ES2269248T3 - Emulsion de agua en hidrocarburos util como combustible de baja emision y metodo para formarla. - Google Patents
Emulsion de agua en hidrocarburos util como combustible de baja emision y metodo para formarla. Download PDFInfo
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Abstract
Una microemulsión de agua en hidrocarburos líquidos estable, que comprende una fase de agua, una fase de hidrocarburos líquidos, y un paquete de tensioactivos que tiene una relación hidro-lipófila entre 6 y 10, y que tiene un componente de tensioactivo lipófilo que tiene una relación hidro-lipófila entre 1 y 8, y un componente de tensioactivo hidrófilo que tiene una una relación hidro-lipófila entre 10 y 18, en la que dicha fase de agua y dicho paquete de tensioactivos están presentes en una razón en volumen entre dicha fase de agua a dicho paquete de tensioactivos de al menos aproximadamente 1, en la que dicha fase de agua está presente en una cantidad entre 5% en volumen y 15% en volumen con respecto al volumen de dicha microemulsión, y en la que dicho componente hidrófilo y dicho componente lipófilo están presentes en una interfase entre dicha fase de agua y dicha fase de hidrocarburos líquidos, y en la que dicho componente lipófilo comprende un derivado de nitroolefina del ácido oleico.
Description
Emulsión de agua en hidrocarburos útil como
combustible de baja emisión y método para formarla.
La invención se refiere a una emulsión de agua
en hidrocarburos que es útil como un combustible de baja emisión
para motores diesel, y a un método para formarlas.
El impacto de incorporar agua en los sistemas de
combustión de motores diesel se ha presentado en la bibliografía
técnica, con una incidencia importante en la reducción de las tasas
de emisión de escape de óxidos de nitrógeno y partículas, y con
reducciones moderadas y, en ciertos casos, con aumentos en las tasas
de emisión de escape de hidrocarburos y monóxido de carbono. Según
diversas investigaciones, el efecto de reducir las máximas
temperaturas de llama en la cámara de combustión es la causa
dominante para la disminución de las emisiones de óxido de
nitrógeno.
The Clean Air Act ("Ley de Aire Limpio")
obliga a una disminución progresiva de las emisiones de humo,
partículas y óxido de nitrógeno de fuentes estacionarias y móviles.
Los intentos para solucionar estos requerimientos utilizando
emulsiones de agua en hidrocarburos se han encontrado con graves
problemas técnicos y económicos debido a la estabilidad a corto
plazo de las emulsiones formadas que tienen un tamaño de gota en el
intervalo de una macroemulsión, y también debido a las grandes
cantidades de tensioactivos y codisolventes requeridas para formar
emulsiones que tengan un tamaño de gota en el intervalo de una
microemulsión.
Por ejemplo, las patentes de EEUU nº 4.568.354 y
4.568.355 de Davis et al. se refieren a procesos para
convertir una mezcla de alcohol y gasolina saturada con agua
peligrosa o potencialmente peligrosa en una composición de gasolina
estable y transparente que tiene un mejor octanaje. El sistema
producido de esta manera tiene un contenido en agua no mayor de 1%
en volumen, y se utilizan volúmenes relativamente grandes de
tensioactivo no iónico para producir este sistema.
De forma similar, las patentes de EEUU nº
4.770.670 y 4.744.796 de Hazbun et al. también describen la
formación de microemulsiones estables que contienen grandes
cantidades de tensioactivo, comparado con el contenido en agua.
Otros esfuerzos en esta área incluyen la patente
de EEUU nº 5.104.418, el documento WO 99/35215, la patente de EEUU
nº de referencia 35.237, la patente de EEUU nº 5.743.922, el
documento WO 97/34969, la patente de EEUU nº 5.873.916 y documento
WO 99/13031.
El documento EP 0475620 A2 se refiere a
composiciones de combustible translúcidas y termodinámicamente
estables que tienen una mejor eficacia de combustión y menores
emisiones de humo, partículas, CO y NO_{x}. La composición de
combustible comprende, por ejemplo, un combustible diesel, agua o
una disolución acuosa de un alcohol de bajo peso molecular y/o un
reactivo soluble en agua, y un sistema tensioactivo que comprende
una mezcla equilibrada de uno o más tensioactivos hidrófilos y uno
o más tensioactivos lipófilos, en el que la composición de
combustible diesel puede contener tanto como 30% en peso de fase
acuosa, con una razóne entre fase acuosa/tensioactivo de al menos
2/1. El sistema tensioactivo puede contener, además de tensioactivos
hidrófilos y lipófilos, cotensioactivos y disolventes polares
orgánicos. La disolución de reactivo comprende disoluciones acuosas
de un aditivo seleccionado del grupo que consiste en agentes
oxidantes inorgánicos, agentes oxidantes polares orgánicos de bajo
peso molecular, y compuestos que contienen óxido de nitrógeno que
actúan como mejoradores de cetano y/o modificadores de la
combustión.
El documento EP 0157684 describe compuestos
tensioactivos que contienen un grupo nitrato, que hace que sean
tensioactivos y mejoradores de cetano para composiciones de
combustible diesel.
A pesar de las descripciones en las anteriores
patentes, en la industria aún sigue siendo necesaria una emulsión de
agua en hidrocarburos que sea adecuada como combustible y que
contenga una cantidad deseable de agua sin que sean necesarias unas
cantidades relativamente grandes de tensioactivo y/u otros agentes
estabilizantes.
Por tanto, el objeto principal de la presente
invención es proporcionar microemulsiones de agua en hidrocarburos
que sean útiles como combustible y que sean estables y se formen
utilizando cantidades relativamente pequeñas de tensioactivo.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un método para formar estas microemulsiones de agua en
hidrocarburos utilizando una combinación sinérgica de energía de
mezclado y mezcla de paquete de tensioactivos.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar microemulsiones y métodos para formar estas
microemulsiones, en los que se incorporan otras propiedades de
combustión, como potenciar las propiedades de ignición de la
microemulsión, en el combustible mediante el paquete de
tensioactivos.
Otros objetos y ventajas de la presente
invención serán evidentes con facilidad tomando en consideración lo
que aparece a continuación.
Los problemas se resuelven mediante las
instrucciones según las reivindicaciones adjuntas. Los desarrollos
particulares se ofrecen en las reivindicaciones dependientes.
Según la presente invención, los anteriores
objetos y ventajas se han logrado fácilmente.
Según la reivindicación 1 de la invención, se
proporciona una emulsión de agua en hidrocarburos, comprendiendo
dicha emulsión una fase de agua, una fase de hidrocarburos y un
tensioactivo, en la que dicha fase de agua está presente en una
cantidad mayor o igual que aproximadamente 5% en volumen con
respecto al volumen de dicha emulsión, y en la que dicha fase de
agua y dicho tensioactivo están presentes en una razón en volumen
entre dicha fase de agua a dicho tensioactivo de al menos 1.
Se proporcionan microemulsiones estables que
tienen rasgos y características ventajosos.
Dicha emulsión puede ser una microemulsión que
tenga un tamaño medio de gota entre aproximadamente 100 \ring{A} y
aproximadamente 700 \ring{A}, en la que dicha fase de
hidrocarburos es un hidrocarburo de baja gravedad. En otra
característica, la fase de hidrocarburos se selecciona del grupo que
consiste en un combustible diesel, productos derivados del gas
natural y sus mezclas, pudiendo ser dicha fase de hidrocarburos un
combustible diesel.
El tensioactivo de la invención puede comprender
también una mezcla de un componente de tensioactivo lipófilo que
tiene un equilibrio hidrófilo-lipófilo entre
aproximadamente 1 y aproximadamente 8, y un componente de
tensioactivo hidrófilo que tiene un equilibrio
hidrófilo-lipófilo entre aproximadamente 10 y
aproximadamente 18, Dicho componente de tensioactivo lipófilo puede
seleccionarse del grupo que consiste en ácido oleico puro,
monooleato de éster de sorbitano, trioleato de éster de sorbitano,
ácido oleico etoxilado y sus mezclas, o el componente de
tensioactivo hidrófilo puede seleccionarse del grupo que consiste en
ácido oleico neutralizado con monoetanolamina, amina grasa
polietoxilada y sus mezclas.
Los inventores demuestran que dicho tensioactivo
tiene una relación hidro-lipófila entre
aproximadamente 6 y aproximadamente 10.
