CN102559306A - 一种环保重油添加剂及其制备和使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型环保重油添加剂及其制备和使用方法，所述添加剂由下述重量份的成分组成：非离子表面活性剂10-30份，助燃剂15-60份，质量稳定剂10-30份，清净分散剂10-55份，腐蚀抑制剂1-8份，水20-50份；将上述物质按照比例配方组成后可与掺水重油混合使用，改善重油燃料特性；本发明的优点在于：它可以有效改善重油燃烧性能，增加重油流动性，加入本添加剂的重油燃料油性能稳定、存放时间长、易点火、雾化效果好、不结焦、无污染、节油效率高，对设备无腐蚀、燃烧值高、燃烧完全、不易产生黑烟、工艺简单、使用方便，最大限度的减少设备损耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种重油添加剂，具体地说是一种重油添加剂及其制备和使用方法，属于重油添加剂领域。
背景技术
随着燃料油价格的不断上升，在船用燃料的使用上，由于柴油与燃料重油价格差距较大，重油价格相对轻质油来说价格相对低一些，现有船舶为了控制运输成本，在船舶主机上选用低质量的燃料重油，但是这些低质量的重油中含有大量不易分解的物质，包括：碳氢化合物、胶质沥青质、金属灰分、水分以及氮、硫等有害的元素，且其黏度、密度大，燃点较高，同时由于重油固有特性的影响和多种因素的干扰，在实际使用中，存在燃烧不完全、结焦积炭、热效率偏低、排放烟气超标、对设备损耗严重等问题。
为了改善重油的燃烧状况，节约能源，减少有害废气的排放，现在主要采取在重油内掺入一定量的水、乳化剂、节能素等，以机械方法或者超声波技术进行乳化后使用，以降低重油的粘稠性。这种方法极大地提高了重油的燃烧性能，使得重油燃烧充分，不但可以达到节油的目的，而且可以降低碳烟和NOX（氮氧化物）、SO2等其它有害废气的排放量，减少了对大气的污染。但是目前，在实践中这种方法也存在着许多问题：由于水油不相溶解，虽有乳化剂所形成的乳化态，但是仍不稳定，因此燃烧也不稳定。有些重油添加剂中加入环烷酸的钙、钴、铁、锰、锌等金属盐及各种无机盐，虽然这些金属盐类能催化氧化助燃，但是容易形成金属氧化物而污染气缸，给传热造成不利影响，同时也在活塞上下活动时使活塞发生磨损，从而缩短发动机的使用寿命。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种重油添加剂及其制备和使用方法，该添加剂能降低船舶用重油燃料的使用成本，提升燃料重油的燃烧性能，增强船用重油燃料的燃烧值、减少积碳、降低发动机设备损伤。
本发明的技术方案为：
一种环保重油添加剂，由以下重量份的成分组成：
非离子表面活性剂：10-30份；
助燃剂：15-60份；
质量稳定剂：10-30份；
清净分散剂：10-55份；
腐蚀抑制剂：1-8份；
水：25-50份。
其中，
所述的表面活性剂为聚乙二醇脂肪酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚的混合物；
所述的助燃剂为聚异丁烯和聚烯醇的混合物；
所述的质量稳定剂为异丁醇；
所述的清净分散剂为聚胺醚和烯基丁二酚亚胺的混合物；
所述的腐蚀抑制剂为磺化木质素。
优选地，所述的环保重油添加剂，由以下重量份的成分组成：
聚乙二醇脂肪酸酯5-15份、烷基酚聚氧乙烯醚5-15份、聚异丁烯10-25份、聚烯醇5-35份、异丁醇10-30份、聚胺醚5-25份、烯基丁二酚亚胺5-30份、磺化木质素1-8份、水25-50份。
更优选地，所述的环保重油添加剂，由以下重量份的成分组成：
聚乙二醇脂肪酸酯8份、烷基酚聚氧乙烯醚8份、聚异丁烯15份、聚烯醇15份、异丁醇20份、聚胺醚8份、烯基丁二酚亚胺10份、磺化木质素3份、水30份。
一种上述环保重油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配比称量各组分；
（2）在20-25℃条件下，将水加入到反应罐中，再将质量稳定剂和助燃剂加入到水中搅拌0.5-1.5h，混匀；
