(100 ℃)低于燃油的沸点(130 ℃以上)，在气缸温度急剧升高时，水微粒先沸腾气化，体积在万分之一秒的瞬间增大了1500倍左右，其气化膨胀相当于一次极小的爆炸。当水滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时，水蒸气产生的巨大压力将冲破油膜的束缚，使油滴发生爆炸，使油雾化成更细小的颗粒，其与空气接触的比表面积成倍提高，形成二次燃烧的雾化条件，爆炸后的细小油滴更易燃烧，其燃烧面积比纯燃油增加104倍左右。因此减少了物理上的不完全燃烧和排烟损失，提高了燃烧效率，使内燃机达到节能的效果。另外，燃烧乳化油时，由于水滴汽化、产生微爆均需吸热，由此可降低气缸工作温度，防止燃烧火焰局部高温，缩短燃烧时间，而且油掺水燃烧改善了空气、燃油混合比例，可以用较小的过量空气系数，即氮气、氧气的浓度大幅度降低，从而显著降低温度型和燃烧型NOx的生成，抑制NOx对环境的污染。到目前为止，乳化重油(授权号CN 1134532C)、乳化柴油(授权号CN 1131296C、公开号CN 1693426A、公开号CN 1850948A、公开号CN 1079499A、公开号CN 1616603A和公开号CN 101070486A)和乳化甲醇汽油(授权号CN 100451092C)的稳定性得到了较好的解决。由于汽油的密度比重油、柴油及甲醇汽油小，它和水之间的密度差比后三者大，这导致了它和水的乳液在热力学上更不稳定，所以关于乳化汽油的专利申请不多。到本发明提出前为止，现有的关于乳化汽油的发明存在下述缺陷：1、乳化剂所用的原料品种繁多、制备工作复杂。如专利(公开号CN 1908124A)申请公开使用了十种原料，而且要分三个阶段进行操作才能获得所需的乳化剂；2、需要对汽车的结构进行改动，如专利(公开号CN 101186840A)申请公开在汽车的油箱内增加一个搅拌器。所以，至今还没有一种乳化汽油真正获得用户的采用。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种油包水型乳化汽油。
油包水型乳化汽油中各组分的重量百分比为：
长链α-烯烃两亲接枝共聚物 0.5～1％
Span 80和OP10或Tween 80 5％～15％
水 5～20％
汽油 其余
所述的长链α-烯烃两亲接枝共聚物结构通式为：
m∶n＝50～1 00∶50～1，m+n＝60～700，x＝4～16，y＝7～44。
油包水型乳化汽油的制备方法是：在100重量份汽油中依次加入10～25重量份水、5～15重量份由Span 80和OP10或Span 80和Tween 80组成的复合乳化剂、0.5～1.5重量份长链α-烯烃两亲接枝共聚物，用高速剪切分散乳化机在5000～10000转/分转速下搅拌5～10分钟。
本发明与现有技术相比具有的有益效果：
1、分散-乳化体系仅需三种原料，便于购置备料。
2、只需往汽油中加入水、复合乳化剂和长链α-烯烃两亲接枝共聚物，用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5～10分钟即可，简便快捷。
3、颗粒度小而均匀，水珠的直径不大于2微米。
4、乳化效果稳定，25 ℃下乳化汽油可长期储存(不少于60天)不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。
5、优良的热稳定性，40 ℃下乳化汽油至少在5天之内不发生油水分离。
6、优良的抗外界干扰性能，乳化汽油在15000转/分的转速下进行离心处理，至少在130分钟之内不会发生油水分离。
具体实施方式
以下结合实施例作进一步说明。
实施例1
将Span 80和Tween 80调配成HLB值为9的复合乳化剂。在76.05克汽油中加入8.45克水，再加入1 5克复合乳化剂和0.5克长链α-烯烃两亲接枝共聚物(制备方法参见CN 101157759A，α-烯烃单元为1-十二烯，数均分子量为1.74×104，聚乙二醇的含量为11.9％)，最后用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5分钟即得乳化汽油。该乳化汽油在25 ℃下储存63天不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。乳化汽油中水珠的直径为263纳米。在40℃下储存5天不发生油水分离。在15000转/分的转速下进行离心处理时，135分钟之内不会发生油水分离。
实施例2
将Span 80和OP10调配成HLB值为9的复合乳化剂。在76.05克汽油中加入8.45克水，再加入15克复合乳化剂和0.5克长链α-烯烃两亲接枝共聚物(制备方法参见CN 101157759A，α-烯烃单元为1-十二烯，数均分子量为1.74×104，聚乙二醇的含量为11.9％)，最后用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5分钟即得乳化汽油。该乳化汽油在25 ℃下储存60天不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。乳化汽油中水珠的直径为1854纳米。在40 ℃下储存5天不发生油水分离。在15000转/分的转速下进行离心处理时，130分钟之内不会发生油水分离。
实施例3
