CN104178230A - 一种改性燃料油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改性燃料油及其制备方法。以质量百分数计，其组分组成为：15%-20%水剂、0.1-1%三元催化助燃剂、79%-84.9%燃料油。本发明与现有技术相比,显著优点为:（1）所采用的粉剂均为纳米材料（2）制取改性油的各种原料容易获取；（3）从源头上解决大气污染物排放问题，改性燃料油的燃烧产物的减排效果显著，可达70-90%，节油率可达10-15%；（4）降低锅炉结碳率，使得碳充分燃烧，提高热效率；（5）配方制作方法简单，无危害,成本低。

Description

一种改性燃料油及其制备方法
技术领域
本发明属于工业应用技术领域，属于制备改性燃料油的技术领域。 
背景技术
大气是人类乃至地球上万物赖以生存的最基本环境要素之一，大气环境污染会给人类的生存、生活、工作、可持续发展带来灾难性的后果。因此，控制大气环境污染的实用技术与设备就显得相当地重要了。随着当今科技的创新、社会的进步和人类生活质量的提高，环境保护越来越受到人们的重视，环境保护的标准也越来越高，并加速向国际环境保护排放标准接轨。为此，环保科技与设备产业的技术创新水准也越来越高。大气环境污染，尤其是酸雨现象，是无国界的，这给大气环境污染控制技术与设备提出了更高的要求。 
现有的技术中，普遍采用在燃料油或是其他油品中添加各种添加剂，在环境治理上有一定成效，但是存在制备工艺复杂，化学试剂使用量大、稳定性差等缺点。 
发明内容
本发明的目的是提供一种燃烧效率高，节能效果好, 稳定性高的新型改性燃料油及其制备方法。 
实现本发明目的的技术解决方案为：本发明的一种改性燃料油，以质量百分比计，包括如下组份组成：水剂：15%-20%；三元催化助燃剂：0.1-1%，优选0.1-0.3%，燃料油79%-84.9%。 
所述水剂为高纯超细活性碳胶液。 
所述三元催化助燃剂为油剂和粉剂的混合物，其中，油剂为负载稀土离子的有机高分子化合物，粉剂为纳米活碳粉与纳米氧化铈的混合物；油剂优选负载镧铈轻稀土离子的P204（2-乙基己基磷酸）或P507（2-乙基已基膦酸单2-乙基已基酯），其中， La3+：Ce4+（质量比）=（38.46-40.16）：（36.96-38.61），负载量为70-90%。 
一种改性燃料油的制备方法，包括以下步骤： 
第一步：将纳米活碳粉与纳米氧化铈混合均匀制备粉剂；
第二步：将第一步制得的粉剂加入油剂中，采用高速剪切机进行均质混合处理制备三元催化助燃剂；
第三步；将第二步制得的三元催化助燃剂加入到燃料油中，采用高速剪切机进行均质混合处理制备所述的改性燃料油半成品；
第四步：在改性燃料油半成品中加入水剂，在40-70℃下进行均质化处理，制得所述改性燃料油。
第一步中所述的纳米活碳粉与纳米氧化铈的质量比为：2-5:1-3。 
第二步中所述的粉剂与油剂的质量比为：2-5:95-98。 
第三步中所述的高速剪切机的转速为9000-10000r/min；剪切处理时间为30min-60min。 
第四步中所述的改性燃料油半成品与水剂混合体积比为：85-80:15-20，均质化处理时间为30min-60min。 
本发明与现有技术相比,显著优点为:（1）所采用的粉剂均为纳米材料（2）制取改性油的各种原料容易获取；（3）从源头上解决大气污染物排放问题，改性燃料油的燃烧产物的减排效果显著，可达70-90%，节油率可达10-15%；（4）降低锅炉结碳率，使得碳充分燃烧，提高热效率。（5）配方制作方法简单，无危害。 
附图说明
图1 是本发明改性燃料油的制备工艺流程图。 
具体实施方式
下面以实施例进一步说明： 
本实施例是对改性燃料油的制备的具体描述，下述均为质量比例：水剂：15%-20%；三元催化助燃剂：0.1-1%，优选0.1-0.3%，燃料油：79%-84.9%。
实施例1 