Dentro del marco de la invención, la emulsión
tiene un tamaño medio de gota que permanece sustancialmente
constante en condiciones ambientales durante al menos un año y/o
dicho tensioactivo incluye también un grupo funcional para mejorar
la actuación de dicha emulsión como combustible. De forma ventajosa,
dicho grupo funcional es un grupo de óxido de nitrógeno. Según la
invención, el componente lipófilo comprende un derivado de
nitroolefina del ácido oleico como un mejorador del número de
cetano.
No se incluye dentro de la invención si dicha
emulsión es una macroemulsión que tiene un tamaño medio de gota
entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 2,0 micras.
Preferiblemente, dicho tensioactivo comprende una porción
estabilizante de la emulsión que consiste esencialmente en un
componente de tensioactivo lipófilo que tiene una relación
hidro-lipófila entre aproximadamente 1 y
aproximadamente 8, y un componente de tensioactivo hidrófilo que
tiene una relación hidro-lipófila entre
aproximadamente 10 y aproximadamente 18, con lo cual no se
necesitan disolventes para formar una macroemulsión estable y/o la
macroemulsión está sustancialmente exenta de
codisol-
ventes.
ventes.
La invención puede comprender también que dicha
emulsión contenga codisolvente en una cantidad menor o igual que
aproximadamente 2% en volumen con respecto al volumen de dicha
emulsión; de forma ventajosa, dicho codisolvente se selecciona del
grupo que consiste en metanol, etanol, isopropanol,
n-butanol, terc-butanol,
n-pentanol, n-hexanol y sus
mezclas.
Otra característica de la emulsión es que dicho
tensioactivo tiene un componente hidrófilo y un componente lipófilo,
estando ambos presentes en una interfase entre dicha fase de agua y
dicha fase de hidrocarburos.
También según la reivindicación 10 de la
invención, se proporciona un método para formar una microemulsión de
agua en hidrocarburos, comprendiendo dicho método las etapas de
proporcionar una fase de agua; proporcionar una fase de
hidrocarburos; proporcionar un tensioactivo; mezclar dicha fase de
agua, dicha fase de hidrocarburos y dicho tensioactivo en cantidades
suficientes para proporcionar un contenido en agua de al menos
aproximadamente 5% en volumen con respecto al dicha emulsión, y una
razón en volumen entre dicha fase de agua a dicho tensioactivo de
al menos aproximadamente 1, en el que dicho mezclado se realiza con
una intensidad de mezclado suficiente para formar una microemulsión
estable de dicha fase de agua en dicha fase de hidrocarburos.
Este método comprende que dicho mezclado se
realiza con una intensidad de mezclado entre aproximadamente 1 W/kg
y aproximadamente 10.000 W/kg, y dicho tensioactivo se selecciona
para que tenga una relación hidro-lipófila entre
aproximadamente 6 y aproximadamente 10, para proporcionar una
microemulsión que tiene un tamaño medio de gota entre
aproximadamente 100 \ring{A} y aproximadamente 700 \ring{A},
preferiblemente en el que dicha intensidad de mezclado es entre
aproximadamente 1 W/kg y aproximadamente 100 W/kg y/o en el que
dicha etapa de mezclado incluye también mezclar dicha fase de agua,
dicha fase de hidrocarburos y dicho tensioactivo con un codisolvente
en una cantidad en volumen menor o igual que aproximadamente 2% con
respecto a dicha emulsión.
Dicho codisolvente puede seleccionarse del grupo
que consiste en metanol, etanol, isopropanol,
n-propanol, n-butanol,
terc-butanol, n-pentanol,
n-hexanol y sus mezclas.
No se incluye dentro de otra etapa del método
según la invención si dicho mezclado se realiza con una intensidad
de mezclado mayor o igual que aproximadamente 10.000 W/kg y dicho
tensioactivo se selecciona para que tenga una relación
hidro-lipófila entre aproximadamente 3 y
aproximadamente 10, para proporcionar una macroemulsión que tiene un
tamaño medio de gota entre aproximadamente 0,5 micras y
aproximadamente 2,0 micras; de forma ventajosa, dicho tensioactivo
comprende una porción estabilizante de la emulsión que consiste
esencialmente en una porción de tensioactivo lipófilo que tiene una
relación hidro-lipófila entre aproximadamente 1 y
aproximadamente 8, y una porción de tensioactivo hidrófilo que
tiene una relación hidro-lipófila entre
aproximadamente 10 y aproximadamente 18, con lo cual no se necesitan
codisolventes para formar una macroemulsión estable y/o dicha
macroemulsión está sustancialmente exenta de codisolventes.
La invención demuestra que dicho tensioactivo
comprende una mezcla de un componente de tensioactivo lipófilo que
tiene una relación hidro-lipófila entre
aproximadamente 1 y aproximadamente 8, y un componente de
tensioactivo hidrófilo que tiene una relación
hidro-lipófila entre aproximadamente 10 y
aproximadamente 18. Dicho componente de tensioactivo lipófilo puede
seleccionarse del grupo que consiste en ácido oleico puro,
monooleato de éster de sorbitano, trioleato de éster de sorbitano,
ácido oleico etoxilado y sus mezclas, o del grupo que consiste en
ácido oleico neutralizado con monoetanolamina, amina grasa
polietoxilada y sus mezclas.
Dicho tensioactivo puede incluir también un
grupo funcional para mejorar la actuación de dicha emulsión como
combustible, y dicho grupo funcional puede ser un grupo de óxido de
nitrógeno.
Dentro del marco de la invención, dicho
tensioactivo tiene un componente hidrófilo y un componente lipófilo,
estando ambos presentes en una interfase entre dicha fase de agua y
dicha fase de hidrocarburos.
Otras ventajas, características y detalles de la
invención son evidentes a partir de la siguiente descripción
detallada de las realizaciones preferidas de la invención, haciendo
referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 es una representación esquemática
que ilustra el mecanismo del proceso de mezclado de la presente
invención;
la figura 2 es una ilustración comparativa de la
presión del cilindro frente al ángulo del cigüeñal de un combustible
base comparado con un combustible de agua en hidrocarburos preparado
según la presente invención;
la figura 3 es una ilustración comparativa de
las tasas de emisión de gases de escape de NO_{x} en condiciones
de estado estacionario para un combustible base y una emulsión según
la presente invención;
la figura 4 es una ilustración comparativa de la
emisión de gases de escape de carbono acumulativos durante el
funcionamiento transitorio del motor que utiliza un combustible base
y una emulsión según la presente invención;
la figura 5 es una ilustración comparativa de la
máxima opacidad de gases de escape durante una aceleración libre
para un combustible base y una emulsión según la presente invención;
y
la figura 6 es una ilustración de la tensión
interfacial frente a la concentración de monoetanolamina y las
características esperadas de la interfase que dependen de éstas.
La invención se refiere a emulsiones de agua en
hidrocarburos y a un método para formarlas, en los que la emulsión
es estable y puede utilizarse, de forma ventajosa como combustible,
por ejemplo, para motores diesel y similares. La emulsión tiene
características beneficiosas como combustible, incluyendo menores
emisiones. Las emulsiones según la presente invención incluyen
microemulsiones estables, cada una de las cuales incluye una fase de
agua dispersada y una fase de hidrocarburos continua, así como un
paquete de tensioactivo ventajoso que, como se analizará a
continuación, se selecciona preferiblemente en combinación con
intensidades particulares de mezclado de formación de emulsión, para
proporcionar la emulsión estable deseada.
Los hidrocarburos adecuados para su uso en la
fabricación de las emulsiones de la presente invención incluyen
hidrocarburos de petróleo y productos derivados del gas natural,
cuyos ejemplos incluyen combustible diesel y otros hidrocarburos de
baja gravedad, como diesel sintético Fischer-Tropsch
y parafinas C_{10} a C_{20}.
Las emulsiones que incluyen este hidrocarburo
según la presente invención tienen menores emisiones de NO_{x} y
de C, y una mejor opacidad, comparadas con el hidrocarburo por sí
solo.