将Span 80和Tween 80调配成HLB值为9的复合乳化剂。76.05克汽油中加入8.45克水，再加入15克复合乳化剂和0.5克长链α-烯烃两亲接枝共聚物(制备方法参见CN 101157759A，α-烯烃单元为1-十二烯，数均分子量为2.1×104，聚乙二醇的含量为34.0％)，最后用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5分钟即得乳化汽油。该乳化汽油在25 ℃下储存87天不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。乳化汽油中水珠的直径为228纳米。在40 ℃下储存8天不发生油水分离。在15000转/分的转速下进行离心处理时，200分钟之内不会发生油水分离。
实施例4
将Span 80和OP10调配成HLB值为9的复合乳化剂。76.05克汽油中加入8.45克水，再加入15克复合乳化剂和0.5克长链α-烯烃两亲接枝共聚物(制备方法参见CN 101157759A，α-烯烃单元为1-十二烯，数均分子量为2.1×104，聚乙二醇的含量为34.0％)，最后用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5分钟即得乳化汽油。该乳化汽油在25 ℃下储存85天不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。乳化汽油中水珠的直径为1016纳米。在40 ℃下储存8天不发生油水分离。在15000转/分的转速下进行离心处理时，200分钟之内不会发生油水分离。
实施例5
将Span 80和Tween 80调配成HLB值为9的复合乳化剂。在76.05克汽油中加入8.45克水，再加入15克复合乳化剂和0.5克长链α-烯烃两亲接枝共聚物(制备方法参见CN 101157759A，α-烯烃单元为1-十八烯，数均分子量为1.74×104，聚乙二醇的含量为11.9％)，最后用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5分钟即得乳化汽油。该乳化汽油在25 ℃下储存68天不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。乳化汽油中水珠的直径为191纳米。在40 ℃下储存7天不发生油水分离。在15000转/分的转速下进行离心处理时，170分钟之内不会发生油水分离。
实施例6
将Span 80和OP10调配成HLB值为9的复合乳化剂。在76.05克汽油中加入8.45克水，再加入15克复合乳化剂和0.5克长链α-烯烃两亲接枝共聚物(制备方法参见CN 101157759A，α-烯烃单元为1-十八烯，数均分子量为1.74×104，聚乙二醇的含量为11.9％)，最后用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5分钟即得乳化汽油。该乳化汽油在25 ℃下储存70天不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。乳化汽油中水珠的直径为2228纳米。在40 ℃下储存7天不发生油水分离。在15000转/分的转速下进行离心处理时，170分钟之内不会发生油水分离。
实施例7
将Span 80和Tween 80调配成HLB值为9的复合乳化剂。在85.05克汽油中加入9.45克水，再加入5克复合乳化剂和0.5克长链α-烯烃两亲接枝共聚物(制备方法参见CN 101157759A，α-烯烃单元为1-十二烯，数均分子量为1.74×104，聚乙二醇的含量为11.9％)，最后用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌5分钟即得乳化汽油。该乳化汽油在25℃下储存66天不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。乳化汽油中水珠的直径为185纳米。在40 ℃下储存6天不发生油水分离。在1 5000转/分的转速下进行离心处理时，150分钟之内不会发生油水分离。
实施例8
将Span 80和OP10调配成HLB值为9的复合乳化剂。67.2克汽油中加入16.8克水，再加入15克复合乳化剂和1克长链α-烯烃两亲接枝共聚物(制备方法参见CN 101157759A，α-烯烃单元为1-十二烯，数均分子量为2.1×104，聚乙二醇的含量为34.0％)，最后用高速剪切分散乳化机在10000转/分转速下搅拌10分钟即得乳化汽油。该乳化汽油在25℃下储存60天不发生油水分离，也无胶状物和沉淀物。乳化汽油中水珠的直径为1584纳米。在40℃下储存5天不发生油水分离。在15000转/分的转速下进行离心处理时，130分钟之内不会发生油水分离。
Claims (3)
1.一种油包水型乳化汽油，其特征在于，其各组分的重量百分比为：
长链α-烯烃两亲接枝共聚物 0.5～1％
Span 80和OP10或Tween80 5％～15％
水 5～20％
汽油 其余。
2.根据权利要求1所述的一种油包水型乳化汽油，其特征在于所述的长链α-烯烃两亲接枝共聚物结构通式为：
m∶n＝50～100∶50～1，m+n＝60～700，x＝4～16，y＝7～44。
3.一种根据权利要求1所述的油包水型乳化汽油的制备方法，其特征在于：在100重量份汽油中依次加入10～25重量份水、5～15重量份由Span 80和OP10或Span 80和Tween 80组成的复合乳化剂、0.5～1.5重量份长链α-烯烃两亲接枝共聚物，用高速剪切分散乳化机在10000～15000转/分转速下搅拌5～10分钟。
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