（3）然后将表面活性剂添加步骤（2）的混合物中，搅拌1-3h，混匀；
（4）再向上述步骤（3）的混合物中加入清净分散剂，搅拌0.5-1.5h，混匀；
（5）最后将腐蚀抑制剂加入到上述步骤（4）的混合物中，搅拌1-3h，混匀，得到的微乳液体系，即为本发明的重油添加剂。
[0010] 一种上述环保重油添加剂的使用方法为：在30-80℃条件下，将重油进行预热，然后将水和重油添加剂添加到反应罐中，进行机械搅拌2-5h，混匀；
其中，水、重油和重油添加剂混合的重量比为15-25︰50︰0.3-0.5。
环保重油燃料油所加入的所有组分均为有机物质，包括：非离子表面活性剂聚乙二醇脂肪酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚，助燃剂聚异丁烯和聚烯醇，质量稳定剂异丁醇，清净分散剂聚胺醚和烯基丁二酚亚胺，腐蚀抑制剂磺化木质素。
本发明中非离子表面活性剂聚乙二醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚能很好地协调油水界面，降低重油的表面张力与粘度，形成细小的油包水微粒；这些微粒在质量稳定剂的作用下，均匀地分散，使其在燃烧时，能与空气接触面积更大、更均匀，因而燃烧更充分；助燃剂帮助重油成分充分燃烧，从而减少积碳和黑烟的产生；清净分散剂能够防止和分散固体颗粒沉积，保持气缸和油嘴等燃料系统的清洁。
本发明针对的重油燃料为200号的重油或者渣油，一般的重油也可以使用。
本发明的优点在于：
（1）性能稳定、存放时间长：能够使掺水重油稳定期长，保持二年油水不分离；
（2）设备损耗低：由于本添加剂成分不含金属离子，最大程度降低了对设备的腐蚀及机械损害，延长了设备寿命；
（3）提升重油的油品性能：本添加剂极大的降低了重油的黏度，可以在常温或中温条件下与重油进行混合使用，易点火、雾化效果好，燃烧时不结焦，燃烧充分，燃烧值可达43000KJ/kg，排放物中含碳烟降低了58%、NOX降低了69%、SO2降低了80%，对环境污染小；
（4）生产工艺简单、成本低，使用方便，安全环保。
具体实施方式
以下对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为重量百分数。
实施例1
一种环保重油添加剂，由以下重量份的成分组成：
聚乙二醇脂肪酸酯5份、烷基酚聚氧乙烯醚5份、聚异丁烯10份、聚烯醇5份、异丁醇10份、聚胺醚5份、烯基丁二酚亚胺5份、磺化木质素1份、水25份。
上述环保重油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配比称量各组分；
（2）在20-25℃条件下，将水加入到反应罐中，再将异丁醇、聚异丁烯、聚烯醇加入到水中搅拌0.5，混匀；
（3）然后将聚乙二醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚添加步骤（2）的混合物中，搅拌1h，混匀；
（4）再向上述步骤（3）的混合物中加入聚胺醚、烯基丁二酚亚胺，搅拌0.5h，混匀；
（5）最后将磺化木质素加入到上述步骤（4）的混合物中，搅拌1，混匀，得到的微乳液体系，即为本发明的重油添加剂。
上述环保重油添加剂的使用方法为：在30-80℃条件下，将重油进行预热，然后将重量比为15公斤的水，50公斤重油，0.3公斤的重油添加剂添加到反应罐中，进行机械搅拌2-5h，搅拌均匀即可的新型环保重油燃料油。
实施例2
一种环保重油添加剂，由以下重量份的成分组成：
聚乙二醇脂肪酸酯8份、烷基酚聚氧乙烯醚8份、聚异丁烯15份、聚烯醇15份、异丁醇20份、聚胺醚8份、烯基丁二酚亚胺10份、磺化木质素3份、水30份。
上述环保重油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配比称量各组分；
（2）在20-25℃条件下，将水加入到反应罐中，再将异丁醇、聚异丁烯、聚烯醇加入到水中搅拌1h，混匀；