Además, puede lograrse una mejora en las
condiciones de mezclado de aire-combustible y de
pulverizado evaporativo en la cámara de combustión de motores diesel
utilizando la emulsión comparada con el combustible base, que puede
producir mejoras en la eficacia de fracción del combustible y una
mejor utilización del equilibrio de energía, en combinación con la
menor emisión de gas de escape y partículas. Un ejemplo de un
hidrocarburo adecuado es un combustible diesel que se caracteriza
como sigue:
| contenido en azufre | (% en peso/peso) | < 0,5 |
| sanción a 15ºC | (kg/m^{3}) | < 860 |
| viscosidad a 40ºC | (mm^{2}/s) | < 4,5 |
| T95 | (ºC) | < 370 |
| punto de inflamación | (ºC) | > 52 |
La fase de agua para su uso en la formación de
emulsiones según la presente invención puede provenir, de forma
adecuada, de cualquier fuente aceptable de agua, y es
preferiblemente agua que esté disponible en cantidades suficientes,
preferiblemente cerca del emplazamiento en que se van a formar las
emulsiones, y preferiblemente de manera barata. Por ejemplo, una
fase de agua adecuada puede ser agua, tal como salmuera 310 ppm. Por
supuesto, será aceptable cualquier otro agua de una fuente adecuada
y que tenga diversas características aceptables para su uso como
componente de un combustible.
El paquete de tensioactivos forma una porción
importante de la presente invención, en particular cuando se combina
con etapas particulares de formación de la emulsión, como se
describirá con más detalle a continuación. El tensioactivo o paquete
de tensioactivos de la presente invención es un paquete que incluye
un componente de tensioactivo lipófilo y un componente de
tensioactivo hidrófilo. Esta combinación de componentes actúa, de
forma ventajosa, para aumentar la cantidad de moléculas que están
presentes en la interfase agua-hidrocarburos, y para
minimizar la tensión interfacial, permitiendo, con ello, unas
cantidades sustancialmente reducidas de tensioactivos que se
utilizan, proporcionando, no obstante, una emulsión estable. Esto
resulta particularmente ventajoso desde el punto de vista del
coste, comparado con emulsiones y procesos convencionales
conocidos.
Los tensioactivos adecuados, como se indica
anteriormente, incluyen componentes de tensioactivo lipófilo y
componentes de tensioactivo hidrófilo. Los componentes de
tensioactivo lipófilo adecuados incluyen ácido oleico puro,
monooleato de éster de sorbitano, trioleato de éster de sorbitano,
ácido oleico etoxilado y sus mezclas. Estos componentes de
tensioactivo lipófilo tienen, de forma típica, una relación
hidro-lipófila entre aproximadamente 1 y
aproximadamente 8. La relación hidro-lipófila de un
tensioactivo es la atracción simultánea relativa que muestra el
tensioactivo por agua y aceite. Las sustancias que tienen una
elevada relación hidro-lipófila, por encima de
aproximadamente 12, son muy hidrófilas, mientras que las sustancias
que tienen una baja relación hidro-lipófila, por
debajo de aproximadamente 8, son muy lipófilas. Los tensioactivos
que tienen una relación hidro-lipófila entre
aproximadamente 8 y aproximadamente 12 se consideran
intermedios.
Los componentes de tensioactivo hidrófilo
adecuados incluyen ácido oleico que ha sido neutralizado,
preferiblemente neutralizado al 100%, con monoetanolamina, amina
grasa polietoxilada y sus mezclas. Estos componentes de tensioactivo
hidrófilo tienen, de forma típica, una relación
hidro-lipófila entre aproximadamente 10 y
aproximadamente 18.
El ácido oleico neutralizado puede formarse como
un componente de tensioactivo hidrófilo mezclando, por separado o
durante la formación de la emulsión, ácido oleico puro y
monoetanolamina (MEA), con lo cual se forman iones oleato como se
analiza más a fondo a continuación.
También pueden estar presentes otros
componentes, tales como codisolventes para microemulsiones y otros
aditivos.
Como se analizará más a fondo a continuación con
relación al proceso para formar la emulsión, los componentes de
tensioactivo que son lipófilos e hidrófilos se seleccionan y se
mezclan para su uso preferiblemente cuando se forma la emulsión, y
esto da como resultado, de forma ventajosa, la formación de una
interfase en la emulsión entre la fase de agua y la fase de
hidrocarburos que incluye una mezcla de ambos componentes de
tensioactivo.
Las microemulsiones según la invención se
proporcionan, de forma ventajosa, con una razón en volumen entre
agua a tensioactivo que es mayor que aproximadamente 1. Las
macroemulsiones que no están dentro de la invención se forman, de
forma ventajosa, con cantidades muy pequeñas de tensioactivo,
preferiblemente menores o iguales a aproximadamente 4% en volumen, y
tienen una razón en volumen entre agua a tensioactivo mayor que
aproximadamente 2,5.
Las emulsiones de la presente invención incluyen
preferiblemente agua en volumen con respecto a la emulsión en una
cantidad de al menos aproximadamente 5%, según la invención entre
aproximadamente 5% en volumen y aproximadamente 15% en volumen con
respecto al volumen total de las emulsiones. Como se ilustrará en
los datos que aparecen a continuación, el paquete de tensioactivos
particular y la intensidad de mezclado o velocidad de disipación de
la energía de la presente invención parecen críticos para
proporcionar emulsiones aceptablemente estables.
También debe advertirse que la emulsión de la
presente invención, comparada con un combustible base a partir del
cual se prepara la emulsión, supera a éste en conexión con la
presión del cilindro del motor frente al ángulo de cigüeñal, emisión
de gases de escape de NO_{x}, emisión de gases de escape de
carbono, opacidad máxima de gases de escape y similares.
Como se indicó anteriormente, también se
encuentra dentro del alcance de la invención la modificación del
paquete de tensioactivos para que incluya más grupos funcionales que
pueden seleccionarse para proporcionar propiedades deseables en la
emulsión de combustible resultante.
Según la invención, se obtiene un derivado de
nitroolefina del ácido oleico, por ejemplo utilizando monóxido de
nitrógeno para modificar el ácido oleico. Este derivado de
nitroolefina del ácido oleico puede utilizarse durante la formación
de la emulsión, y permanece activo en la emulsión final como un
mejorador del cetanaje para proporcionar a la emulsión un mayor
cetanaje, comparada con una microemulsión formada con un ácido
oleico normal como componente del paquete de tensioactivos. Por
supuesto, otros grupos funcionales, en particular otros grupos
funcionales de nitrógeno, pueden incorporarse de forma ventajosa en
el paquete de tensioactivos para obtener diversos otros resultados
deseables. Otros grupos funcionales que pueden incorporarse de forma
ventajosa en el paquete de tensioactivos incluyen cetonas, grupos
hidroxi y epoxi, y similares.
Las emulsiones según la presente invención
pueden formarse de forma adecuada como se describe a
continuación.
Se obtienen fuentes adecuadas de la fase de agua
y la fase de hidrocarburos.
Cuando se determina el tipo de emulsión que se
desea, es decir, una microemulsión según la invención o una
macroemulsión, se selecciona un paquete de tensioactivos
adecuado.
Haciendo referencia a la figura 1, las etapas
del método de la presente invención se ilustran en términos del tipo
de tamaño de gota formado y del estado del tensioactivo. El proceso
preferiblemente inicia la formación de una dispersión basta que se
refina y se homogeneiza mediante graduación de longitud de
turbulencia de tamaño decreciente (mediante mecanismos de mezclado
asociados con la difusión turbulenta). La etapa final de mezclado
implica inmersión y alargamiento a microescala, en la que la tensión
superficial ultrabaja produce la formación de una microemulsión.
Cuando no se logra una tensión interfacial ultrabaja, la fineza de
la dispersión, para un paquete de tensioactivos concreto, depende de
la intensidad de la turbulencia.
Para preparar una microemulsión, el paquete de
tensioactivos se selecciona preferiblemente para que incluya un
componente hidrófilo y un componente lipófilo que están equilibrados
para proporcionar un paquete de tensioactivos con una relación
hidro-lipófila entre aproximadamente 6 y
aproximadamente 10. Este paquete de tensioactivos será aceptable
cuando se utiliza junto con las otras etapas del proceso de la
presente invención para proporcionar una microemulsión estable.
