CN1155436C - 燃料油乳化剂及燃料油组合物 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种W/O型乳化燃料油的组成，本发明公开了一种W/O型乳化燃料油乳化剂，该乳化剂由Fe(II)、Fe(III)和Cu(II)等与具有多胺结构配位体的阳离子表面活性剂络合而成。该乳化燃料油由65～95%的燃料油，5～35%的水，占上述组成0.1～1.2%的阳离子表面活性剂，0～1.2%的添加剂组成。本发明之乳化剂乳化燃料油具有良好的常温、95℃高温储存稳定性。

Description

燃料油乳化剂及燃料油组合物

技术领域

本发明涉及一种乳化剂及使用该乳化剂的乳化燃料油，具体地说是一种具有良好的常温、高温储存稳定性的W/O型燃料油乳化剂及使用该乳化剂的燃料油。

背景技术

燃料油掺水乳化后燃烧具有节约燃料、降低烟气种污染物排放量和延长燃烧设备使用寿命等优点。目前，全国每年用于各种工业炉、窑的燃料油达几千万吨，所以，推广使用乳化燃料油对节省能源、改善环境质量均具有积极意义。

现有技术中对乳化燃料的研究主要集中在乳化剂和添加剂两方面，使用的乳化剂多为醚、酯类非离子表面活性剂，也有一些使用阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂复合物作为乳化燃料油乳化剂的。普遍存在的问题是乳化燃料油组成过于复杂，使用的表面活性剂品种太多，在实施时非常不便。如CN1139696A使用了5种非离子表面活性剂，CN1141333A使用了2种阴离子表面活性剂与3种非离子表面活性剂。

高温储存稳定性是乳化燃料的重要指标。因为乳化燃料油在燃烧前需要保温储运，以便于输送和装卸。分水的乳化燃料油会发生燃烧障碍。现有技术文献中都没有涉及到乳化燃料油的高温储存稳定性，只是笼统地谈及乳化燃料油在常温下储存2～3个月不分水。现有技术中也缺乏测试乳化燃料油在高温下储存稳定性的科学试验方法。

非离子表面活性剂在水溶液中随着温度的升高，与水形成的氢键逐渐断裂，水合性下降，导致其溶解度逐渐降低。达到浊点后，非离子表面活性剂会从水中分离出来，使燃料油破乳。另一方面，在高温时，水滴的布朗运动加快而非离子表面活性剂胶束之间的静电斥力较小，水滴容易聚并沉降，破坏乳化燃料油的高温储存稳定性。因此，非离子表面活性剂或以其为主的乳化燃料油高温稳定性不好。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高温储存稳定性的燃料油用乳化剂及使用该乳化剂的乳化燃料油组合物。本发明的另一个目的是提供一种测试乳化燃料油高温稳定性的科学试验方法。

本发明的乳化剂为水溶性过渡金属盐与具有多胺结构的阳离子表面活性剂形成的乳化剂组合物。其中过渡金属盐与具有多胺结构阳离子表面活性剂的重量比例为0.01∶1～4∶1。所述的具有多胺结构的阳离子表面活性剂为多乙多氨基酰胺，其结构式为R-CONH(CH₂CH₂NH)_nH，R为C₁₀～C₂₁的烃基，n为1～3的整数；过渡金属盐为Ag⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Co³⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺的水溶性盐，优选为Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺的水溶性盐。

本发明乳化剂的制备方法为：将两种原料按比例混合即得本发明乳化剂，或者在使用时，将两种原料按比例加入水中混合后使用。

本发明乳化燃料油的重量组成为：(1)重量比为65∶35～95∶5燃料油与水，(2)占燃料油与水重量的0.1～1.2％，最好0.2～0.7％的本发明乳化剂，(3)占燃料油与水重量的0～1.2％，最好0.03～0.5％的添加剂。

上述的燃料油可以是原油、重油、渣油及其它各种牌号的燃料油，水可以选择自来水、工业用水，也可以直接使用江、河、湖、海水和地下水，添加剂可以是C₆～C₁₈高级脂肪醇中的一种或多种混合物或石油酸等。

本发明乳化燃油的制备方法为：先将本发明乳化剂与添加剂一起加入所需的水中，加热到40～95℃，形成均匀的混合物，然后将上述混合物加入到40～95℃燃料油中进行乳化便可制备出本发明之乳化燃料油。

本发明之乳化设备可以是通常的乳化设备，如搅拌器、超声波乳化器、静态混合器、均化器、乳化管和高速剪切机等。

本发明乳化燃料油常温及高温储存稳定性的测试方法为：

将100ml乳化燃料油装入的玻璃稳定管中，此稳定管下部缩径，最小分度值为0.1ml。盖上磨口塞后，分别置于常温和95℃鼓风烘箱中，观察储存稳定性。做95℃储存稳定性试验时每隔24h开盖一次，时间约2～5s。