（3）然后将聚乙二醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚添加步骤（2）的混合物中，搅拌2h，混匀；
（4）再向上述步骤（3）的混合物中加入聚胺醚、烯基丁二酚亚胺，搅拌1h，混匀；
（5）最后将磺化木质素加入到上述步骤（4）的混合物中，搅拌2h，混匀，得到的微乳液体系，即为本发明的重油添加剂。
上述环保重油添加剂的使用方法为：在30-80℃条件下，将重油进行预热，然后将重量比为20公斤的水，50公斤重油，0.5公斤的重油添加剂添加到反应罐中，进行机械搅拌2-5h，搅拌均匀即可的新型环保重油燃料油。
实施例3
一种环保重油添加剂，由以下重量份的成分组成：
聚乙二醇脂肪酸酯15份、烷基酚聚氧乙烯醚13份、聚异丁烯20份、聚烯醇25份、异丁醇20份、聚胺醚20份、烯基丁二酚亚胺20份、磺化木质素5份、水30份。
上述环保重油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配比称量各组分；
（2）在20-25℃条件下，将水加入到反应罐中，再将异丁醇、聚异丁烯、聚烯醇加入到水中搅拌1h，混匀；
（3）然后将聚乙二醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚添加步骤（2）的混合物中，搅拌2h，混匀；
（4）再向上述步骤（3）的混合物中加入聚胺醚、烯基丁二酚亚胺，搅拌1h，混匀；
（5）最后将磺化木质素加入到上述步骤（4）的混合物中，搅拌2h，混匀，得到的微乳液体系，即为本发明的重油添加剂。
上述环保重油添加剂的使用方法为：在30-80℃条件下，将重油进行预热，然后将重量比为25公斤的水，50公斤重油，0.4公斤的重油添加剂添加到反应罐中，进行机械搅拌2-5h，搅拌均匀即可的新型环保重油燃料油。
实施例4
一种环保重油添加剂，由以下重量份的成分组成：
聚乙二醇脂肪酸酯15份、烷基酚聚氧乙烯醚15份、聚异丁烯25份、聚烯醇35份、异丁醇30份、聚胺醚25份、烯基丁二酚亚胺30份、磺化木质素1-8份、水50份。
上述环保重油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配比称量各组分；
（2）在20-25℃条件下，将水加入到反应罐中，再将异丁醇、聚异丁烯、聚烯醇加入到水中搅拌1.5h，混匀；
（3）然后将聚乙二醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚添加步骤（2）的混合物中，搅拌3h，混匀；
（4）再向上述步骤（3）的混合物中加入聚胺醚、烯基丁二酚亚胺，搅拌1.5h，混匀；
（5）最后将磺化木质素加入到上述步骤（4）的混合物中，搅拌3h，混匀，得到的微乳液体系，即为本发明的重油添加剂。
上述环保重油添加剂的使用方法为：在30-80℃条件下，将重油进行预热，然后将重量比为25公斤的水，50公斤重油，0.5公斤的重油添加剂添加到反应罐中，进行机械搅拌2-5h，搅拌均匀即可的新型环保重油燃料油。
根据GB/T260石油产品水份测定法，GB/T261石油产品闪点测定法，GB/T265石油产品运动粘度和动力粘度测定法，GB/T387石油产品硫含量测定法，GB/T384石油热值测定法，GB/T508石油产品灰分测定法，GB/T510石油产品凝点测定法，GB/T1848石油和石油产品密度测定法，GB/T4756石油和石油产品取样法，GB/T268石油产和石油产品残炭测定法，GB/T5096石油产品铜片腐蚀试验法等方法测试添加重油添加剂后的燃料重油的各项参数。添加本发明实施例1-4的重油添加剂后的重油以及未添加本发明添加剂的空白对照的各项测试参数如表1所示。
表1添加本发明实施例1-4的重油添加剂的重油及空白对照测试各项参数
从表1中可以看出：重油在加入本发明添加剂后，明显降低了重油的粘度，提升重油流动性，提高了重油的热量值，以180#重油为例，其热值在40 MJ/kg左右，加入本发明添加剂的重油，起热值可达到43.5MJ/kg，并有提升的潜力；含硫量下降，一般重油含硫量在2-4%之间，本产品的含硫量在0.2%左右，极大的减少污染物的排放及燃料油对设备的腐蚀，提高了重油的各项参数指标。