Para formar una microemulsión estable, los tres
componentes, es decir, la fase de agua, la fase de hidrocarburos y
el paquete de tensioactivos se combinan preferiblemente en los
volúmenes deseados y se someten a una intensidad de mezclado (W/kg)
que se selecciona según la presente invención, para proporcionar el
tipo de emulsión deseado. Según la invención, para formar una
microemulsión, resulta deseable utilizar un paquete de tensioactivos
que tiene una relación hidro-lipófila entre
aproximadamente 6 y aproximadamente 10, y una intensidad de mezclado
entre aproximadamente 1 W/kg y aproximadamente 10.000 W/kg. En una
escala de producción en línea, la intensidad de mezclado, más
preferiblemente, es entre aproximadamente 100 y aproximadamente 1000
W/kg. Si las velocidades de producción no son críticas, unas
intensidades medias de mezclado entre aproximadamente 1 W/kg y
aproximadamente 100 W/kg también proporcionan una microemulsión
estable. El mezclado según la invención produce, de forma
ventajosa, una microemulsión estable deseada con un tamaño medio de
gota entre aproximadamente 100 \ring{A} y aproximadamente 700
\ring{A}. Las microemulsiones formadas según la invención son
ventajosamente estables, porque la emulsión mantiene un diámetro
medio de gota, cuando se conserva a condiciones ambientales
normales, durante al menos un año y, de forma típica, durante un
periodo indefinido de tiempo.
La intensidad de mezclado indicada en la
presente se presenta como una intensidad media de mezclado,
promediada basándose en el perfil de mezclado de un recipiente.
Dependiendo de la intensidad de mezclado y tiempo de mezclado
utilizados pueden producirse diferentes órdenes de intensidad de
mezclado dentro del recipiente de mezclado. Por ejemplo, el mezclado
puede realizarse según la presente invención utilizando un impulsor
Rushton acoplado con un motor Heidolph para proporcionar la
velocidad de disipación de energía mecánica o la intensidad de
mezclado deseadas. En un recipiente típico mixto con este equipo,
aunque el recipiente puede mezclarse con una velocidad media de
disipación de energía de aproximadamente 1 W/kg, la intensidad de
mezclado cerca del aparato de mezclado puede estar, realmente, más
cercana al orden de 100 W/kg. El mezclado bajo estas condiciones se
indica en la presente como un mezclado con una intensidad media de
mezclado de aproximadamente 1 W/kg o, como alternativa, como
1-100 W/kg.
Con otro equipo, como un mezclador de
rotor-estator, la intensidad de mezclado puede
hacerse casi unifor-
me.
me.
\newpage
Debe advertirse que la intensidad de mezclado,
como se indica en la presente, se refiere a la velocidad de
disipación de la energía, medida como potencia disipada por unidad
de masa de líquido en el mezclador. Se supone que el flujo es
turbulento.
Las diferentes fases utilizadas para formar la
microemulsión se mezclan preferiblemente para proporcionar un
contenido en agua en la emulsión final de al menos aproximadamente
5%, según la invención entre aproximadamente 5% en volumen y
aproximadamente 15% en volumen con respecto al volumen total del
producto final de emulsión. El paquete de tensioactivos se
proporciona preferiblemente en cantidades menores o iguales que
aproximadamente 14% en volumen con respecto a la emulsión, que es
particularmente ventajoso comparado con las cantidades de paquete
de tensioactivos requeridas para proporcionar una microemulsión
estable utilizando técnicas convencionales. Resulta particularmente
ventajoso que el método de la presente invención permita la
preparación de una emulsión que tiene una razón entre volumen de
agua a paquete de tensioactivos que es mayor o igual que
aproximada-
mente 1.
mente 1.
Para formar una microemulsión adecuadamente
estable, también puede resultar necesario utilizar un pequeño
volumen de codisolvente. Sin embargo, debe advertirse que la
cantidad de codisolvente necesaria se reduce sustancialmente,
comparada también con procesos convencionales. De forma típica, una
microemulsión adecuadamente estable puede formarse utilizando una
cantidad menor o igual que aproximadamente 2% en volumen de
codisolvente. Los codisolventes adecuados son alcoholes,
preferiblemente un alcohol seleccionado del grupo que consiste en
metanol, etanol, isopropanol, n-butanol,
terc-butanol, n-pentanol,
n-hexanol y sus mezclas.
Según la presente invención, se prefiere mezclar
el paquete de tensioactivos y el codisolvente con la fase de
hidrocarburos, y después mezclar las fases de agua y de
hidrocarburos entre sí. Por supuesto, otros procedimientos de
mezclado también son adecuados dentro del alcance de la presente
invención.
Un experto en la técnica puede adquirir con
facilidad un equipo de mezclado adecuado. Los ejemplos de equipo de
mezclado adecuados se indican anteriormente y en los ejemplos que
aparecen a continuación.
Debe advertirse que pueden incorporarse diversos
otros aditivos en la emulsión, dependiendo de las características
deseadas y del uso previsto del producto final de emulsión.
Como se indicó anteriormente, el paquete de
tensioactivos puede modificarse de forma ventajosa para que incluya
grupos funcionales que mejoran la actuación, tales como grupos nitro
y similares, que actúan, de forma ventajosa, para mejorar el
cetanaje del producto final de emulsión.
Las macroemulsiones que no están de acuerdo con
la presente invención se forman como sigue. Al igual que en la
preparación de microemulsiones, se obtienen fuentes de fases de agua
y de hidrocarburos adecuadas.
Entonces se selecciona un paquete de
tensioactivos que preferiblemente tenga una relación
hidro-lipófila entre aproximadamente 3 y
aproximadamente 10. Al igual que con las microemulsiones, esta
relación hidro-lipófila se obtiene mezclando los
componentes de tensioactivo lipófilo e hidrófilo como se describió
anteriormente, en proporciones suficientes para proporcionar la
relación hidro-lipófila deseada. Los componentes de
agua, hidrocarburos y paquete de tensioactivos entonces se mezclan
con una intensidad de mezclado seleccionada para proporcionar la
macroemulsión deseada, preferiblemente que tenga un tamaño medio de
gota entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente 2,0 micras. Se
prefiere que la macroemulsión se mezcle con una intensidad de
mezclado mayor o igual que aproximadamente 10.000 W/kg, y esta
intensidad de mezclado se corresponde con una velocidad de
disipación de energía durante el flujo turbulento como en el proceso
de formación de la microemulsión. Puede impartirse la intensidad de
mezclado aceptable a la mezcla de ingredientes utilizando un equipo
conocido, que un experto en la técnica puede adquirir con
facilidad.
Las macroemulsiones que no están de acuerdo con
el método de la presente invención pueden formarse, de manera
ventajosa, sin necesidad de codisolventes, que se requieren, de modo
típico, para formar macroemulsiones según procedimientos
convencionales. Por tanto, la porción estabilizante de tensioactivos
de la emulsión y el paquete de tensioactivos preferiblemente
consisten esencialmente en el componente de tensioactivo lipófilo y
el componente de tensioactivo hidrófilo, y la emulsión puede
prepararse sustancialmente exenta de cualquier codisolvente. Esto
resulta particularmente ventajoso para reducir el coste del producto
final.
Como se indicará en los ejemplos que aparecen a
continuación, las emulsiones de agua en hidrocarburos preparadas
según la presente invención evidentemente superan a los
hidrocarburos base cuando se utilizan como combustible, y muestran
una reducción constante en NO_{x} y otras propiedades favorables,
comparadas con el combustible
base.
base.
Los siguientes ejemplos demuestran las
características ventajosas de las emulsiones de la presente
inven-
ción.
ción.
\newpage
Este ejemplo ilustra la formación de
microemulsiones y demuestra lo crítica que resulta la intensidad de
mezclado o la velocidad de disipación de energía para proporcionar
una microemulsión estable utilizando cantidades reducidas de
tensioactivos. Los valores proporcionados en este ejemplo son
intensidades medias de mezclado basadas en la masa total de la
mezcla. Por supuesto, debe advertirse que pueden producirse unas
intensidades de mezclado mucho mayores que la media en el
recipiente de mezclado, por ejemplo cerca del aparato de
mezclado.
Se prepararon microemulsiones utilizando 5% en
volumen de agua (salmuera 310 ppm), una fase de hidrocarburos de
combustible diesel como se describió anteriormente en la tabla 1, y
paquetes de tensioactivos que incluyen uno o más componentes de
ácido oleico puro lipófilo (relación hidro-lipófila
= 1,3), monooleato de éster de sorbitano lipófilo (relación
hidro-lipófila = 4,3), ácido oleico etoxilado
lipófilo (5 EO, relación hidro-lipófila = 7,7), y
ácido oleico hidrófilo neutralizado al 100% con monoetanolamina.