本发明燃料油乳化剂通过过渡金属离子与具有多胺结构的阳离子表面活性剂之间的配位作用，提高胶束的聚集数，增加油水界面的电荷量，提高界面膜强度，从而达到提高乳化燃料油的储存稳定性之目的。使用本发明乳化剂的乳化燃料油具有良好的常温及高温储存稳定性。另外由于本发明的乳化剂使用了阳离子表面活性剂，使之遇无机盐不会沉淀或失效，因此对乳化燃料油的所需的水无特别要求，大多数水源都可满足使用要求，降低乳化燃料油的成本。本发明乳化剂组成简单，原料成本低，制备容易，为降低乳化燃料油成本打下了基础。本发明乳化燃料油的高温储存稳定性测试方法具有简单、实用、结果精确的特点。

附图说明

图1是本发明测试高温稳定性的稳定管结构示意图，图中数据单位为mm。

具体实施方式

下面通过实施例进一步描述本发明方案及效果。

实施例1用玻璃烧杯分别取300g自来水、700g渤海重质原油，把它们分别加热到70℃并保温。将3g阳离子表面活性剂AT-1(山东长青化工实验厂生产)和0.5gCuSO₄一起加入到水中，混合均匀。然后，启动燃料油中浆式搅拌器，把AT-1与CuSO₄水溶液加入到燃料油中便得到了乳化燃料油。分别取100ml乳化燃料油装入两个稳定管中，进行常温、高温储存稳定性试验。

实施例2～4按照实施例1的工艺，过渡金属盐为FeSO₄、FeCl₃、ZnSO₄，其用量分别为0.2g、1g、1.5g；阳离子表面活性剂为AT-1、FMK-1(抚顺公路处长虹乳化剂厂生产)、AT-1，用量7g、5g、5g；燃料油为60^#、100^#燃料油、大庆常渣。实施例3中再加入0.5gC₁₂～C₁₅高级混合脂肪醇。实施例4中再加入0.5g180mgKOH/g的石油酸。

比较例1按照实施例1的工艺，水溶液中只含3gAT-1。

表1乳化油稳定性实验结果

实施例	常温储存稳定性时间，天    分水量，ml		95℃储存稳定性时间，天    分水量，ml
					1	150	0	5	0
2	150	0	5	0
					3	150	0	5	0
4	150	0	5	0
					比较例1	150	0	5	0.4

注：AT-1和FMK-1分别为山东长青化工实验厂和抚顺公路处长虹乳化剂厂生产的两种含有多胺结构的乳化剂。

AT-1的主要成分的结构式为R-CO-NH-CH₂-CH₂-NH₂，其中R为猪脂的烃基。猪脂的烃基主要是指油酸、棕榈酸和硬脂酸的烃基。油酸的烃基为顺式-9-十八碳烯基，硬脂酸的烃基为十八烷基，棕榈酸的烃基为十六烷基。AT-1中上述的主要成分占75wt％～80wt％。

FMK-1的主要成分的结构式为R-CO-NH-CH₂-CH₂-NH₂，其中R为豆油的烃基。豆油的烃基主要是指亚油酸和油酸的烃基，亚油酸的烃基为顺式-9，12-十八碳二烯基，油酸的烃基为顺式-9-十八碳烯基。FMK-1中上述的主要成分占90wt％～95wt％。

Claims (7)

1、一种燃油乳化剂，为水溶性过渡金属盐与具有多胺结构的阳离子表面活性剂形成的乳化剂组合物，其中过渡金属盐与具有多胺结构阳离子表面活性剂的重量比例为0.01∶1～4∶1，上述具有多胺结构的阳离子表面活性剂为R-CONH(CH₂CH₂NH)_nH，R为C₁₀～C₂₁的烃基，n为1～3的整数。

2、按照权利要求1所述的乳化剂，其特征在于所述的过渡金属盐为Ag⁺、Cr³⁺、Mn²⁺、Co³⁺、Ni²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺水溶性盐。

3、按照权利要求1所述的乳化剂，其特征在于所述的过渡金属盐为Fe²⁺、Fe³⁺、Cu²⁺、Zn²⁺的水溶性盐。

4、一种乳化燃料油，其重量组成为：(1)重量比为65∶35～95∶5燃料油与水，(2)占燃料油与水重量0.1～1.2％的乳化剂，(3)占燃料油与水重量的0～1.2％的添加剂；所述的乳化剂为水溶性过渡金属盐与具有多胺结构的阳离子表面活性剂形成的乳化剂组合物，其中过渡金属盐与具有多胺结构阳离子表面活性剂的重量比例为0.01∶1～4∶1，所述具有多胺结构的阳离子表面活性剂为R-CONH(CH₂CH₂NH)_nH，R为C₁₀～C₂₁的烃基，n为1～3的整数；所述的添加剂选自C₆～C₁₈高级脂肪醇中的一种或多种混合物或石油酸。

5、按照权利要求4所述的乳化燃料油，其特征在于所述的乳化剂的重量含量为0.2～1.0％。

6、按照权利要求4所述的乳化燃料油，其特征在于所述的添加剂的重量含量为0.03～0.5％。

7、按照权利要求4所述的乳化燃料油，其特征在于所述的燃料油为原油、渣油或重油。