CN1120216C - 乳化剂组合物及其用途 - Google Patents

Abstract

公开了一种乳化剂组合物，它包括40-50重量%烷基酚聚氧乙烯醚、15-27重量%磺酸盐、8-12重量%乙醇胺、4-7重量%烷基萘、6-11重量%有机溶剂、4-7重量%有机镁盐、6-10重量%环烷酸盐和2-4重量%有机铁盐。还公开了用这种乳化剂组合物、水和重油制得的乳化重油。

Description

乳化剂组合物及其用途

发明的概述

本发明涉及油料乳化剂组合物，并涉及用这种乳化剂组合物制得的乳化重油。具体地说，本发明涉及重油乳化剂组合物，以及用这种重油乳化剂制得的乳化重油。

发明的背景

在国民经济中，各种油料(如重油和柴油)作为主要的能源得到了广泛的应用。随着对油料需求的增加和对环境保护的日益重视，对油料的要求也越来越高，其中之一就是要求油料能够充分燃烧，从而不仅能节能，而且还能减少尾气中的可燃有害成分。

业已提出了许多能使油料充分燃烧的方法，其中之一就是向油料中加入水和乳化剂使油料乳化，从而减小油料液滴的直径，增加与氧气的接触面积，达到充分燃烧的目的。

中国公开专利CN1083516A披露了一种用于重油的乳化剂组合物，它包括含有聚乙基醚型的非离子表面活性剂、多聚乙醛、有机过氧化物、苯二酚类化合物。虽然这种乳化剂能制得基本令人满意的乳化重油，但是它在充分燃烧方面还存在一定的问题。

因此，需要开发一种容水量高的乳化剂，仅需少量乳化剂就能制得具有燃烧热值高、燃烧充分且稳定性强优点的乳化重油。

本发明的目的是提供一种乳化剂组合物，所述乳化剂组合物的容水量高，仅需少量所述乳化剂组合物就可制得具有燃烧热值高、燃烧充分且稳定性强优点的乳化重油。

本发明的另一个目的是提供一种用所述乳化剂组合物制得的乳化重油。

发明的内容

本发明提供一种乳化剂组合物，它包括40-50重量％烷基酚聚氧乙烯醚、15-27重量％磺酸盐、8-12重量％乙醇胺、4-7重量％烷基萘、6-11重量％有机溶剂、4-7重量％有机镁盐、6-10重量％环烷酸盐和2-4重量％有机铁盐。

在本发明乳化剂组合物中，所述烷基酚聚氧乙烯醚包括具有8-9个碳原子的烷基酚聚氧乙烯醚，如辛基酚聚氧乙烯醚、壬基酚聚氧乙烯醚等。其中最好是壬基酚聚氧乙烯醚。其含量一般占组合物总重量的40-50重量％。

在本发明乳化剂组合物中含有起助燃降烟作用有机作为表面活性剂的磺酸盐。所述磺酸盐可以是烷基磺酸盐或芳基磺酸盐，也可以是烷基磺酸盐和芳基磺酸盐的混合物。它在组合物中的含量一般为15-27重量％。在本发明的一个较好的实例中，使用占组合物总重量10-15％的十二烷基磺酸钠和8-12％的石油烷基磺酸钙的混合物作为磺酸盐。

在本发明组合物中乙醇胺的作用是作为稳定剂，其用量一般占组合物总重量的8-12％。所述乙醇胺的例子有二乙醇胺和三乙醇胺等。其中较好的是三乙醇胺。

在本发明组合物中还可含有占组合物总重量4-7％的烷基萘，其主要作用是降低重油的粘度。所述烷基萘可以是被具有1-4个碳原子的烷基所取代的萘如甲基萘、乙基萘、正丙基萘、异丙基萘、正丁基萘等。其中最好是甲基萘。

为了防止重油中硫、钒等元素在高温下的腐蚀作用，在本发明组合物中还加入了占组合物总重量4-7重量％有机镁盐。所述有机镁盐的例子包括环烷酸镁、硬脂酸镁等油溶性镁盐。

在本发明组合物中占组合物总重量6-10重量％的环烷酸盐的作用是助燃剂，它可以使重油燃烧得更完全，抑制硫氧化物、氮氧化物和烟尘的生成以提高燃烧效率，减少大气污染。所述环烷酸盐的例子包括铜、锰、钴、镍、锌等过渡金属元素的环烷酸盐。可单独使用或组合使用这些环烷酸盐。