Las primeras muestras de la emulsión preparada
en este ejemplo se prepararon utilizando un paquete de tensioactivos
que incluye un componente de tensioactivo lipófilo de ácido oleico
que tiene una relación hidro-lipófila de 1,3, y un
ácido oleico hidrófilo neutralizado al 100% con monoetanolamina
(iones oleato, relación hidro-lipófila = 18). Estos
componentes se proporcionan con una razón 1:1 en volumen y se
utilizan para formar emulsiones como se indica en la tabla 2 a
continuación.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
La muestra 1 se preparó utilizando 8% en volumen
de paquete de tensioactivos y una intensidad de mezclado generada
mediante agitación manual de aproximadamente 0,1 W/kg o menos
durante aproximadamente 2-5 minutos (formación
espontánea). La muestra 2 se preparó utilizando 4% en volumen de
paquete de tensioactivos y una turbulencia moderada utilizando un
impulsor Rushton acoplado con un motor Heidolph para proporcionar
una velocidad media de disipación de energía mecánica de 1 W/kg
durante un periodo de aproximadamente 5 minutos. La muestra 3 se
preparó utilizando también 4% en volumen de paquete de
tensioactivos, pero con una agitación manual menor que 0,1 W/kg,
como en la muestra 1.
Como se muestra en la tabla 2, la muestra 1
produjo una microemulsión, pero requirió 8% en volumen de
tensioactivo. La muestra 3 que utiliza 4% en volumen de paquete de
tensioactivos y agitación manual produjo una macroemulsión
inestable.
La muestra 2 produjo una microemulsión estable
utilizando sólo 4% en volumen de paquete de tensioactivos que, por
supuesto, es ventajoso comparado con 8% en volumen requerido para la
muestra 1.
Las muestras 4-5 se prepararon
después utilizando el mismo paquete de tensioactivos y 10% en
volumen de agua. La muestra 4 se preparó utilizando 14% en volumen
de paquete de tensioactivos y agitación manual. La muestra 5 se
preparó utilizando 7% en volumen de paquete de tensioactivos y una
intensidad media de mezclado del recipiente de 1 W/kg. La muestra 6
se preparó utilizando 7% en volumen de paquete de tensioactivos y
agitación manual.
La tabla 3 presenta los resultados obtenidos
para estas muestras.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Como se muestra, la muestra 4 produjo una
microemulsión, pero requiere 14% en volumen de tensioactivos, que es
más que el contenido en agua de esta emulsión. La muestra 6, que
utiliza un contenido menor de tensioactivos, produjo una
macroemulsión inestable.
La muestra 5 produjo una microemulsión estable
utilizando, de forma ventajosa, una cantidad sustancialmente
reducida de paquete de tensioactivos comparada con la muestra 4.
Debe advertirse que se preparó otra muestra que
utiliza las mismas cantidades de componentes listados para la
muestra 5, pero la intensidad de mezclado aumenta hasta 10.000 W/kg,
y se produjo una microemulsión estable. En este caso, se utilizó un
mezclador de rotor-estator y, por tanto, las
intensidades de mezclado pueden hacerse casi uniformes, produciendo
un único valor de intensidad.
Las muestras 7-9 se prepararon
utilizando el mismo paquete de tensioactivos indicado anteriormente
con un contenido en agua de 15% en volumen. La muestra 7 se preparó
utilizando 20% en volumen de paquete de tensioactivos y agitación
manual. La muestra 8 se preparó en un agitador convencional (turbina
de disco Rushton) utilizando 14% en volumen de paquete de
tensioactivos y una intensidad moderada de mezclado promediada para
el recipiente de 1 W/kg, y la muestra 9 se preparó utilizando 14% en
volumen de paquete de tensioactivos y agitación manual. Los
resultados se indican en la tabla 4.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
\newpage
Como se muestra, la muestra 7 produjo una
microemulsión estable, pero requirió más tensioactivo que agua
presente. La muestra 9 utilizó menos paquete de tensioactivos, pero
produjo una macroemulsión inestable.
La muestra 8 produjo una microemulsión estable
que tiene una razón entre agua a tensioactivo mayor que 1.
Las muestras 10-12 se prepararon
utilizando un paquete de tensioactivos que incluye monooleato de
éster de sorbitano lipófilo que tiene una relación
hidro-lipófila de 4,3 y ácido oleico puro que tiene
una relación hidro-lipófila igual a 1,3, y ácido
oleico hidrófilo que se ha neutralizado al 100% con monoetanolamina
(iones oleato, relación hidro-lipófila = 18). Las
muestras 10 y 12 se prepararon utilizando agitación manual durante
2-5 minutos (\leq 0,1 W/kg). La muestra 11 se
preparó utilizando una turbulencia moderada, durante aproximadamente
1,5 minutos, mientras se mezcla con una impulsor Rushton acoplado
con un motor Heidolph que proporciona una energía mecánica media
para el recipiente de 1 W/kg.
Los resultados aparecen en la tabla 5 para
emulsiones con 10% en volumen de agua.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La muestra 10 incluye 13% en volumen de paquete
de tensioactivos y se fabricó utilizando agitación manual, y produjo
una microemulsión. Sin embargo, esta emulsión tiene una razón entre
agua a paquete de tensioactivos menor que 1. La muestra 12 se
preparó utilizando 5% en volumen de paquete de tensioactivos y
agitación manual, pero produjo una macroemulsión inestable. La
muestra 11 utilizó 5% en volumen de paquete de tensioactivos y una
turbulencia moderada, y produjo una microemulsión estable como se
deseaba.
Las muestras 13-15 se prepararon
después utilizando un sistema de tensioactivos que incluye ácido
oleico etoxilado lipófilo (5 EO, relación
hidro-lipófila = 7,7), y ácido oleico neutralizado
al 100% con monoetanolamina (iones oleato, relación
hidro-lipófila = 18).
Las muestras 13-15 se prepararon
utilizando 10% en volumen de agua. La muestra 13 se preparó
utilizando 15% en volumen de paquete de tensioactivos y agitación
manual. La muestra 15 se preparó utilizando 10% en volumen de
paquete de tensioactivos y agitación manual, y la muestra 14 se
preparó con una turbina de disco Rushton utilizando 10% de paquete
de tensioactivos y una intensidad de turbulencia moderada promediada
para el recipiente de 1 W/kg. La tabla 6 ofrece los resultados.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La muestra 13 produjo una microemulsión estable,
pero requirió 15% en volumen de tensioactivos, que es más del
contenido en agua de la emulsión. La muestra 15 utilizó menos
tensioactivo, pero produjo una macroemulsión inestable con la
agitación manual. La muestra 14 produjo una microemulsión estable,
de forma ventajosa, que tiene una razón en volumen entre agua a
tensioactivos de 1.
Es evidente, a partir de los resultados
ilustrados en las tablas 2-6, que la intensidad de
mezclado de la presente invención resulta crítica para permitir la
reducción de la concentración de paquete de tensioactivos utilizada
cuando se forma una microemulsión estable, y que el método de la
presente invención proporciona fácilmente microemulsiones estables
que tienen una razón en volumen entre agua a tensioactivos mayor o
igual que 1.
Este ejemplo demuestra lo crítica que resulta la
relación hidro-lipófila deseada del paquete de
tensioactivos según la presente invención.
En este ejemplo se forman emulsiones utilizando
un combustible diesel como en el ejemplo 1, y utilizando una fase de
agua formada por agua (salmuera 310 ppm) en una cantidad de 10% en
volumen con respecto a la emulsión. Cada emulsión se forma
utilizando un equipo como el descrito en el ejemplo 1 para
proporcionar una intensidad media de mezclado o velocidad de
disipación de energía por unidad de masa de aproximadamente 1 W/kg,
con intensidades locales de aproximadamente 100 W/kg.
El paquete de tensioactivos en este ejemplo
incluye uno o más componentes de tensioactivo de ácido oleico puro
lipófilo, monooleato de éster de sorbitano y trioleato de éster de
sorbitano, y ácido oleico hidrófilo neutralizado con monoetanolamina
y amina grasa polietoxilada (5 NOE).
