CN1042552C - 一种改质乳化燃料油及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可以替代柴油用于燃油锅炉、工业窑炉、中低速柴油机及电厂煤粉炉点火燃料油的改质乳化燃料油及其生产方法，它是以柴油、渣油、水和短侧链稠环芳烃混合磺酸盐的乳化分解剂经静态混合器混合制得。该乳化燃料油具有良好流动性、着火性、雾化性，且无腐蚀、低灰分、高热值，主要性能与20号重柴油相当。

Description

一种改质乳化燃料油及其生产方法
本发明涉及一种以柴油、渣油、水和乳化分散剂经混合制得的改质乳化燃料油及其生产方法。
当代石油工业面临油品变重，残碳过高，石油资源枯竭等问题。如何以重油代替轻油，综合利用石油资源和节能技术显得特别重要。
在现有技术中，关于乳化燃油的报道比较多，如中国专利CN1037359描述了一种重油添加剂用于制备乳化重油，中国专利CN1034950描述了一种柴油乳化掺水技术制备乳化柴油，日本专利JP91-01252697-A描述了一种炉用乳化重油燃料的制备方法，中国专利CN1055948A描述了一种燃油乳化剂乳化燃油的生产方法，美国专利US3876391叙述了一种提高辛烷值的乳化汽油的方法，中国专利CN87106204描述了一种柴油添加剂生产乳化柴油的方法。现有生产乳化燃油所用乳化分散剂多为非离子表面活性剂的复合物。
经过检索，未发现有关用于工业窑炉、中低速柴油机和电厂点火油的石油改质乳化燃油的报道。
本发明的在先发明是“以催化裂化回炼油溶剂抽出物重质芳烃为原料的短侧链稠环芳烃混合磺酸盐型表面活性剂”，申请号是93107820.2，申请日是1993年7月12日。该发明克服了短侧链稠环芳烃磺酸盐作表面活性剂性能差，无利用价值的技术偏见。该表面活性剂作乳化分散剂使用具有意料不到的显著效果。
本发明采用短侧链稠环芳烃混合磺酸盐作乳化分散剂制备改质乳化燃料油，至今未见有关报道。
本发明的目的，是公开一种以柴油、渣油、水和乳化分散剂经过静态混合器混合制得的改质乳化燃料油，使渣油、柴油改质，从而解决了以重油作燃料时流动性差，着火性差，不能完全燃烧，造成环境污染等问题，并且节约能源，减少设备振动，延长使用寿命。
本发明乳化燃料油的原料是柴油，包括焦化柴油、催化柴油、直馏轻柴油、重柴油、炼厂污油等柴油产品，用量为5～40重量份，较好30～40重量份。
本发明乳化燃料油另一种原料为渣油，包括减压渣油、减粘渣油、常压渣油等渣油产品，用量为30～80重量份，较好为40～50重量份。
本发明乳化燃料油的乳化分散剂为短侧链稠环芳烃混合磺酸盐型表面活性剂，由催化裂化回炼油溶剂抽出物重质芳烃为原料，经过浓硫酸或气相三氧化硫磺化及碱金属氢氧化物水溶液中和制得，该表面活性剂带有碳原子数为1～3的短侧链和芳环数为3～5的稠环芳烃，其亲水亲油平衡值为8～16。
乳化分散剂短侧链稠环芳烃混合磺酸盐表面活性剂的用量为0.2～0.5重量份，较佳用量为0.4重量份。
乳化燃料油的组成水，可以是普通自来水，也可以是经过软化或未经过软化处理的净水，也可以是造纸厂排放的黑液废水，用量为8～20重量份，较好为15重量份。
本发明改质乳化燃料油是这样生产的：将上述柴油、渣油、水和乳化分散剂，按上述用量范围内的重量份比例，用泵送入一静态混合器均匀混合，温度为40～60℃，经过1～5秒混合即可成为改质乳化燃料油产品。
本发明改质乳化燃料油是一种多重乳状液型乳化油，显微镜观察结果：它的最小水珠直径为1～2μ，占水珠总量的70％以上，最大水珠直径仅为6～8μ，占10％以下。
本发明乳化燃料油的运动粘度(50℃)为20～55mm2/s，热值为8800～10000千卡/公斤。
表1为本发明改质乳化燃料油的性能，由表中指标可见，本发明产品主要参数与20号重柴油相当，其中有些指标优于20号重柴油。
改质乳化燃料油用离心机在4000转/分钟转速下进行离心分离1小时，无任何分离现象，在65℃恒温水浴中加热100小时不会破乳，室温下保存三年不分层。
本发明的改质乳化燃料油可以代替轻柴油用于燃油锅炉，工业窑炉，中低速柴油机及电厂煤粉炉点火的燃料油等场合，具有良好的流动性、着火性和雾化性，并且无腐蚀、低灰分、高热值。
本发明的改质乳化燃料油作为燃料油用在载重量2610吨的运输船上，船用柴油主机工况良好，运行平稳，油耗降低，与轻柴油使用效果对比列于表2。
用本发明改质乳化燃料油代替轻柴油作为电厂220T/h煤粉炉点火用油，使用效果比轻柴油好。锅炉点火后，从看火孔观察油枪处雾化状况良好，与轻柴油相似，火炬无雪花，油枪根部火焰比轻柴油明亮，油枪根部火焰温度用乳化油点火亦比用轻柴油点火高，用光学高温计测得数据如表3所示。
本发明改质乳化燃料油作为轻柴油代用品在洗涤厂的燃油锅炉的直接热交换炉上使用效果很好，炉温十分稳定，产品白度提高，油耗下降15％。改质乳化油与柴油的使用效果列于表4。
测试方法：
运动粘度(50℃)为                GB265-88
残碳为          GB268-87
灰分为          GB508-85
硫含量为        GB387-64
机械杂质为      GB511-88
闪点(闭口)为    GB261-83
