CN103805299B - 甲醇乳化柴油及其制备方法 - Google Patents

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甲醇乳化柴油及其制备方法，本发明属于石油化工领域，具体涉及一种乳化柴油及其制备方法，它要解决现有乳化柴油的稳定性差的问题。该甲醇乳化柴油由质量百分比为3%～6%的乳化剂，82%～86%的柴油，4%～10%的水和2%～5%的甲醇混合制成，其中乳化剂由AOT和辛酸组成。制备方法：一、称取原料；二、将乳化剂与原料中的部分柴油混合，配制成乳化剂溶液；三、向乳化剂溶液中加入剩余的柴油，水和甲醇，进行混合振荡得到甲醇乳化柴油。本发明柴油中微乳液的粒径在18～60nm范围内，稳定期达到三个月以上。

Description

甲醇乳化柴油及其制备方法
技术领域
本发明属于石油化工领域，具体涉及一种乳化柴油及其制备方法。
背景技术
随着全球环境不断恶化，储存的石油能源不断消耗，以及市场需求不断增长，研究和开发新型清洁的、高效燃烧的替代能源已是大势所趋。在众多的替代能源研究中，向柴油中添加含氧化合物的研究虽然已经开展了长达半个世纪，但由于此方法能够提供形成CO2所需的氧，减少含碳颗粒物质的排放，目前仍然受到各国学者的青睐。研究表明，甲醇、乙醇、丁醇等醇类物质与柴油混合后，能够显著降低尾气中NOx和颗粒物质的排放量，提高燃烧效率。另外，从清洁能源的角度出发，我们将向柴油中添加一定量的水。研究表明，加入水后的燃料在燃烧过程中会产生“微爆现象”，使得燃料能够更加均匀充分地燃烧，同时也会降低内燃机的温度，增加羟基自由基的浓度，从而降低NOx和颗粒物的排放量。
目前，国内外关于乳化柴油的研究报道虽然较多，但是仍然存在稳定性差，保存时间达不到使用要求；外观呈乳白色，不澄清透明，难以推广应用；乳化剂成分复杂，成本较高等问题。因此，有必要研制开发成分简单的乳化剂，制备出澄清透明且稳定存放的乳化柴油。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有乳化柴油的稳定性差的问题，而提供甲醇乳化柴油及其制备方法。
本发明甲醇乳化柴油由质量百分比为3%～6%的乳化剂，82%～86%的柴油，4%～10%的水和2%～5%的甲醇混合制成，其中乳化剂由摩尔比为（0.5～2）:1的AOT（双（2－乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠）和辛酸组成。
本发明甲醇乳化柴油的制备方法按下列步骤实现：
一、按质量百分数称取3%～6%的乳化剂，82%～86%的柴油，4%～10%的水和2%～5%的甲醇作为原料；
二、将步骤一称取的乳化剂与原料中的部分柴油混合，配制成乳化剂溶液；
三、将乳化剂溶液倒入反应容器中，然后加入原料中剩余的柴油，全部的水和甲醇，把反应容器置于旋转振荡器上进行混合振荡，得到甲醇乳化柴油；
其中步骤一所述的乳化剂由摩尔比为（0.5～2）:1的AOT和辛酸混合制成。
本发明制备得到的乳化柴油为油包水型乳化柴油，外观呈澄清透明状态，掺水率为4～10%，甲醇含量为2～5%，得到的柴油微乳液的粒径在18～60nm范围内，稳定期达到三个月以上，降低了柴油发动机尾气排放物中的颗粒物和氮氧化合物，是一种清洁环保的燃料。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式甲醇乳化柴油由质量百分比为3%～6%的乳化剂，82%～86%的柴油，4%～10%的水和2%～5%的甲醇混合制成，其中乳化剂由摩尔比为（0.5～2）:1的AOT（双（2－乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠）和辛酸组成。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是甲醇乳化柴油由质量百分比为3%～6%的乳化剂，84%～86%的柴油，5%～7%的水和2%～4%的甲醇混合制成。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是乳化剂由摩尔比为1:1的AOT和辛酸组成。
具体实施方式四：本实施方式甲醇乳化柴油的制备方法按下列步骤实施：
一、按质量百分数称取3%～6%的乳化剂，82%～86%的柴油，4%～10%的水和2%～5%的甲醇作为原料；
二、将步骤一称取的乳化剂与原料中的部分柴油混合，配制成乳化剂溶液；
三、将乳化剂溶液倒入反应容器中，然后加入原料中剩余的柴油，全部的水和甲醇，把反应容器置于旋转振荡器上进行混合振荡，得到甲醇乳化柴油；