La tabla 7 indica los resultados obtenidos para
las muestras 1-6 preparadas utilizando diferentes
paquetes de tensioactivos, como se lista en la tabla.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se muestra, la muestra 1 se preparó
utilizando sólo ácido oleico puro que tiene una relación
hidro-lipófila de 1,03, y se obtuvieron dos fases
líquidas diferenciadas. La muestra 2 se preparó utilizando sólo
ácido oleico neutralizado al 100% con monoetanolamina, de forma que
el paquete de tensioactivos tiene una relación
hidro-lipófila de 18,0, y se produjo una
macroemulsión de aceite en agua no deseable. La muestra 3, preparada
utilizando un paquete de tensioactivos que incluye 3,8% en volumen
de ácido oleico puro y 3,2% en volumen de ácido oleico neutralizado
al 100% con monoetanolamina, produjo un paquete de tensioactivos que
tiene una relación hidro-lipófila de 8,9 y
proporcionó una microemulsión estable deseada.
La tabla 8 indica las composiciones utilizadas
para preparar las muestras 4-6 y los resultados
obtenidos.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La muestra 4 se preparó utilizando sólo
monooleato de éster de sorbitano como paquete de tensioactivos,
produciendo una relación hidro-lipófila de 4,3 y una
macroemulsión de agua en aceite inestable. La muestra 5 se preparó
utilizando sólo amina grasa polietoxilada (relación
hidro-lipófila de 10), y produjo una macroemulsión
de aceite en agua inestable. La muestra 6 se preparó utilizando 6%
en volumen de monooleato de éster de sorbitano y 2,3% en volumen de
amina grasa polietoxilada para producir una relación
hidro-lipófila del paquete de tensioactivos de 8,4.
Esta muestra produjo una microemulsión estable deseada.
La tabla 9 indica los resultados obtenidos para
las muestras 7-9.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La muestra 7 se preparó utilizando un paquete de
tensioactivos que consistía sólo en ácido oleico neutralizado al
100% con monoetanolamina y que tiene una relación
hidro-lipófila de 18,0. Esto produjo una
macroemulsión de aceite en agua no deseable. La muestra 8 se preparó
utilizando sólo trioleato de éster de sorbitano como paquete de
tensioactivos, produciendo una relación
hidro-lipófila de 1,8 y una macroemulsión de agua en
aceite no deseable. La muestra 9 se preparó utilizando 2% en volumen
de ácido oleico neutralizado al 100% con monoetanolamina y 4% en
volumen de trioleato de éster de sorbitano, produciendo un paquete
de tensioactivos con una relación hidro-lipófila de
7,2 y una microemulsión estable deseada.
La tabla 10 muestra una emulsión preparada
utilizando un hidrocarburo de parafina (hexadecano) y el paquete de
tensioactivos.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se muestra, mediante la utilización de un
paquete de tensioactivos que incluye 7,1% en volumen de ácido oleico
puro y 1,9% en volumen de ácido oleico neutralizado al 100% con
monoetanolamina, y mezclando con una intensidad media dd 1 W/kg, se
obtiene una microemulsión estable. Como se muestra, para esta
microemulsión, el paquete de tensioactivos se prepara para que
proporcione una relación hidro-lipófila de 4,5. Esto
está de acuerdo con los descubrimientos de la presente invención, en
la que se ha descubierto que se requieren unos valores menores de la
relación hidro-lipófila, preferiblemente entre
aproximadamente 2 y aproximadamente 5, para formar una
microemulsión estable adecuada para hidrocarburos de parafina.
Este ejemplo ilustra las cantidades
ventajosamente reducidas de disolvente o codisolvente requeridas
para formar una microemulsión estable según la presente
invención.
Se prepararon microemulsiones que tienen 10% en
volumen de agua y combustible diesel como fase de hidrocarburos
utilizando diversas intensidades de mezclado.
La tabla 11 indicada a continuación ilustra los
resultados obtenidos para las muestras 1-3.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Como se muestra en la tabla 11, cada muestra se
preparó utilizando un paquete de tensioactivos que tiene 3,8% en
volumen de ácido oleico puro y 3,2% en volumen de ácido oleico
neutralizado al 100% con monoetanolamina. La muestra 1 se preparó
utilizando 1% en volumen de codisolvente de
n-hexanol y una agitación manual menor o igual que
aproximadamente 0,1 W/kg, y se produjo una macroemulsión
inestable.
La muestra 2 se preparó utilizando el mismo
volumen de paquete de tensioactivos y 5% en volumen de codisolvente
de n-hexanol, y la agitación manual fue suficiente
para proporcionar una microemulsión. La muestra 3, utilizando un
agitador convencional (turbina de disco Rushton), también utilizó el
mismo porcentaje en volumen de paquete de tensioactivos, y 1% en
volumen de codisolvente de n-hexanol, con una
intensidad media de mezclado para el recipiente de 1 W/kg, y se
produjo una microemulsión estable.
La tabla 12 muestra los resultados obtenidos
para las muestras 4, 5 y 6 preparadas utilizando codisolvente de
n-butanol.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
La muestra 4 se preparó con 0,8% en volumen de
n-butanol y agitación manual, y se produjo una
macroemulsión inestable.
La muestra 5 se preparó utilizando 7,0% en
volumen de n-butanol y agitación manual, y se
produjo una microemulsión satisfactoria.
Se preparó la muestra 6 (turbina de disco
Rushton convencional) y contenía 0,8% en volumen de
n-butanol y se mezcló con una intensidad de mezclado
promediada para el recipiente de 1 W/kg, y se produjo una
microemulsión estable deseada. Por tanto, la preparación de la
emulsión permite la formación de una microemulsión estable con
concentraciones significativamente reducidas de codisolvente.
También se obtuvieron resultados similares
utilizando menos o igual que 1% en volumen de codisolventes de
n-butanol, isopropanol, etanol y metanol, y esto
aparece en la tabla 13.
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| Codisolvente | % de diesel | % de ácido oleico | % de monoetanolamina | % de H_{2}O | Relación |
| (% (en v/v)) | (en v/v) | (en v/v) | (en v/v) | (en v/v) | hidro-lipófila |
| metanol (0,2) | 80,1 | 9 | 0,7 | 10 | 7,3 |
| etanol (0,77) | 79,4 | 9 | 0,8 | 10 | 8 |
| isopropanol (0,69) | 79,6 | 9 | 0,7 | 10 | 7 |
| n-propanol (0,8) | 79,4 | 9 | 0,8 | 10 | 8 |
La tabla 13 lista las cuatro microemulsiones
estables distintas que se formaron y la cantidad de codisolvente,
fase de hidrocarburos, tensioactivo, agua y relación
hidro-lipófila para cada emulsión. En cada caso, se
proporciona una microemulsión estable que utiliza, en cada caso,
menos que 1% en volumen de codisolvente y una intensidad de mezclado
promediada para el recipiente de 1 W/kg.
Este ejemplo ilustra la preparación de
macroemulsiones, que no están de acuerdo con la presente invención.
Estas macroemulsiones, en todos los casos, son sistemas de dos fases
de agua en diesel (W/O), y son opacas a la luz visible (aspecto
lechoso). Las macroemulsiones se definen como emulsiones que tienen
un tamaño medio de gota entre aproximadamente 0,5 y aproximadamente
2 micras.
El paquete de tensioactivos utilizado en la
preparación de cada una de estas emulsiones incluye uno o más
componentes de tensioactivo, incluyendo ácido oleico puro lipófilo,
monooleato de éster de sorbitano lipófilo, y ácido oleico hidrófilo
neutralizado al 100% con monoetanolamina.
La tabla 14 muestra los resultados obtenidos
para las muestras 1 y 2, como se indica a continuación.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Las muestras 1 y 2 se prepararon cada una
utilizando 1% en volumen de paquete de tensioactivos, teniendo cada
una una relación hidro-lipófila de 3,0. Estas
muestras se prepararon con 5% en volumen de agua (salmuera 310 ppm),
y cada una se preparó sin utilizar codisolvente. La muestra 1 se
preparó utilizando una turbulencia moderada, mezclando con un
impulsor Rushton acoplado a un motor Heidolph, que proporciona una
potencia mecánica media o velocidad de disipación de la energía de 1
W/kg durante 2 minutos (valor local máximo de 100 W/kg). El
resultado fue una macroemulsión inestable. La muestra 2 se preparó
utilizando una alta turbulencia, mezclando con un mezclador
Ultraturrax (mezclador de rotor-estator), que
proporciona una potencia mecánica o velocidad de disipación de la
energía de 10.000 W/kg durante 2 minutos. Esto produjo una
macroemulsión estable. Por tanto, la intensidad de mezclado resulta
crítica para obtener una macroemulsión estable.
