CZ20021694A3 - Způsob kontinuální výroby stabilní emulzní směsi paliva a vody a zařízení k provádění tohoto způsobu - Google Patents

Způsob kontinuální výroby stabilní emulzní směsi paliva a vody a zařízení k provádění tohoto způsobu Download PDF

Info

Publication number
CZ20021694A3
CZ20021694A3 CZ20021694A CZ20021694A CZ20021694A3 CZ 20021694 A3 CZ20021694 A3 CZ 20021694A3 CZ 20021694 A CZ20021694 A CZ 20021694A CZ 20021694 A CZ20021694 A CZ 20021694A CZ 20021694 A3 CZ20021694 A3 CZ 20021694A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
emulsion
water
phase
hydrocarbon phase
mixers
Prior art date
Application number
CZ20021694A
Other languages
English (en)
Inventor
Philippe Schulz
Philippe Tanguy
Benjamin Brocart
César Magnin
Original Assignee
Elf Antar France
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Elf Antar France filed Critical Elf Antar France
Publication of CZ20021694A3 publication Critical patent/CZ20021694A3/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions
    • C10L1/328Oil emulsions containing water or any other hydrophilic phase
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F23/00Mixing according to the phases to be mixed, e.g. dispersing or emulsifying
    • B01F23/40Mixing liquids with liquids; Emulsifying
    • B01F23/49Mixing systems, i.e. flow charts or diagrams

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Colloid Chemistry (AREA)

Description

Předmětný vynález se týká kontinuálního způsobu výroby emulgovaného paliva, čili emulzní směsi vody a alespoň jedné organické sloučeniny, za účelem distribuce tohoto paliva stejně jako je tomu v případě jiných paliv pro motory s vnitřním spalováním nebo v případě topných olejů pro domácnost. V takovýchto palivech je organická fáze tvořená petrolejovou frakcí, rostlinným nebo živočišným olejem nebo jakýmkoli jiným palivem, které se používá v motorových vozidlech a v kotlích určených pro vytápění domácností, obecněji pak jakýmkoli palivem pro motory s vnitřním a jiným spalováním a pro generátory elektrického proudu. Předmětný vynález se rovněž týká zařízení, neboli jednotky pro kontinuální provádění uvedeného způsobu v průmyslovém měřítku.
Dosavadní stav techniky
Mnoho výzkumných týmů se pokouší vyvinout způsoby výroby emulgovaných paliv, avšak velice záhy jsou jejich snahy konfrontovány s obtížemi spojenými s implementací těchto způsobů do praxe, přičemž hlavní příčinou těchto potíží je nedostatečná stabilita získaných emulzí. Stabilita takovýchto emulzí při skladování je definována například odborem francouzského ministerstva průmyslu, který spravuje agendu týkající se uhlovodíků. Podle tohoto vládního odboru se emulze vody v motorové naftě (tj. v uhlovodíku) považuje za stabilní při skladování, pokud při skladování této emulze při normální » · · ·· ···· ·· ·· • · · · ·· · · · · · ··· ··· · · · teplotě, tj. při teplotě v rozmezí od 10 °C do 20 °C, po dobu alespoň jednoho měsíce, není pozorováno žádné dělení uvedené emulze na dvě nebo více fází.
Za účelem překonání nedostatečné stability emulzí byly v německých patentech číslo DE 19,704,874 a DD 216863, v patentu Spojených států amerických číslo US 5,445,656 a ve zveřejněné mezinárodní přihlášce číslo WO 95/33023 popsány způsoby a zařízení pro emulgaci paliv, které jsou určeny pro provádění přímo ve vozidlech, zejména pak ve vozidlech vybavených dieselovými motory. Emulze popsané v těchto dokumentech jsou emulze vnější, často vodné, fáze, přičemž takovouto emulzi je možné postupně převrátit postupným ředěním v hořlavé organické fázi, jak je tomu v případě německého patentu číslo
DE 19,704,874. Emulze popsaná ve zveřejněné mezinárodní přihlášce číslo WO 95/33023 obsahuje méně než 20 procent vody, jež tvoří vnější fázi uvedené emulze.
Ve zveřejněné mezinárodní přihlášce číslo WO 92/11927 je popsána příprava koncentrované emulze obsahující od 40 do 80 objemových procent vody. Způsob přípravy této emulze zahrnuje oddělenou přípravu směsi palivo/de-emulgační aditivum a směsi voda/alkohol, přivedení těchto dvou směsí na dvě oddělená místa v cirkulační smyčce zahrnující čerpadlo, jež slouží pro emulgaci a cirkulaci vzniklé směsi uvnitř uvedené smyčky. Takto získaná emulze se odebírá na druhém konci smyčky.