根据GB/T16157-1996《固态污染物排放中颗粒物和气态污染物采样方法》，测得的加入本发明添加剂后的燃料重油以及未添加本发明添加剂的空白对照的各项排放数据，见表2。
表2加入本发明实施例1的添加剂后燃料重油及空白对照的各项排放数据
从表2中可以看出：从实例1中可以看出，烟尘排放浓度降低了55%，SO2排放浓度降低了83%，NOX排放浓度降低了48%，排放的气体中无黑烟，极大的减少了污染物的排放浓度，改善了环境。
对实施例2-4得到重油进行环保排放测试的结果与实施例1的结果相似，都包括环保允许排放的范围内。
加入本发明实施例1-4所述的添加剂的重油以及未添加本发明添加剂的空白对照的贮存性能见表3。
表3加入本发明实施例1-4所述添加剂的燃料油及空白对照的贮存性能表
从表3中可以看出：一般的重油燃料油在加入添加剂后，虽有乳化均匀等特性，但是其稳定性差，在几天或者几个月后就产生分层现象，甚至出现变质的现象；而具有本发明重油添加剂的重油燃料，多年不产生变质分层的现象，稳定性好。
加入本发明实施例1-4所述的添加剂的重油以及未添加本发明添加剂的空白对照的效果性能检测指标见表4。
表4 加入本发明实施例1-4所述添加剂的燃料油及空白对照的效果性能表
本发明中试验用重油选为180#重油，所选用的发动机功率为255kw。从表4中可以看出：在重油中添加了本发明添加剂后，明显节省了燃油量，直接节油率可达19%以上，平均节油率达到21.54%，极大的节约了发动机的燃料成本。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种环保重油添加剂，其特征在于，由以下重量份的成分组成：
非离子表面活性剂：10-30份；
助燃剂：15-60份；
质量稳定剂：10-30份；
清净分散剂：10-55份；
腐蚀抑制剂：1-8份；
水：25-50份。
2.根据权利要求1所述的环保重油添加剂，其特征在于：
所述的表面活性剂为聚乙二醇脂肪酸酯和烷基酚聚氧乙烯醚的混合物；
所述的助燃剂为聚异丁烯和聚烯醇的混合物；
所述的质量稳定剂为异丁醇；
所述的清净分散剂为聚胺醚和烯基丁二酚亚胺的混合物；
所述的腐蚀抑制剂为磺化木质素。
3.根据权利要求2所述的环保重油添加剂，其特征在于，由以下重量份的成分组成：
聚乙二醇脂肪酸酯5-15份、烷基酚聚氧乙烯醚5-15份、聚异丁烯10-25份、聚烯醇5-35份、异丁醇10-30份、聚胺醚5-25份、烯基丁二酚亚胺5-30份、磺化木质素1-8份、水25-50份。
4.根据权利要求3所述的环保重油添加剂，其特征在于，由以下重量份的成分组成：
聚乙二醇脂肪酸酯8份、烷基酚聚氧乙烯醚8份、聚异丁烯15份、聚烯醇15份、异丁醇20份、聚胺醚8份、烯基丁二酚亚胺10份、磺化木质素3份、水30份。
5.一种如权利要求1-4中任意一项所述的环保重油添加剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）按照上述配比称量各组分；
（2）在20-25℃条件下，将水加入到反应罐中，再将质量稳定剂和助燃剂加入到水中搅拌0.5-1.5h，混匀；
（3）然后将表面活性剂添加步骤（2）的混合物中，搅拌1-3h，混匀；
（4）再向上述步骤（3）的混合物中加入清净分散剂，搅拌0.5-1.5h，混匀；
（5）最后将腐蚀抑制剂加入到上述步骤（4）的混合物中，搅拌1-3h，混匀，得到的微乳液体系，即为本发明的重油添加剂。
6.一种如权利要求1-4中任意一项所述的环保重油添加剂的使用方法为：在30-80℃条件下，将重油进行预热，然后将水和重油添加剂添加到反应罐中，进行机械搅拌2-5h，混匀；
其中，所述水、重油和重油添加剂混合的重量比为15-25︰50︰0.3-0.5。
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