La tabla 15 muestra los resultados obtenidos con
las muestras 3, 4, 5 y 6, y también ilustra lo crítica que resulta
la intensidad de mezclado.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Las muestras 3 y 4 se prepararon utilizando el
mismo paquete de tensioactivos que tiene una relación
hidro-lipófila de 3,0, y una intensidad de mezclado
promediada para el recipiente de 1 W/kg, y produjeron una
macroemulsión inestable, mientras que una intensidad de mezclado de
10.000 W/kg produjo una macroemulsión estable. Las muestras 5 y 6 se
prepararon utilizando un paquete de tensioactivos diferente que
tiene una relación hidro-lipófila de 9,5, y se
obtuvieron resultados similares. Por tanto, el método puede
proporcionar una macroemulsión estable a valores de relación
hidro-lipófila de 3 y 9,5.
La tabla 16 indica los resultados obtenidos
utilizando un paquete de tensioactivos diferente. Este paquete de
tensioactivos incluye 1,2% en volumen de monooleato de éster de
sorbitano (relación hidro-lipófila = 4,3) y 0,05% en
volumen de ácido oleico neutralizado al 100% con monoetanolamina y
tiene una relación hidro-lipófila resultante
de 3.
de 3.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Las emulsiones preparadas con las muestras 7 y 8
eran emulsiones con 5% de agua, y la muestra 7 preparada utilizando
una intensidad de mezclado promediada para el recipiente de 1 W/kg
produjo una macroemulsión inestable. Sin embargo, la muestra 8
preparada con una intensidad de mezclado de 10.000 W/kg, produjo una
macroemulsión estable.
La tabla 17 muestra los resultados obtenidos
utilizando otros dos paquetes de tensioactivos para 10% en volumen
de emulsiones de agua.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
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Las muestras 9 y 10 se prepararon ambas
utilizando paquetes de tensioactivos que incluyen 2,4% en volumen de
monooleato de éster de sorbitano y 0,1% en volumen de ácido oleico
neutralizado al 100% con monoetanolamina. Este tensioactivo tiene
una relación hidro-lipófila de 3,0. La muestra 9 se
preparó utilizando una intensidad de mezclado promediada para el
recipiente de 1 W/kg, y se produjo una macroemulsión inestable. La
muestra 10 se preparó utilizando una intensidad de mezclado de
10.000 W/kg, y se produjo una macroemulsión estable.
Las muestras 11 y 12 muestran resultados
similares cuando el paquete de tensioactivos se modifica para que
tenga una relación hidro-lipófila de 9,5.
Por tanto, como se demostró anteriormente,
pueden prepararse macroemulsiones de combustible diesel con
concentraciones de tensioactivo muy reducidas y que tienen una
relación hidro-lipófila entre 3 y 10. Además, no se
necesitan disolventes o codisolventes para formar una macroemulsión
estable.
La incorporación de agua se logra, según la
presente invención, en microemulsiones según la invención y en
macroemulsiones, ajustando la relación
hidro-lipófila del paquete de tensioactivos y las
condiciones de mezclado. Esta versatilidad permite el desarrollo de
las formaciones de combustible más baratas, dependiendo de las
necesidades actuales del mercado, basándose en el efecto sinérgico
entre la concentración de tensioactivo y la velocidad de disipación
de la energía en el proceso de mezclado. Este ejemplo demuestra
estas formulaciones diferentes que pueden ser preparadas.
Se prepararon emulsiones de combustible diesel
con 10% en volumen de agua utilizando un paquete de tensioactivos
que incluye ácido oleico puro y ácido oleico neutralizado al 100%
con monoetanolamina. La tabla 18 indica los resultados obtenidos
para las muestras 1 y 2.
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(Tabla pasa a página
siguiente)
Tal como se muestra, la muestra 1 se preparó
utilizando 7% en volumen del paquete de tensioactivos para
proporcionar una relación hidro-lipófila de 8,9, con
10% en volumen de agua y 1% en volumen de codisolvente de
n-hexanol. La intensidad de mezclado fue alta, es
decir, 10.000 W/kg, y se produjo una microemulsión estable. La
muestra 2 se preparó utilizando las mismas condiciones, pero con 2%
en volumen de paquete de tensioactivos y sin ningún codisolvente.
Esto produjo una macroemulsión estable. Por tanto, ajustando las
cantidades de tensioactivo y codisolvente pueden prepararse
microemulsiones y macroemulsiones selectivamente para que cumplan
las necesidades concretas del mercado.
La tabla 19 ofrece una comparación similar
utilizando un paquete de tensioactivos de ácido oleico neutralizado
al 100% con monoetanolamina y trioleato de éster de sorbitano
(relación hidro-lipófila = 1,8).
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siguiente)
Estas muestras también se prepararon para que
contuvieran 10% en volumen de agua, y el paquete de tensioactivos
tenía una relación hidro-lipófila de 7,2. Además,
ambas muestras se prepararon utilizando una intensidad de mezclado
de 10.000 W/kg. La muestra 3 incluye 6% en volumen de paquete de
tensioactivos y 2,5% en volumen de codisolvente de
n-hexanol, y se produjo una microemulsión estable.
La muestra 4 se preparó utilizando 2,5% en volumen de paquete de
tensioactivos y sin codisolvente, y se produjo una macroemulsión
estable. Por tanto, al igual que en la tabla 18, pueden obtenerse
microemulsiones y macroemulsiones deseables para que se adapten a
las necesidades del mercado ajustando la cantidad de tensioactivo y
codisolvente que se va a utilizar.
Este ejemplo demuestra la modificación química
de un paquete de tensioactivos según la presente invención, para
proporcionar una propiedad adicional a la emulsión final, en este
caso para potenciar las propiedades de autoignición de la
microemulsión.
Se preparó un derivado de nitroolefina del ácido
oleico para su uso como componente de tensioactivo como sigue. Un
matraz que contiene una disolución de ácido oleico (10 g, 0,035
moles) en 1,2-dicloroetano (200 ml) se sometió al
vacío. Después, el matraz se llenó con monóxido de nitrógeno gaseoso
y la disolución se agitó a presión atmosférica de monóxido de
nitrógeno a temperatura ambiente durante 3 horas. El monóxido de
nitrógeno se liberó y el disolvente se eliminó al vacío para
proporcionar un derivado de nitroolefina del ácido oleico (al 60%)
que se identificó mediante análisis de RMN de ^{1}H, RMN de
^{13}C e IR.
Se preparó una microemulsión de 10% en volumen
de agua en combustible diesel con la muestra 1, utilizando un
paquete de tensioactivos que incluye ácido oleico neutralizado al
50% con monoetanolamina, para proporcionar una relación
hidro-lipófila de 3 y, con la muestra 2, se preparó
utilizando un derivado de nitroolefina del ácido oleico neutralizado
al 50% con monoetanolamina para proporcionar una relación
hidro-lipófila de 3,0. La tabla 20 muestra los
resultados de los análisis para ambas muestras.
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siguiente)
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\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\cr}
\newpage
Como se muestra en la tabla 20, se prepararon
microemulsiones que tienen 9% en volumen de paquete de tensioactivos
y utilizando 1% en volumen de codisolvente de
n-hexanol, con una intensidad de mezclado promediada
para el recipiente de 1 W/kg. Cada muestra produjo una microemulsión
estable. Nótese, sin embargo, que la muestra 1 tiene un número de
cetano de 41,6, mientras que la muestra 2 preparada utilizando el
paquete de tensioactivos químicamente modificado, tiene un número de
cetano mayor de 45,2. Por tanto, es evidente que, según la presente
invención, el componente de tensioactivo de ácido oleico puede
modificarse químicamente para que incorpore un grupo nitro, para
mejorar la funcionalidad del paquete de tensioactivos y la
microemulsión resultante.
Este ejemplo demuestra los excelentes resultados
del uso de una emulsión como combustible de motor, comparada con los
hidrocarburos base utilizados como combustible. Como se demostrará a
continuación, la emulsión muestra una reducción constante de
NO_{x} en todos los regímenes de funcionamiento, una reducción en
las emisiones de materia en partículas, en particular en altas
cargas parciales, una reducción significativa en la opacidad de los
gases de escape bajo condiciones de aceleración libre, una duración
de la combustión reducida mediante el aumento controlado de la tasa
de presión y las velocidades de quemado de difusión, una estabilidad
del combustible adecuada en componentes del sistema de inyección
del motor, y una mejor lubricidad del combustible para la protección
de los componentes del sistema de inyección.