Ve zveřejněné mezinárodní přihlášce číslo WO 95/27021 je nárokována ochrana emulgovaného paliva, které obsahuje od 20 do 80 objemových procent vody, která tvoří vnější fázi této
emulze, od 2 do 20 objemových procent alkoholu a zbývajíc! část tohoto emulgovaného paliva je tvořena uhlovodíky a alespoň jedním neiontovým emulgačním aditivem. Skupina uhlovodíků, které se vpravují do této emulze, zahrnuje motorové benzíny, letecký petrolej (kerosin), motorovou naftu, syntetická paliva a deriváty rostlinných nebo živočišných olejů. Způsob výroby popsaný v této mezinárodní přihlášce slouží pro výrobu emulze ve velkém měřítku, přičemž tato emulze je stabilní po dobu alespoň tří měsíců a uvedený způsob zahrnuje míšení roztoku voda/alkohol s kapalinou složenou z uhlovodíků a de-emulgačního aditiva.
Žádná z výše uvedených patentových přihlášek nepopisuje způsob průmyslové výroby stabilního emulgovaného paliva, ve kterém je vnější fáze složená z organické fáze. Nyní je ze zřejmých důvodů, mezi které patří kompatibilita daného paliva s palivovým systémem automobilu, kde dochází k proudění paliva z nádrže do systému pro jeho přivádění do motoru, výhodné použít palivo, jehož vnější fáze je identická s palivem, pro které byl daný palivový systém navržen. V případě použití paliva s vnější vodnou fází existuje totiž zvýšené riziko koroze kovových povrchů a/nebo předčasného opotřebování elastomerních materiálů.
Tyto skutečnosti byly důvodem, proč byl vyvinut první diskontinuální způsob výroby emulzí vody v naftě, který byl popsán ve francouzské patentové přihlášce sériového čísla FR 98/15625, jež byla podána 8. prosince 1998. Takovéto emulze, jež byly popsány rovněž ve zveřejněné mezinárodní přihlášce číslo WO 97/34969, mají při porovnání s emulzemi nafty ve vodě tu výhodu, že se lépe spalují, což je způsobeno
4·· 4 · · 4 · ·
44444 44 4 44444 rychlým odpařováním kapiček vody dispergovaných v naftě, přičemž toto rychlé odpařování vody způsobuje disperzi uhlovodíků ve spalovací komoře (takováto paliva odpovídají normám SAE 89 0449 a SAE 92 0464 (Tsukhara a spolupracovníci) a SAE 92 0198 (N. Sawa a spolupracovníci)).
Podstata vynálezu
Předmětný vynález popisuje výrobu výše uvedených emulzí, tj. emulzí s vnější organickou fází, které jsou stabilní déle než 4 měsíce, přičemž tyto emulze se podle tohoto vynálezu vyrábějí kontinuálním způsobem, při kterém vznikají buď emulze, jež je možné přímo použít jako paliva pro motory s vnitřním spalováním, nebo hořlavá paliva, která je možné snadno distribuovat pomocí čerpadla, nebo jejich prekurzory, které umožňují snížení nákladů na průmyslovou výrobu, snížení skladovaných objemů a/nebo snížení nákladů na distribuci do místa uskladnění.
Za prekurzory paliv podle tohoto vynálezu je třeba považovat koncentrovaná paliva pro motory s vnitřním spalováním nebo koncentrovaná hořlavá paliva, jejichž zředěním uhlovodíkovou fází se získá příslušné palivo.
Předmětem tohoto vynálezu tedy je kontinuální způsob výroby paliva tvořeného emulzí vody v naftě umožňující smíchání aditiv, vody a uhlovodíkové fáze a dále umožňující případnou recirkulaci získané směsi v cirkulační smyčce, který je charakteristický tím, že se v prvním stupni pomocí distribučního zařízení distribuuje v uhlovodíkové fázi alespoň jedna fáze A, jež je složená z aditiv nezbytných pro
44 ······ ·· «·
44»· · · · · · · * ·· · · · ·· ·
4· · · · ·· * · · · • · · · · · ·*·
44«·· ·· · ······ stabilizaci emulze, vody a případně aditiv užitečných pro implementaci uvedené emulze, přičemž uvedené složky se distribuuji samostatně nebo ve formě směsi a distribuce kapiček každé fáze A v uvedené uhlovodíkové fázi odpovídá homogenní prostorové distribuci kapiček vody o velikosti menši než 200 mikrometrů, a ve druhém stupni se, poté co došlo k distribuci všech fázi A v uvedené uhlovodíkové fázi, zmenšuje velikost uvedených kapiček, a to dispergaci pomoci emulgačniho zařízeni, jehož obvodová rychlost je alespoň 10 metrů/sekundu, výhodně vyšší než 25 metrů/sekundu, přičemž doba zdržení emulze v prostoru uvedeného emulgačniho zařízení činí od 1 sekundy do 80 sekund, výhodně od 2 sekund do 30 sekund.