在本发明组合物中还含有占组合物总重量2-4％的有机铁盐。这种有机铁盐的例子包括环烷酸铁、二茂铁等油溶性铁盐，其主要作用是减少烟尘的量和未燃烧完全的碳的量，同时可抑制烃、一氧化碳和氮氧化物的生成。

在本发明组合物中，还含有占组合物总重量6-11％的有机溶剂，这种有机溶剂的例子包括常用的脂族和芳族溶剂如苯、甲苯、乙醇、丙醇、丙酮、乙醚等。

在乳化剂含量为0.1重量％、含水量为20重量％时，使用本发明乳化剂组合物制得的乳化重油的低热值可以达到8077kcal/kg，并且不分层稳定期可达到90天，远优于用现有的乳化剂制得的乳化重油。

具体实施方式

下面将通过实施例进一步说明本发明。应理解这些实施例仅是说明性的，不应对本发明的范围构成任何限制。在实施例中，除非另有说明，否则所有百分数和份数均为重量百分数和重量份数。

实施例1：乳化剂组合物的制备

将40重量份辛基酚聚氧乙烯醚、15重量份十二烷基磺酸钠、5重量份石油烷基磺酸钙、12重量份三乙醇胺、7重量份甲基萘、7重量份甲苯、2重量份丙酮、4重量份环烷酸镁、3重量份环烷酸铜、3重量份环烷酸锰和2重量份二茂铁用搅拌器混匀，制得本发明乳化剂组合物。

实施例2：乳化剂组合物的制备

将50重量份辛基酚聚氧乙烯醚、10重量份十二烷基磺酸钠、5重量份石油烷基磺酸钙、8重量份二乙醇胺、4重量份乙基萘、4重量份二甲苯、4重量份乙醇、5重量份环烷酸镁、3重量份环烷酸铜、3重量份环烷酸锰和4重量份二茂铁用搅拌器混匀，制得本发明乳化剂组合物。

实施例3：乳化剂组合物的制备

将42重量份壬基酚聚氧乙烯醚、12重量份十二烷基磺酸钠、12重量份石油烷基磺酸钙、9重量份三乙醇胺、5重量份乙基萘、5重量份苯、3重量份丙醇、4重量份环烷酸镁、3重量份环烷酸铜、3重量份环烷酸锰和2重量份二茂铁用搅拌器混匀，制得本发明乳化剂组合物。

实施例4：乳化剂组合物的制备

将48重量份壬基酚聚氧乙烯醚、13重量份十二烷基磺酸钠、7重量份石油烷基磺酸钡、8重量份三乙醇胺、6重量份乙基萘、4重量份苯、2重量份乙醚、4重量份环烷酸镁、3重量份环烷酸铜、3重量份环烷酸锰和2重量份二茂铁用搅拌器混匀，制得本发明乳化剂组合物。

实施例5：乳化剂组合物的制备

将40重量份壬基酚聚氧乙烯醚、10重量份十二烷基磺酸钠、9重量份烷基苯磺酸钙、8重量份二乙醇胺、7重量份甲基萘、4重量份甲苯、2重量份丙醇、7重量份硬脂酸镁、5重量份环烷酸钴、5重量份环烷酸镍和3重量份二茂铁用搅拌器混匀，制得本发明乳化剂组合物。

实施例6：乳化剂组合物的制备

将40重量份辛基酚聚氧乙烯醚、15重量份十二烷基磺酸钠、12重量份烷基苯磺酸钠、8重量份三乙醇胺、4重量份甲基萘、4重量份甲苯、2重量份甲醇、4重量份硬脂酸镁、3重量份环烷酸钴、5重量份环烷酸锌和3重量份环烷酸铁用搅拌器混匀，制得本发明乳化剂组合物。

