CN1019130B - 柴油-重油乳液燃料及其制备工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型动力燃料，尤其是一种柴油机车、拖拉机和普通柴油机用柴油-重油乳液燃料及其制备工艺方法。此种乳液燃料采用柴油、重油、水和乳化剂按一定比例混合后用机械循环搅拌法或超声波法配制而成。配制成的乳液燃料可长期静置而保持稳定(油水不分离)，可应用于各种型号柴油机代替柴油作动力燃料。利用本工艺方法制备的乳液燃料使用时无需在柴油机引擎上增加设备，因而具有简单、方便、经济、实用等特点，可以较大幅度地节约柴油，并且开拓了石油加工工业产生的下脚产物——重油的新用途。

Description

本发明涉及一种新型动力燃料，尤其是一种柴油机车、拖拉机和普通柴油机用的柴油-重油、水乳液燃料及其制备工艺方法。

多年来，为了节约内燃机燃料用油，国内外在燃料油加水（其中包括柴油或低品位油加水）制备乳化液燃料方面做了大量工作，并已取得一定进展。目前，用不同方法和工艺制备的混合乳液燃料和代用燃料油得到了不同程度的应用。但是，目前国内外在汽车柴油机柴油或低品位油加水乳化技术上仍存在着一定问题：对于柴油加水制备的乳液燃料用于汽车、拖拉机时，柴油节油率不超过10%;而对于低品位油加水制备的乳液燃料，其使用范围仅限于电厂或轮船等低速柴油机。目前，国内外尚无利用柴油、重油、水三种基本成分乳化后制备可用于各种型号柴油机替代柴油的新型动力燃料的先例。

本发明的任务是提供一种由柴油、重油和水的乳液构成的替代柴油用作柴油机燃料的新型动力燃料及其制备的工艺方法，从而达到节能和降低燃料成本的目的，并开拓石油加工工业产生的下脚产物-重油的新用途。

本发明的内容是一种柴油-重油乳液动力燃料及其制备工艺方法。此种乳液燃料采用柴油、重油和水，按一定比例混合后加入用量足以使之乳化的乳化剂，用机械循环搅拌法，或超声波法使其充分分散和乳化，得到所需的乳液燃料。此种乳液燃料包括100份重量的柴油、至多120份重量的重油、至多95份重量的水和至多2.5份重量的乳化剂。

本发明制备柴油-重油乳液燃料时所采用的原料组分及含量如下：

组分名称    组分重量（kg）

柴油    100

重油    15-120

水    10-95

乳化剂    0.15-2.5

所述乳化剂为斯苯-80（山梨糖醇酐单油酸酯）、OP-2（聚氧乙烯辛基苯酚醚-2）及8176（烷基苯磺酸钠-烷基磺酸钠的混合物）的混合物。随着其品种、性能不同用量可有所改变，以足以使体系乳化为乳液为度。配制时所需的主要设备为齿轮泵（或离心泵）2台，循环罐2个，柴油贮罐和柴油乳液贮罐各1个。所选择泵的排量以能保证将循环罐中的液体充分循环搅拌为合适，循环罐的容积大小根据配制液量的多少来决定。

柴油-重油乳液可采用机械循环搅拌法、超声波法等方法配制。机械循环搅拌法配制步骤及要点如下：

1、安装流程。按规定的工艺流程连接、组装好各种设备、管线和阀门等，并使所有阀门处于关闭状态;

2、加入柴油和重油的混合液。打开阀门6和10，启动循环泵2，往循环罐3中加入规定数量的柴油重油混合液。加完后停泵，并将阀门10和6关闭;

3、加入乳化剂。打开阀门14、15、16，启动泵1，手工往循环罐3中加入规定数量乳化剂，通过泵1将其与柴油重油混合液循环搅拌均匀;

4、加水。打开阀门8，向循环罐3缓慢加入规定数量的水。加水时，泵1继续循环。当循环罐3液面上升到与阀门13相通的部位时，打开阀门13，当液面达到与阀门12相通部位时打开阀门12。当水加完后，再循环数分钟即可;

5、按上述步骤在循环罐4中进行同样配制;

6、打开阀门5、11，将配制好的柴油-重油乳液用泵2泵入贮罐以供柴油机作燃料用。

超声波法的步骤及要点如下：

1、安装流程。按工艺流程连接组装好各种设备、管线和阀门，并使所有阀门处于关闭状态;