V rámci vývoje tohoto vynálezu bylo zaznamenáno, že disperze kapiček vody vytvořených v uhlovodících je podporována kombinovaným účinkem aditiv pro stabilizaci emulze a dvoustupňovým způsobem emulgace, kdy se první stupeň skládá z postupné distribuce jedné nebo několika fází A v uhlovodíkové fázi a druhý stupeň se skládá z převedení směsi vody/aditiva/uhlovodíkové fáze na stabilní emulzi, přičemž pro uvedenou distribuci a pro převedení směsi na emulzi se používají vhodně zvolená zařízení.
Kromě toho se při kontinuálním způsobu výroby podle předmětného vynálezu přidávají do uhlovodíkové a/nebo vodné fáze aditiva pro stabilizaci emulze.
V prvním stupni způsobu podle tohoto vynálezu se tak alespoň jedna první fáze A zcela nebo částečně mísí s aditivy potřebnými pro stabilizaci emulze. Je možné si tedy představit, že bude existovat tolik fází A, kolik bude použito
emulgačních aditiv nebo v alternativním případě bude existovat jediná fáze A obsahující směs aditiv nebo směs aditiv a vody, včetně všech možností spadajících mezi tyto mezní případy. V tomto stádiu je možné do směsi přidávat specifická aditiva, která se používají v každém palivu, zejména pak v palivu pro dieselové motory, jako jsou aditiva pro zvýšení odolnosti proti nízkým teplotám, aditiva pro zlepšení spalování, antioxidační činidla, detergenty atd.
Do fáze A, jež je tvořena vodou, je rovněž možné přidávat specifická aditiva pro zachování fyzikálních a chemických vlastností této vody, jako jsou například antibakteriální aditiva, fungicidy, mrazuvzdorná aditiva a/nebo jakékoli aditivum potřebné pro použití ve výše popsaných emulzích.
Pro distribuci každé fáze A v uhlovodíkové fázi se používá distribuční zařízení vybrané ze skupiny zahrnující tryskové vstřikovací systémy, sintrované materiály, nárazové tryskové mísiče, mísicí hlavy, statické mísiče, zvukové mísiče a mechanicky míchané mísiče.
Pro vytvoření emulze je příslušné emulgační zařízení vybrané ze skupiny zahrnující vícestupňové nebo jednostupňové rotor/statorové systémy, hladké nebo rýhované kónické emulgátory a v řadě umístěné míchací systémy.
Ve výhodném provedení může způsob výroby podle předmětného vynálezu zahrnovat dodatečný třetí stupeň, ve kterém se vytvořená emulze, a to buď všechna nebo jen její část, recykluje na počátek potrubí pro přívod uhlovodíkové fáze před zařízení pro distribuci fáze A, přičemž množství recyklované
9· ······ 99 «·
99«· 9 · 9 9 9 9 9 •99 · 9 · 99 9
999 999 ·· · ······ emulze se mění od jedno- do trojnásobku množství odebírané emulze.
V konkrétním provedení způsobu podle předmětného vynálezu se emulgovaná směs ředí v druhé uhlovodíkové fázi přiváděné pomocí zřeďovacího zařízení vybraného ze skupiny zahrnující tryskové vstřikovací systémy, sintrované materiály, nárazové tryskové mísiče, mísicí hlavy, statické mísíce, zvukové mísiče a mechanicky míchané mísiče. Toto zřeďovací zařízení může být namontováno přímo na výrobní linku nebo se může nacházet v místě uskladnění nebo může být umístěno před zařízení pro distribuci emulgovaného paliva. V tomto případě je možné přepravovat prekurzor paliva do místa jeho distribuce, což představuje, díky menšímu přepravovanému objemu, ne nezanedbatelné snížení nákladů na přepravu těchto emulgovaných paliv.
Dalším aspektem tohoto vynálezu je emulze získaná kontinuálním způsobem podle předmětného vynálezu, která obsahuje od 5 hmotnostních procent do 20 hmotnostních procent vody v uhlovodíkové fázi.