其中步骤一所述的乳化剂由摩尔比为（0.5～2）:1的AOT和辛酸混合制成。
本实施方式步骤二先向乳化剂中加入少量柴油，用以配成乳化剂溶液，然后再与其余的柴油、水和甲醇混合。
本实施方式选用双（2－乙基己基）琥珀酸酯磺酸钠作为乳化剂，该试剂是一种双链型的阴离子表面活性剂，由于其楔形的结构易于在油水界面形成负曲率，因此可以形成含有较大量水的微乳液，有利于提高微乳液的稳定性。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式四不同的是步骤一按质量百分数称取6%的乳化剂，85%的柴油，6%的水和3%的甲醇作为原料。其它步骤及参数与具体实施方式四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式四或五不同的是步骤二配制成的乳化剂溶液中乳化剂的浓度为0.1～0.25mol/L。其它步骤及参数与具体实施方式四或五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式四至六之一不同的是步骤三向装有乳化剂溶液的反应容器中依次加入原料中剩余的柴油，全部的水和甲醇。其它步骤及参数与具体实施方式四至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式四至七之一不同的是步骤三将反应容器置于旋转振荡器上以1000～3000rpm的振荡速度，振荡10～30s。其它步骤及参数与具体实施方式四至七之一相同。
实施例一：本实施例甲醇乳化柴油的制备方法按下列步骤实现：
一、按质量百分数称取6%的乳化剂，84%的柴油，5%的水和5%的甲醇作为原料；
二、将步骤一称取的乳化剂与原料中的部分柴油混合，配制成乳化剂溶液；
三、将乳化剂溶液倒入反应容器中，然后加入原料中剩余的柴油，全部的水和甲醇，把反应容器置于旋转振荡器上进行混合振荡，得到甲醇乳化柴油；
其中步骤一所述的乳化剂由摩尔比为1:1的AOT和辛酸混合制成。
本实施例步骤二乳化剂溶液中乳化剂的浓度为0.2mol/L。
实施例二：本实施例与实施例一不同的是步骤一按质量百分数称取6%的乳化剂，85%的柴油，6%的水和3%的甲醇作为原料。其它步骤及参数与实施例一相同。
实施例三：本实施例与实施例一不同的是步骤一按质量百分数称取6%的乳化剂，85%的柴油，3%的水和6%的甲醇作为原料。其它步骤及参数与实施例一相同。
实施例四：本实施例与实施例一不同的是步骤一按质量百分数称取6%的乳化剂，89%的柴油，5%的甲醇作为原料。其它步骤及参数与实施例一相同。
本实施例不添加水。
对实施例一至四制得甲醇乳化柴油放置于30℃的水浴中观察乳化柴油的稳定性，三个月时甲醇乳化柴油的液滴粒径和PDI测定结果如下表1所示：
表1
通过上表可以看出，当掺水率为6%，甲醇含量为3%时，乳化柴油液滴粒径最小，且多分散指数PDI<0.1，说明此时乳化柴油体系处于均匀分散的稳定状态。其他三种配比下的乳化柴油多分散指数均大于0.1，说明体系处于非均匀分散状态，尽管液滴粒径较小，仍然难以长期稳定。经过观察，表中实施例二得到的甲醇乳化柴油的稳定期达到三个月以上，晃动时仍为澄清透明状态，而其它三组甲醇乳化柴油的稳定期均不到一个月，晃动时乳液呈现层状。另外，由于乳化柴油中加入了水，该燃料在燃烧过程中将产生羟基等活性自由基，可降低NOx和颗粒物的排放量，是一种清洁环保的燃料。

Claims (4)

1.甲醇乳化柴油，其特征在于该甲醇乳化柴油由质量百分比为6％的乳化剂，85％的柴油，6％的水和3％的甲醇混合制成，其中乳化剂由摩尔比为1:1的AOT和辛酸组成。
2.甲醇乳化柴油的制备方法，其特征在于甲醇乳化柴油的制备方法按下列步骤实现：
一、按质量百分数称取6％的乳化剂，85％的柴油，6％的水和3％的甲醇作为原料；
二、将步骤一称取的乳化剂与原料中的部分柴油混合，配制成乳化剂溶液；
三、将乳化剂溶液倒入反应容器中，然后加入原料中剩余的柴油，全部的水和甲醇，把反应容器置于旋转振荡器上进行混合振荡，得到甲醇乳化柴油；
其中步骤一所述的乳化剂由摩尔比为1:1的AOT和辛酸混合制成。
3.根据权利要求2所述的甲醇乳化柴油的制备方法，其特征在于步骤二配制成的乳化剂溶液中乳化剂的浓度为0.1～0.25mol/L。
4.根据权利要求2所述的甲醇乳化柴油的制备方法，其特征在于步骤三将反应容器置于旋转振荡器上以1000～3000rpm的振荡速度，振荡10～30s。
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