结合图1，以配制1Kg改性柴油为例，选择改性柴油的各组成的质量分数为：水剂：15%；三元催化助燃剂（简称助燃剂）：1‰；柴油：84.9%；其中助燃剂由以下质量百分数计的组分组成：纳米活碳粉：纳米氧化铈：油剂=2:1:57；称取849g柴油中加入10g的助燃剂，150g的水剂，采用均质化技术制备改性柴油。
操作步骤为： 
1）配制粉剂：将纳米活碳粉与纳米氧化铈按2:1混合均匀制备粉剂；
2）配制油剂：将P204（2-乙基己基磷酸）与含镧铈的轻稀土料液（质量比：La3+：Ce4+=38.46：36.96）按2:1的体积比进行萃取，得到负载量为70%的负载镧铈轻稀土离子的P204，即油剂；
3）配制助燃剂:将1)制得的粉剂按5％加入2)中，采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min制备三元催化助燃剂；
4）制备改性柴油半成品：将3）制得的三元催化助燃剂按1‰加入到柴油采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min；制备改性柴油半成品；
5）制备改性柴油：将改性柴油半成品中加入15%高纯超细活性碳胶液（市售），在70℃下进行均质化处理30min，制得所述改性柴油。
实施例2：以配制1Kg改性180#重油为例，选择改性180#重油的各组成的质量分数为：水剂：20%；三元催化助燃剂（简称助燃剂）：10‰；180#重油：79%；其中助燃剂的组成的质量分数为：纳米活碳粉：纳米氧化铈：油剂=3:2:95；称取790g180#重油中加入10g的助燃剂，200g的水剂，采用均质化技术制备改性180#重油。 
操作步骤为： 
1）配制粉剂:将纳米活碳粉与纳米氧化铈按3:2混合均匀制备粉剂；
2）配制油剂:将P507（2-乙基已基膦酸单2-乙基已基酯 ）与含镧铈的轻稀土料液
（质量比：La3+：Ce4+=40.16：38.61）按2:1的体积比进行萃取，得到负载量为70%的负载镧铈轻稀土离子的P507，即油剂；
3）配制助燃剂:将1)制得的粉剂按5％加入2)中，采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min制备三元催化助燃剂；
4）制备改性180#重油半成品：将3）制得的三元催化助燃剂按10‰加入到180#重油采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min；制备改性180#重油半成品；
5）制备改性180#重油：将改性180#重油成品中加入20%高纯超细活性碳胶液，在70℃下进行均质化处理30min，制得所述改性180#重油。
实施例3 
以配制1Kg改性废机油为例，选择改性废机油的各组成的质量分数为：水剂：15%；三元催化助燃剂（简称助燃剂）：2‰；废机油：84.8%；其中助燃剂的组成的质量分数为：纳米活碳粉：纳米氧化铈：油剂=3:2:95；称取848g废机油中加入2g的助燃剂，150g的水剂，采用均质化技术制备改性废机油。
操作步骤为： 
1）配制粉剂:将纳米活碳粉与纳米氧化铈按3:2混合均匀制备粉剂；
2）配制油剂:将P507（2-乙基已基膦酸单2-乙基已基酯 ）与含镧铈的轻稀土料液
（质量比：La3+：Ce4+=40.16：36.96）按2:1的体积比进行萃取，得到负载量为80%的负载镧铈轻稀土离子的P507，即油剂；
3）配制助燃剂:将1)制得的粉剂按5％加入2)中，采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min制备三元催化助燃剂；
4）制备改性废机油半成品：将3）制得的三元催化助燃剂按2‰加入到废机油采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min；制备改性废机油半成品；
5）制备改性废机油：将改性废机油成品中加入15%高纯超细活性碳胶液，在70℃下进行均质化处理30min，制得所述改性废机油。
  