Touto emulzí může být koncentrovaná emulze, jež se označuje také jako prekurzor emulze vody v naftě, která obsahuje více než 20 hmotnostních procent vody v první uhlovodíkové fázi, jež se následně ředí druhou uhlovodíkovou fází, přičemž tyto dvě uhlovodíkové fáze mohou být totožné nebo se mohou od sebe lišit.
Dalším aspektem tohoto vynálezu je prekurzor emulze získaný kontinuálním způsobem podle předmětného vynálezu,
00 00 0· 0 0 00 00 00 00 00 0 0000
000 000 00 0
000 000 000 000 00 00 « 00 0000 který obsahuje od 20 hmotnostních procent do 90 hmotnostních procent vody, výhodně od 40 hmotnostních procent do 70 hmotnostních procent vody.
Dalším aspektem vynálezu je zařízení k provádění způsobu podle předmětného vynálezu, které zahrnuje:
i) přívodní potrubí pro uhlovodíkovou fázi, do kterého ústí alespoň jedno přívodní potrubí opatřené zařízením pro distribuci alespoň jedné fáze A, výhodně pak dvě potrubí pro přívod alespoň dvou fází A, přičemž první potrubí slouží pro přívod aditiv pro stabilizaci emulze a druhé potrubí slouží pro přívod vody, ii) emulgační zařízení namontované na uvedeném potrubí za potrubími pro přívod fází A, jehož obvodová rychlost je alespoň 10 metrů/sekundu, výhodně vyšší než 25 metrů/sekundu, přičemž doba zdržení emulze v tomto zařízení činí od 1 sekundy do 80 sekund, výhodně od 2 sekund do 30 sekund, iii) zařízení pro skladování vzniklého produktu, do kterého ústí potrubí vycházející z uvedeného emulgačního zařízení;
iv) a případně potrubí pro odčerpávání části emulgované směsi a přivádění této části směsi do potrubí pro přívod uhlovodíkové fáze, přičemž toto potrubí pro odčerpávání části emulgované směsi ústí do potrubí pro přívod uhlovodíkové fáze v místě před uvedenými zařízeními pro distribuci složek A.
V alternativním případě může výše popsané zařízení dále zahrnovat na výstupu z uvedeného emulgačního zařízení nebo na výstupu z uvedeného zařízení pro skladování produktu
distribuční zařízení tvořené distributorem a zařízením pro skladování zředěné emulze. V souladu s tím může uvedené zařízení rovněž obsahovat zařízení pro emulgaci a skladování meziproduktů.
Do rozsahu předmětného vynálezu spadá i použití kontinuálního způsobu výroby podle předmětného vynálezu pro výrobu hořlavých emulzí, jako jsou emulze vody v petroleji, emulze vody v naftě a emulze vody v palivu nebo prekurzory pro přípravu těchto emulzí s vnější uhlovodíkovou fází.
Popis obrázků na výkresech
Na obrázku 1 je schématicky znázorněno zařízení pro provádění způsobu podle tohoto vynálezu, pomocí kterého je možné přímo získat emulzi zahrnující maximálně 20 procent vody nebo prekurzor emulze zahrnující od 40 hmotnostních procent do 70 hmotnostních procent vody.
Na obrázku 2 je schématicky znázorněno zařízení pro ředění prekurzoru emulze, které může být namontováno přímo na lince pro výrobu tohoto prekurzoru emulze nebo v místě distribuce a/nebo skladování tohoto prekurzoru před jeho použitím.
Na obrázku 3 je diagram znázorňující zastoupení kapiček, vyjádřené v objemových procentech, podle jejich velikosti při aplikaci vysoké obvodové rychlosti v emulgačním zařízení.
Na obrázku 4 je diagram znázorňující zastoupení kapiček, vyjádřené v objemových procentech, podle jejich velikosti při aplikaci vysoké obvodové rychlosti v emulgačním zařízení.