倾点为          GB3535
腐蚀为          GB378-64
凝固点为        GB510-83
热值为          GB384-64
密度为          GB1884
以下用具体实施例进一步说明本发明，但应当认为本发明不限于以下实施例。
实施例1
将0.3克短侧链稠环芳烃混合磺酸盐溶于20克水中，加热40克的减压渣油和40克0#柴油的混合物至70℃,10分钟使油品充分混合，然后将上述的水溶液与混合油品在50℃下搅拌10分钟，进行充分混合，得到一粘度(50℃)为36.14mm2/s、密度为0.9123、残碳为2.3％、灰分为0.05％的油品。测得热值为高热值9460.2千卡/公斤，低热值8834千卡/公斤，用离心机在4000转/分钟的转速下离心分离30分钟，改质乳化燃料油无任何分层现象。
实施例2
将60克渣油与25克焦化柴油混合，加热至80℃，保温10分钟，使油品充分溶解混合。然后加入浓度为0.3％(重量)的短侧链稠环芳烃混合磺酸盐水溶液10克，用玻璃搅拌器搅拌10分钟，得到一乳化燃料油。静置30天后，测得乳化油上、中、下层的密度为0.8911、0.9023、0.9105，乳化油粘度为47.0mm2/s，残碳含量为3.5％，灰分为0.074％，闭口闪点为80℃，开口闪点为110℃，该油品在水浴中加热至70℃,100小时内无任何变化。
                        实施例3
在一规模为10万吨/年的工业装置上，将90℃的250重油、35℃0#柴油及50～60℃含有3.5‰乳化分散剂的水溶液分别用泵在0.7Mpa的压力下按42.5％、42.5％、15％的重量比例连续泵入一二级静态混合器中进行1～5秒瞬时乳化，即得到乳化油产品，该产品经过高压过滤器后送入产品中间罐，乳化油的质量指标为：
粘度(50℃)                 45mm2/s
残碳                       4.0％
灰分                       0.07％
总硫                       0.5％
凝固点                     0℃
乳化油粒径                 ＜6μ
腐蚀                       合格
密度                       0.9105g/cm3
该油品稳定性为：65℃下保存200小时不分层。
           表1改质乳化燃料油和20号重柴油的性能
    项目     单位 改质乳化油 20号重柴油
运动粘度50℃     mm2/s     20～55     20.5
    凝固点     ℃     0～8
  闪点(闭口)     ℃     ＞80     ＞65
   机械杂质     ％     0.01～0.03     ＜0.1
    残碳     ％     2～4     ＜0.5
    灰分     ％     0.03～0.07     ＜0.06
    腐蚀     合格
    硫含量     ％     ＜0.8     ＜0.5
   密度20℃     g/cm3     0.8800～0.9200
 水溶性酸或碱     无     无
       表2改质乳化燃料油与轻柴油用于中速柴油机效果对比表
   项目油品 机温温度℃ 循环水温℃ 排气温度℃ 主机工况 废气颜色 油耗T/h  油温℃
改质乳化油     52     49    370     正常     浅灰     65     60
轻柴油     50     48    360     正常     深灰     70     35
  对比     +2     1    +10     正常     改善     -5     +25
              表3改质乳化燃料油与轻柴油点火效果对比
 测定孔位     #1角     #2角     #3角     #4角
轻柴点火℃     844     831     853     819
改质乳化油点火℃     890     807     960     973
             表4燃油锅炉使用改质乳化燃料油与轻柴油对比
项目油品 油压MPa 炉膛温度℃ 热风进塔温度℃ 塔顶温度℃ 烟度 产品白度
改质乳化油     1.2  720～820  240～280  68～80 白色 洁白
轻柴油     1  680～720  210～255  63～74 深灰 平白
对比   +0.2  +40～100  +30～35  +5～6 改善 提高

Claims (1)

1．一种改质乳化燃料油，由油品、水和乳化分散剂经混合制成，其特征在于改质乳化燃料油包括柴油5～40重量份，渣油30～80重量份，水8～20重量份，乳化分散剂0.2～0.5重量份，所述乳化分散剂是带有碳原子数为1～3的短侧链和芳环数为3～5的稠环芳烃的短侧链稠环芳烃混合磺酸盐表面活性剂，其亲水亲油平衡值为8～16。
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