实施例7，比较例1含水量试验

分别将65g市售的重油与0.1g实施例1-6制得的乳化剂组合物混合，制得含乳化剂的重油试样1-6，随后在环境温度下用9000rpm的高速剪切乳化机边搅拌边向各重油试样中加入蒸馏水，直至不能获得均匀的乳化液为止。记录所加的水量。结果发现所有试样的加水量均超过35g。

用上述方法测定最大含水量，但是使用0.1g市售的乳化剂和70g市售重油，结果发现试样的加水量不超过30g。

实施例8，比较例2稳定性试验

边搅拌边分别使0.1g实施例1-6制得的乳化剂和80g重油、20g蒸馏水相混合，随后用高速剪切乳化机在9000rpm下将得到的混合物搅拌15分钟，制得本发明乳化重油试样1-6；用同样的方法但使用市售的乳化剂制得对比试样1。

将上面制得的试样在常温下静置观察其油-水分层所需的天数。结果发现对比试样经50天放置即观察到分层现象，而本发明试样在90天后才陆续发生分层现象。

实施例9，比较例3燃烧试验

根据GB 260-88对实施例8和比较例2制得的试样进行燃烧试验，结果本发明试样的低热值均为8077kcal/kg以上，而对比试样的低热值为7834kcal/kg。

实施例10，比较例4 节油率试验

如下进行节油率试验：在同样条件下测定获得相同的热值所需的纯重油的量(W_重油)和乳化重油(W_乳化油)的量，以下式计算出节油率：

        节油率＝(W_重油-W_乳化油)/W_重油×100％

分别测定实施例8和比较例2制得的试样的节油率。结果本发明试样的节油率均高于12％，而比较例2制得的试样的节油率为8％。

实施例11，比较例5  废气试验

按照GB/T 9079-1988分别对实施例8制得的试样和比较例2制得的试样进行乳化重油燃烧后的烟尘试验。结果与纯重油相比，本发明试样燃烧后的烟尘下降了63％，比较例2制得的试样的燃烧后的烟尘下降了45％。

按照GB/T15436-1995分别对实施例8制得的试样和比较例2制得的试样进行乳化重油燃烧后的氮氧化物试验。结果与纯重油相比，本发明试样的燃烧后废气中的氮氧化物下降了37％，比较例2制得的试样燃烧后废气中的氮氧化物下降了37％。

由上面结果可见，使用本发明乳化剂组合物制得的乳化重油具有稳定性高、燃烧更完全且废气中的烟尘更少的优点。

Claims (10)

1.一种乳化剂组合物，它包括40-50重量％烷基酚聚氧乙烯醚、15-27重量％磺酸盐、8-12重量％乙醇胺、4-7重量％烷基萘、6-11重量％有机溶剂、4-7重量％有机镁盐、6-10重量％环烷酸盐和2-4重量％有机铁盐。

2.如权利要求1所述的乳化剂组合物，其特征在于所述烷基酚聚氧乙烯醚是辛基酚聚氧乙烯醚或壬基酚聚氧乙烯醚。

3.如权利要求1所述的乳化剂组合物，其特征在于所述15-27重量％磺酸盐包括10-15重量％十二烷基磺酸钠和5-12重量％烷基苯磺酸盐。

4.如权利要求1所述的乳化剂组合物，其特征在于所述乙醇胺是二乙胺或三乙醇胺。

5.如权利要求1所述的乳化剂组合物，其特征在于所述烷基萘是甲基萘。

6.如权利要求1所述的乳化剂组合物，其特征在于所述有机溶剂为甲苯和丙酮，且甲苯的含量占组合物总重量的4-7重量％，丙酮的含量占组合物的2-4重量％。

7.如权利要求1所述的乳化剂组合物，其特征在于所述有机镁盐是环烷酸镁或硬脂酸镁、所述环烷酸盐是一种或多种选自环烷酸铜、环烷酸钴、环烷酸镍、环烷酸锌和环烷酸锰的盐。

8.如权利要求7所述的乳化剂组合物，其特征在于所述组合物含有4-7重量％环烷酸镁、3-5重量％环烷酸铜、3-5重量％环烷酸锰。

9.如权利要求1所述的乳化剂组合物，其特征在于所述有机铁盐是二茂铁或环烷酸铁。

10.如权利要求1-9中任何一项所述的乳化剂组合物在制备乳化重油中的用途。