Vlastní zařízení zobrazené na obrázku 1 lze ve stručnosti popsat takto: uhlovodíková fáze, tj. palivo do motorů s vnitřním spalováním nebo hořlavé palivo, se přivádí potrubím _1 do emulgačního zařízení. Prvním přívodním potrubím 2 se do směsi přivádí skrz první distribuční zařízení 3 jedno nebo více aditiv, jež se do potrubí 2 přivádějí potrubími 2i, a/nebo voda. Uvedeným distribučním zařízením 2 může být jedno z výše jmenovaných zařízení. Případně se do potrubí 1, ve kterém cirkuluje uvedená uhlovodíková fáze a uvedená, dříve přidaná aditiva, druhým přívodním potrubím 4. přivádí skrz distribuční zařízení !5 voda a rozpustná aditiva, jež se do potrubí £ přivádějí potrubími 4i. Potrubí JL následně ústí do emulgačního zařízení _6, ze kterého vychází potrubí 10, kterým proudí emulgovaná fáze do skladovací nádoby Ί_, která obsahuje výstupní potrubí 8_. Pomocí potrubí 9_ je možné veškerou emulzi nebo její část recyklovat před emulgační zařízení 6, do místa před přivedením fáze A nebo na úplný začátek celého zařízení.
Schéma zobrazené na obrázku 2 je možné stručně popsat tak, že prekurzor paliva se přivádí ze skladovací nádoby 7. nebo z pojízdné cisterny do potrubí 20, do kterého se potrubím 21 přivádí skrz distribuční zařízení 22 uhlovodíková fáze, a získaný produkt se odvádí do skladovací nádoby nebo distribučního čerpadla 23, které jsou opatřeny výstupním potrubím 24. Uvedené distribuční zařízení je podobné analogickému zařízení, jež bylo popsáno v souvislosti s obrázkem 1.
ΦΦΦ · · · · · ΦΦΦ φ φφ · · · · · φ • φ · · · · ΦΦΦ
ΦΦΦΦ· φφ · φ φ φφφφ
Příklady provedení vynálezu
Následující příklady slouží jen pro ilustraci praktického provedení předmětného vynálezu, aniž by jakýmkoli způsobem omezovaly jeho rozsah.
Příklad 1
Tento příklad popisuje účinnost způsobu podle tohoto vynálezu, zejména pak vliv zvoleného typu distribučního a emulgačního zařízení na stabilitu vzniklé emulze.
Testy byly prováděny v poloprovozním měřítku na zařízení, jež bylo shodné se zařízením na obrázku 1 s tou výjimkou, že na začátek přívodního potrubí 1 byl připojen zásobník nafty určené k emulgaci a na začátek potrubí 2_ byl připojen zásobník kompozice aditiv, kterou bylo potřeba použít pro stabilizaci vznikající emulze. Distribučními zařízeními 3 a 5 byly směšovací ventily. Směs vody a ve vodě rozpustného aditiva byla přiváděna ze zásobníku instalovaného na začátku potrubí _4.
Byly testovány dva typy emulgačního zařízení 6_, přičemž se jednalo o vícestupňové rotor/statorové systémy, které v oblasti působení tečné rychlosti roztíraly kapičky vody, přičemž rychlost rotace motoru určovala obvodovou nebo tečnou smykovou rychlost těchto kapiček. Konkrétně bylo použito zařízení Ika Works Dipax 3-6/6A (zařízení Dl), které bylo možné použít v malých objemech, a emulgátor/homogenizér VMI-Rayneri (zařízení D2), který bylo možné použít v poloprůmyslovém měřítku.
9 00 • 0 0 00 0 00 09
0 0 0 0 0 0 0 0 9 9
• 00 0 9 9
9
• · · 0 9
«9« 09 • 0 0 0999
Pomocí zařízení D2 byly připraveny emulze vody v naftě obsahující 13 a 26 hmotnostních procent vody a pomocí zařízení Dl byly připraveny emulze vody v naftě obsahující hmotnostních procent vody, přičemž uvedené emulze se připravovaly v přítomnosti aditiv popsaných ve zveřejněné mezinárodní přihlášce číslo WO 97/34969.
Při těchto testech byla použita nafta splňující parametry dané standardem EN590. Výsledky získané při použití uvedených dvou zařízení jsou shrnuty v tabulce 1.
Tabulka 1
Zařízení %H2O/nafta obvodová tečná rychlost (metr/sekundu) průtok zařízením (m3/hodinu) doba zdržení (sekunda) stabilita emulze (měsíc)
Dl 52 29,3 0,07 1,58 >4
52 29,3 1,23 0,59 1
52 19,3 0,07 1,58 2
D2 13 35,3 2,5 17,3 >4
13 35,3 3 14 >4
13 33 4 10,8 3, 5
13 19, 3 4 10,8 1
26 35, 3 1,5 28,8 >4
26 35,3 4 10,8 1,5
26 19, 3 1,5 28,8 1
V této tabulce se stabilita emulze kvantifikuje pomocí doby uplynulé mezi vytvořením dané emulze a jejím rozpadem, • ·· 4 4 4 4 4 4 44 44
4 4 4 4 · · · ·
4 4 4·· 444
444 44 44 4 44 444 jinými slovy mezi vytvořením dané emulze a okamžikem, kdy se na dně nádoby pro skladování uvedené emulze objevila volná voda.