实施例4
以配制1Kg改性页岩油为例，选择改性页岩油的各组成的质量分数为：水剂：17%；三元催化助燃剂（简称助燃剂）：3‰；页岩油：82.7%；其中助燃剂的组成的质量分数为：纳米活碳粉：纳米氧化铈：油剂=2:1:57；称取827g页岩油中加入3g的助燃剂，170g的水剂，采用均质化技术制备改性页岩油。
操作步骤为： 
1）配制粉剂:将纳米活碳粉与纳米氧化铈按2:1混合均匀制备粉剂；
2）配制油剂:将P507（2-乙基已基膦酸单2-乙基已基酯 ）与含镧铈的轻稀土料液
（质量比：La3+：Ce4+=40.16：38.61）按2:1的体积比进行萃取，得到负载量为90%的负载镧铈轻稀土离子的P507，即油剂；
3）配制助燃剂:将1)制得的粉剂按5％加入2)中，采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min制备三元催化助燃剂；
4）制备改性页岩油半成品：将3）制得的三元催化助燃剂按3‰加入到页岩油采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min；制备改性页岩油半成品；
5）制备改性页岩油：将改性页岩油成品中加入20%高纯超细活性碳胶液，在40℃下进行均质化处理30min，制得所述改性页岩油。
  
实施例5
以配制1Kg改性生物质油为例，选择改性生物质油的各组成的质量分数为：水剂：15%；三元催化助燃剂（简称助燃剂）：3‰；生物质油：84.7%；其中助燃剂的组成的质量分数为：纳米活碳粉：纳米氧化铈：油剂=3:2:95；称取847g生物质油中加入3g的助燃剂，150g的水剂，采用均质化技术制备改性生物质油。
操作步骤为： 
1）配制粉剂:将纳米活碳粉与纳米氧化铈按3:2混合均匀制备粉剂；
2）配制油剂:将P507（2-乙基已基膦酸单2-乙基已基酯 ）与含镧铈的轻稀土料液
（质量比：La3+：Ce4+=40.16：38.61）按2:1的体积比进行萃取，得到负载量为90%的负载镧铈轻稀土离子的P507，即油剂；
3）配制助燃剂:将1)制得的粉剂按5％加入2)中，采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min制备三元催化助燃剂；
4）制备改性生物质油半成品：将3）制得的三元催化助燃剂按3‰加入到生物质油采用9000r/min的速度进行高速剪切处理30min；制备改性生物质油半成品；
5）制备改性生物质油：将改性生物质油成品中加入15%高纯超细活性碳胶液，在60℃下进行均质化处理30min，制得所述改性生物质油。

Claims (10)

1.一种改性燃料油，其特征在于，以质量百分比计，包括如下组份组成：15%-20%水剂、0.1-1%三元催化助燃剂和79%-84.9%燃料油。
2.根据权利要求1所述的改性燃料油，其特征在于，所述水剂为高纯超细活性碳胶液。
3.根据权利要求1所述的改性燃料油，其特征在于，所述三元催化助燃剂为质量比为（2-5）:（95-98）的粉剂和油剂的混合物；粉剂为质量比为（2-5）:（1-3）的纳米活碳粉与纳米氧化铈的混合物，其中，油剂为负载稀土离子的有机高分子化合物。
4.根据权利要求3所述的改性燃料油，其特征在于，所述的油剂为负载镧铈轻稀土离子的2-乙基己基磷酸或负载镧铈轻稀土离子的2-乙基已基膦酸单2-乙基已基酯，负载量为70-90%，以质量比计，La3+：Ce4+=（38.46-40.16）：（36.96-38.61）。
5.根据权利要求1所述的改性燃料油，其特征在于，所述的燃料油为柴油、重油、页岩油、废机油或生物质油。
6.如权利要求1所述的改性燃料油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：将纳米活碳粉与纳米氧化铈混合均匀制备粉剂；
第二步：将第一步制得的粉剂加入油剂中，采用高速剪切机进行均质混合处理制备三元催化助燃剂；
第三步；将第二步制得的三元催化助燃剂加入到燃料油中，采用高速剪切机进行均质混合处理制备所述的改性燃料油半成品；
第四步：在改性燃料油半成品中加入水剂，在40-70℃下进行均质化处理，制得所述改性燃料油。
7.根据权利要求6所述的改性燃料油的制备方法，其特征在于，第一步中所述的纳米活碳粉与纳米氧化铈的质量比为（2-5）:（1-3）。
8.根据权利要求6所述的改性燃料油的制备方法，其特征在于，第二步中所述的粉剂与油剂的质量比为（2-5）:（95-98）。
9.根据权利要求6所述的改性燃料油的制备方法，其特征在于，第三步中所述的高速剪切机的转速为9000-10000r/min；剪切处理时间为30min-60min。
10.根据权利要求6所述的改性燃料油的制备方法，其特征在于，第四步中所述的改性燃料油半成品与水剂混合体积比为（85-80）:（15-20），均质化处理时间为30min-60min。
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