2、加入柴油和重油的混合液。将柴油、重油预先按一定比例混合均匀，打开阀门1、2、3、4、5，启动循环泵8，往循环罐10中加入规定数量的柴油重油混合液和水，同时加入要求数量的乳化剂，关闭阀门1、2、3，泵8继续运转;

3、打开阀门6、7，启动泵9，将罐10中全部液体通过超声波乳化器11进行超声波乳化后进入贮罐，泵8、9停转，即配制成柴油-重油乳液。

如联合上述两种方法，即将用循环搅拌法配制的柴油-重油乳液再经泵打入并通过超声波乳化器，则制得的柴油-重油乳液性能更好。

利用本发明配制的柴油乳液可代替柴油使用于各种型号柴油机，由此可比用纯柴油节油30%左右。该种柴油乳液在汽车油箱中可静止放置5天甚至更长时间，无需重新搅拌仍能使汽车，照常行驶（在油库或加油站则可长期贮存）。使用本发明工艺简便，成本低廉，且使用此种乳液燃料时不必在汽车引擎上附加任何设备，对部分柴油机若将回油管线稍加改动则效果更佳。因而具有简单、方便、经济实用等特点。

图1为机械循环搅拌法配制柴油乳液时使用的工艺流程示意图。

图2为超声波法配制柴油乳液时的工艺流程示意图。

实施例1：按如下配方制备柴油乳液

柴油    100kg

重油    80kg

自来水    60kg

乳化剂    斯苯-80（span80）0.6kg，聚氧乙烯辛基苯酚醚-2（OP-2）0.45kg，烷基苯磺酸钠（ABS）、烷基磺酸钠（AS）等活性剂的混合物ABS-AS（代号“8176”）0.05kg

实施例2：按如下配方制备柴油乳液

柴油    100kg

重油    20kg

自来水    25kg

乳化剂Span80    0.4kg，OP-2    0.35kg，“8176”    0.05kg

以上两实施例配制过程相同，如前面所述。

辽宁省内燃机产品质量监督检测中心对按本工艺配制的柴油-重油乳液进行了负荷特性、速度特性、排放指标、起动性能、噪音、稳定性及稳定工况下气缸示功图等指标进行了试验和测定。结果表明：本乳液完全能满足柴油机各种工况要求并能稳定运转;与0号柴油相比，其柴油节油率在30%以上;排气温度比0号柴油低10℃左右;在各转速条件下扭矩均高于0号柴油，扭矩储备系数高4.3%;最高爆发压力、压升率及滞燃期均高于0号柴油;在起动性能、排放指标、噪音、稳定性等方面均符合要求和规定。在标定工况下24小时稳定性试验中， 柴油机转速、功率、烟度、排温和燃油消耗等各项指标稳定正常，整个燃料供给系统没有发生任何故障和异常。

经对“黄河”、“太特拉”等不同车型的实际试用，并在高速柴油机上长期运行观察，在使用应用本发明配制的柴油-重油乳液为燃料时的车速和动力性与使用纯柴油时基本相同，引擎运行正常。

Claims (6)

1、一种柴油-重油乳液动力燃料，其特征在于所采用的原料组分及含量如下：

组分名称  组分重量(kg)

柴油      100

重油      15-120

水        10-95

乳化剂    0.15-2.5

2、根据权利要求1所述的柴油-重油乳液动力燃料，其特征在于，所述的乳化剂为斯苯-80（山梨糖醇酐单油酸酯）、OP-2（聚氧乙烯辛基苯酚醚-2）及8176（烷基苯磺酸钠-烷基磺酸钠的混合物）的混合物。

3、一种柴油-重油乳液燃料的制备工艺方法，其特征在于此种乳液燃料采用柴油、重油和水，按一定比例混合后加入用量足以使之乳化的乳化剂，用机械循环搅拌法或超声波使其充分分散和乳化，得到所需的乳液燃料;其中所述的重油用量至多为120份（重量），水的用量至多为95份（重量），乳化剂用量至多为2.5份（重量），基于100份（重量）柴油计。

4、根据权利要求3所述的工艺方法，其中使用机械循环搅拌法分散乳化所述的混合物。

5、根据权利要求3所述的工艺方法，其中使用超声波分散的方法分散乳化所述的混合物。

6、根据权利要求1所述的柴油-重油乳液动力燃料，该动力燃料用于柴油机作燃料用。

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