Bylo zjištěno, že účinnost výroby se měnila v závislosti na velikosti a geometrickém uspořádání použitého rotor/ statorového systému. V případě použití zařízení Dl bylo třeba, aby při době zdržení alespoň 1 sekundu byla obvodová rychlost větší než 25 metrů/sekundu. Pokud byla tato rychlost menší než 25 metrů/sekundu a/nebo doba zdržení byla kratší než 1 sekundu, docházelo k rozdělení vytvořené emulze na dvě fáze po prvním nebo druhém měsíci od jejího vytvoření.
V případě zařízení D2, které má jiné geometrické uspořádání než zařízení Dl, by při obvodové rychlosti větší než 25 metrů/sekundu měla doba zdržení být, v případě emulze obsahující 13 hmotnostních procent vody, delší než 14 sekund. Pokud byla obvodová menší než 25 metrů/sekundu a/nebo doba zdržení byla kratší než 14 sekund, byla vzniklá emulze nestabilní a docházelo k jejímu rychlému rozdělení.
Pro uvedené zařízení D2 dále platilo, že čím vyšší byl obsah vody ve vytvořené suspenzi, tím více bylo třeba zvýšit obvodovou rychlost a prodloužit dobu zdržení.
Příklad 2
Tento příklad slouží pro demonstraci důležitosti obvodové tečné rychlosti daného zařízení na získání emulze s monodispergovanou distribucí kapiček, která přispívá ke stabilitě získané emulze.
« ·· ·· «··· 99 99
9 9 9 9 9 9 9 9 9
9 9 9 9 9
99999 99 9
99 9
Bylo použito stejné poloprovozní zařízení jako v příkladu 1. Při testech bylo použito jediné zařízení D2 spolu s emulzemi, jež obsahovaly 13 hmotnostních procent vody. Tečná rychlost uvedeného zařízení byla měněna a byla měřena distribuce velikostí kapiček jakožto funkce tečné rychlosti. Získané výsledky jsou shrnuty v tabulce 2.
Tabulka 2
Test Obvodová tečná rychlost (metr/sekundu) průtok zařízením (m3/hodinu) doba zdržení (sekunda) distribuce velikostí kapiček
1 35, 3 2,5 17,3 monodispergované
2 23,6 4 10,8 polydispergované
Výsledky testu 1 a 2 jsou graficky znázorněny na přiložených obrázcích 3 a 4.
» ·
4 4 4« • * «44 · ·· ar • · · · ·
4 4 •4 4*44 ^ODr. WBioš VS&ŮEČKA advokát » 00 PRAHA 2, Hálkova 2

Claims (15)

1. Způsob kontinuální výroby paliva tvořeného emulzí vody v naftě umožňující smíchání aditiv, vody a uhlovodíkové fáze a dále umožňující případnou recirkulaci získané směsi v cirkulační smyčce, vyznačující se tím, že se v prvním stupni pomocí distribučního zařízení distribuuje v uhlovodíkové fázi alespoň jedna fáze A, jež je složená z aditiv nezbytných pro stabilizaci emulze, vody a případně aditiv užitečných pro implementaci uvedené emulze, přičemž uvedené složky se distribuují samostatně nebo ve formě směsi a distribuce kapiček každé fáze A v uvedené uhlovodíkové fázi odpovídá homogenní prostorové distribuci kapiček vody o velikosti menší než 200 mikrometrů, a ve druhém stupni se, poté co došlo k distribuci všech fází A v uvedené uhlovodíkové fázi, zmenšuje velikost uvedených kapiček, a to dispergaci pomocí emulgačniho zařízení, jehož obvodová rychlost je alespoň 10 metrů/sekundu, výhodně vyšší než 25 metrů/sekundu, přičemž doba zdržení emulze v prostoru uvedeného emulgačniho zařízení činí od 1 sekundy do 80 sekund, výhodně od 2 sekund do 30 sekund.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že alespoň jedna první fáze A je zcela nebo částečně tvořena aditivy nezbytnými pro stabilizaci emulze.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že alespoň jedna druhá fáze A je tvořena vodou, která případně obsahuje antibakteriální aditiva a/nebo jakékoli aditivum potřebné pro použití uvedené emulze.
£>
4« « 4 • 4 ♦ · • · * · • V ·· • <>· '4 ·
4 #4; 4 • · 4 · ť • · · ·
4 ·♦ «»··
4. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že uvedené distribuční zařízení je vybrané ze skupiny zahrnující tryskové vstřikovací systémy, sintrované materiály, nárazové tryskové mísiče, mísící hlavy, statické mísiče, zvukové mísiče a mechanicky míchané mísiče.
5. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že uvedené emulgační zařízení je vybrané ze skupiny zahrnující vícestupňové nebo jednostupňové rotor/statorové systémy, hladké nebo rýhované kónické emulgátory a v řadě umístěné míchací systémy.
6. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že ve třetím stupni se vytvořená emulze, a to buď všechna nebo jen její část, recykluje na počátek potrubí pro přívod uhlovodíkové fáze před zařízení pro distribuci fáze A, přičemž množství recyklované emulze se mění od jedno- do trojnásobku množství odebírané emulze.
7. Způsob podle kteréhokoli z nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že ve emulgovaná směs se ředí v druhé uhlovodíkové fázi pomocí zřeďovacího zařízení vybraného ze skupiny zahrnující tryskové vstřikovací systémy, sintrované materiály, nárazové tryskové mísiče, mísící hlavy, statické mísiče, zvukové mísiče a mechanicky míchané mísiče.
8. Emulze získaná způsobem podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že obsahuje od 5 hmotnostních • · · · · · procent do 20 hmotnostních procent vody v uhlovodíkové fázi.
9. Emulze podle nároku 8, vyznačující se tím, že se získává ředěním prekurzoru emulze získaného způsobem podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, který obsahuje více než 20 hmotnostních procent vody v první uhlovodíkové fázi, druhou uhlovodíkovou fází, přičemž tyto dvě uhlovodíkové fáze jsou stejné povahy.
10. Prekurzor emulze pro vytvoření emulze podle nároku 9, vyznačující se tím, že obsahuje od 20 do 90 hmotnostních procent vody, výhodně od 40 do 70 hmotnostních procent vody v uhlovodíkové fázi.
11. Zařízení k provádění způsobu podle kteréhokoli z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že zahrnuje:
i) přívodní potrubí (1) pro uhlovodíkovou fázi, do kterého ústí alespoň jedno přívodní potrubí opatřené zařízením (3, 5) pro distribuci alespoň jedné fáze A, výhodně pak dvě potrubí pro přívod alespoň dvou fází A, přičemž první potrubí (2) slouží pro přívod aditiv pro stabilizaci emulze a druhé potrubí (4) slouží pro přívod vody, ii) emulgační zařízení (6) namontované na uvedeném potrubí za potrubími pro přívod fází A, jehož obvodová rychlost je alespoň 10 metrů/sekundu, výhodně vyšší než 25 metrů/sekundu, přičemž doba zdržení emulze v tomto zařízení činí od 1 sekundy do
80 sekund, výhodně od 2 sekund do 30 sekund, iii) zařízení (7) pro skladování vzniklého produktu, do kterého ústí potrubí (10) vycházející z uvedeného emulgačního zařízení (6);
iv) a případně potrubí (9) pro odčerpávání části emulgované směsi a přivádění této části směsi do potrubí (1) pro přívod uhlovodíkové fáze, přičemž toto potrubí (9) pro odčerpávání části emulgované směsi ústí do potrubí (1) pro přívod uhlovodíkové fáze v místě před uvedenými zařízeními (3, 5) pro distribuci složek A.
12. Zařízení podle nároku 11, vyznačující se tím, že zahrnuje na výstupu z uvedeného emulgačního zařízení (6) nebo na výstupech z uvedených zařízení (7) nebo (20) pro skladování produktu distribuční zařízení (22), které je identické s distribučními zařízeními (3) a (5), a zařízení (23) pro skladování zředěné emulze, přičemž ředicí uhlovodíková fáze se přivádí potrubím (21).
13. Zařízení podle nároku 11 nebo 12, vyznačující se tím, že uvedené ředicí zařízení je vybrané ze skupiny zahrnující tryskové vstřikovací systémy, sintrované materiály, nárazové tryskové mísíce, mísící hlavy, statické mísiče, zvukové mísiče a mechanicky míchané mísiče.
• · * ·
14.
15.
Zařízení podle kteréhokoli z nároků 11 až 13, vyznačující se tím, že uvedené emulgační zařízení je vybrané ze skupiny zahrnující vícestupňové nebo jednostupňové rotor/statorové systémy, hladké nebo rýhované kónické emulgátory a v řadě umístěné míchací systémy.
Použití způsobu podle kteréhokoli z nároků 1 až 7 pro výrobu hořlavých emulzí vody v petroleji, vody v naftě a vody v palivu nebo prekurzorů těchto emulzní s vnější uhlovodíkovou fází.
CZ20021694A 1999-11-15 2000-11-13 Způsob kontinuální výroby stabilní emulzní směsi paliva a vody a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ20021694A3 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9914269A FR2801057B1 (fr) 1999-11-15 1999-11-15 Procede de preparation en continu d'une emulsion stable eau-combustible et son dispositif de mise en oeuvre

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20021694A3 true CZ20021694A3 (cs) 2002-10-16

Family

ID=9552083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20021694A CZ20021694A3 (cs) 1999-11-15 2000-11-13 Způsob kontinuální výroby stabilní emulzní směsi paliva a vody a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP1240278A1 (cs)
AU (1) AU781512B2 (cs)
CZ (1) CZ20021694A3 (cs)
FR (1) FR2801057B1 (cs)
HU (1) HUP0204165A2 (cs)
MX (1) MXPA02004745A (cs)
MY (1) MY129893A (cs)
NZ (1) NZ518850A (cs)
PL (1) PL356207A1 (cs)
WO (1) WO2001036569A1 (cs)
ZA (1) ZA200203512B (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2911880B1 (fr) 2007-01-31 2011-01-14 Biothermie Procede de preparation d'un biocombustible, biocombustible ainsi prepare, equipement et systeme de production de chaleur mettant en oeuvre un tel biocombustible.

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4117550A (en) * 1977-02-14 1978-09-26 Folland Enertec Ltd. Emulsifying system
AU563404B2 (en) * 1983-12-05 1987-07-09 Huntsman Surfactants Technology Corporation Fuel oil emulsifiers
US5584894A (en) * 1992-07-22 1996-12-17 Platinum Plus, Inc. Reduction of nitrogen oxides emissions from vehicular diesel engines
FR2688225B1 (fr) * 1992-03-09 1994-05-13 Ecotec Carburants emulsionnes a faible pollution.
AUPO841197A0 (en) * 1997-08-05 1997-08-28 Apace Research Limited Heat stable emulsions

Also Published As

Publication number Publication date
MY129893A (en) 2007-05-31
NZ518850A (en) 2003-10-31
FR2801057B1 (fr) 2003-08-29
PL356207A1 (en) 2004-06-14
FR2801057A1 (fr) 2001-05-18
AU1712201A (en) 2001-05-30
HUP0204165A2 (en) 2003-05-28
EP1240278A1 (fr) 2002-09-18
WO2001036569A1 (fr) 2001-05-25
ZA200203512B (en) 2002-12-19
AU781512B2 (en) 2005-05-26
MXPA02004745A (es) 2003-10-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2175198A1 (en) Water emulsion production apparatus
US8262748B2 (en) Method for manufacturing an emulsified fuel
US8875666B2 (en) Method for the in situ production of fuel/water mixtures in combustion engines
AU761001B2 (en) Method for preparing an emulsified fuel and implementing device
NZ206107A (en) Method and apparatus for making emulsion explosives
NZ226985A (en) Process and apparatus for continuous production of oil/water explosive
CZ20021694A3 (cs) Způsob kontinuální výroby stabilní emulzní směsi paliva a vody a zařízení k provádění tohoto způsobu
US11434817B2 (en) Systems for supplying liquid fuel emulsion to a combustion system of a gas turbine
TWI427141B (zh) Milky fuel and its manufacturing method
CN1034492A (zh) 乳化方法及装置
CN103097499A (zh) 稳定化的轻油油包水乳液以及用于制备所述稳定乳液的方法和装置/系统
RU2367683C2 (ru) Топливно-водная эмульсия
CZ20002855A3 (cs) Způsob výroby emulgovaného paliva a zařízení k provádění tohoto způsobu
RU2559055C2 (ru) Водно-топливная композиция и способ ее приготовления
CN204973626U (zh) 车载式自控燃油乳化装置
EP4055127A1 (en) Method, system, apparatus and formulations for producing oil-based blends and microemulsions and nanoemulsions
BR112020018749A2 (pt) Sistemas externos de homogeneização e métodos relacionados aos mesmos
KR20140049398A (ko) 유화연료 제조장치
CN1288040A (zh) 一种燃油乳化添加剂
CN105148759A (zh) 车载式自控燃油乳化装置
Kronberg et al. Inventory of concepts for mixed diesel fuels containing renewable components. Final report