Este ejemplo se llevó a cabo utilizando un motor
diesel comercial instalado en un banco de ensayo. Las
características del motor diesel incluyen 6 cilindros, inyección
directa, sobrealimentado, índice de compresión 17,5:1,
desplazamiento 5,78 litros, par motor máximo 328
Nw-m a 1800 rpm, potencia máxima 153 Hp y 2500
rpm.
Se realizaron ensayos en estado estacionario.
Además se realizaron análisis dentro del cilindro a través de la
cámara de combustión y la observación de acontecimientos de
inyección basados en medidas del transductor de presión
piezoeléctrico frente a posiciones del ángulo del cigüeñal. Las
medidas de emisión de escape se tomaron transportando las emisiones
gaseosas a células de medición del analizador a través de conductos
de muestra calentados. Las medidas de NO_{x} se obtuvieron
utilizando un analizador de quimioluminiscencia. La técnica de
medición de hidrocarburos consistía en un detector de ionización de
llama calentado. Las medidas de CO se obtuvieron utilizando un
analizador de infrarrojos no dispersivo. También se realizaron
ensayos transitorios, incluyendo la determinación de emisión de
masas integrada de materia carbonatada (C) utilizando un ciclo
transitorio de gran amperaje de EEUU modificado (duración 1200 sg,
rpm frente a bajo funcionamiento, segmentos del automóvil no
aplicados, motor en vacío). La técnica de medición incluye el
análisis de la extinción de la radiación infrarroja en longitudes
de onda específicas, con filtros de interferencia a 3,95 micras para
el carbono. La opacidad de escape durante el ensayo de aceleración
libre se midió utilizando un opacímetro de flujo parcial (HSU).
La tabla 21 a continuación expone las
propiedades de combustible para ensayar un combustible diesel base y
una microemulsión preparada utilizando este combustible.
\vskip1.000000\baselineskip
| Características | Combustible base | Prototipo |
| ácido oleico (% en volumen) | - - | 9,0 |
| monoetanolamina (% en volumen) | - - | 1,0 |
| n-hexanol (% en volumen) | - - | 1,0 |
| agua (% en volumen) | - - | 10,0 |
| viscosidad a 40ºC (cSt) | 3,07 | 5,45 |
| lubricidad (micras) ASTM D-6079 HERR a 60ºC | 3,30 | 260 |
| compuestos aromáticos (% en peso) | 18,4 | 14,1 |
| densidad a 15,6ºC (mg/ml) | 0,839 | 0,863 |
| número de cetano | 47,3 | 46,9 (con la adición de |
| un mejorador de cetano) |
Basándose en las mediciones de la presión del
cilindro frente al ángulo del cigüeñal para la condición de
funcionamiento de 1600 rpm y 7,5 kPa de par motor (50% de carga
parcial), como se indica en la figura 2, se realizó un cálculo de
liberación de calor en la porción cerrada del ciclo termodinámico
para determinar los detalles del combustible. Los resultados de
este cálculo se muestran en la tabla 22.
\vskip1.000000\baselineskip
| Variable | Combustible base | Prototipo |
| Comienzo de la inyección (segundos antes del centro muerto | 9,0 | 8,0 |
| superior) | ||
| Retraso de la ignición (º) | 4,8 | 6,4 |
| Ángulo del cigüeñal para 90% de la liberación de energía del | 38,0 | 35,2 |
| combustible inyectado |
Puede inferirse que considerando condiciones
similares de comienzo de la inyección, una mayor retraso de la
ignición y una velocidad de combustión más rápida durante el quemado
de difusión (liberación total de energía similar para un número más
pequeño de ángulo del cigüeñal) determinan en gran medida la
actuación para la microemulsión, comparada con el combustible
base.
Puede imaginarse una explicación cualitativa
considerando (a) regímenes diferentes de temperatura localizada
debido a un mayor chorro de combustible frío y energía requeridos
para el calentamiento y vaporización del agua; (b) un mecanismo de
mezclado de combustible-agua potenciado; estando
ambos relacionados con el hecho de que hay agua presente en las
gotas de combustible diesel inyectado. Se cree que la incorporación
de la fase de agua estimula una disgregación y dispersión
adicionales con ángulos de pulverización relativamente más anchos y
mayor arrastre de aire durante el proceso de atomización del
combustible. La contribución de oxígeno debida a la accesibilidad,
la inhibición de la formación de hollín y la pobreza de la mezcla
también son mecanismos de acción potenciales.
Se observó la estabilidad del combustible en
condiciones de motor y resultó satisfactoria, basándose en la
ausencia de separación de combustible/agua en el conducto de retorno
del combustible para el reflujo del exceso y de pérdidas desde los
inyectores. La figura 3 muestra las tasas de emisión de gases de
escape de NO_{x} para ambos combustibles, y la microemulsión
muestra una reducción constante de NO_{x} en todos los regímenes
de funcionamiento.
Las emisiones de materia en partículas se
redujeron a altas cargas, como se demuestra tomando en consideración
la masa de carbono de los gases de escape acumulada durante el
funcionamiento del motor transitorio. Las emisiones de masa de
carbono entre la microemulsión y el combustible base comenzaron a
diferir de manera significativa después de aplicar altas cargas
parciales al motor en el funcionamiento transitorio. Esto también se
ilustra en la figura 4.
En la figura 5 también se ilustran la
significativas reducciones de la opacidad de los gases de escape
bajo condiciones de aceleración libre. Esta reducción en la opacidad
también supera varias otras posibilidades de reformulación del
combustible que se han ensayado previamente en el mismo motor, es
decir, menor contenido en compuestos aromáticos, mayor cetanaje, y
menor combustible de azufre comparadas con el combustible
prototipo.
También fue posible lograr menores retrasos de
la ignición entre diferentes combustibles emulsionados de agua, que
producirían una mejor actuación del motor, mediante el aumento
controlado de la tasa de presión debido a la variación en la
cantidad de paquete de tensioactivos y a la modificación de la
propiedades lógicas reales del combustible en la nube del
pulverizado.
Por tanto, la microemulsión es, evidentemente,
una alternativa ventajosa al combustible base.
Como se indicó anteriormente, la presente
invención también proporciona el ajuste de un combustible a una
condiciones de entorno de la cámara de combustión específicas. Esto
se logra ajustando la química del combustible y sus propiedades
fisicoquímicas y reológicas. Para ilustrar esto se preparó una
segunda formulación de combustible de microemulsión, y se comparó
con la microemulsión preparada en el ejemplo 7. La tabla 23 lista
las características de la microemulsión del ejemplo 7 y la
microemulsión 2, cada una de las cuales incorpora 10% en volumen de
agua. La microemulsión 2 se preparó utilizando una concentración
menor de paquete de tensioactivos y diferentes condiciones de
intensidad de mezclado, de forma específica, la producción continua
utilizando un mezclador estático en flujo turbulento, con una
velocidad de disipación de la energía por unidad de masa de la
mezcla en el mezclador no menor que 100 W/kg. Ambos combustibles
también se compararon con el combustible base como se describe en la
tabla 21.
| Características | Prototipo | Prototipo 2 |
| ácido oleico (% en volumen) | 9,0 | 7,0 |
| monoetanolamina (% en volumen) | 1,0 | 0,7 |
| n-hexanol (% en volumen) | 1,0 | 0,7 |
| agua (% en volumen) | 10,0 | 10,0 |
| viscosidad 40ºC (cst) | 5,45 | 3,98 |
| compuestos aromáticos (% en volumen) | 14,1 | 14,6 |
| densidad a 15,6ºC (mg/ml) | 0,863 | 0,852 |
| número de cetano | 46,9 (con la adición de un | 46,5 (con la adición de un |
| mejorador de cetano) | mejorador de cetano) |
Como se muestra, la microemulsión 2 tiene menor
viscosidad, un contenido en compuestos aromáticos ligeramente mayor,
y un número de cetano base ligeramente menor.
La tabla 24 a continuación ofrece una
comparación de la actuación del motor en el mismo motor que el
descrito en el ejemplo 7 para la microemulsión del ejemplo 7 y la
microemulsión 2 preparada como se indica en la tabla 23.
\vskip1.000000\baselineskip
| Actuación del motor | Prototipo | Prototipo 2 |
| Emisiones de NO_{x} (% de la diferencia frente al combustible base) | -12,9 | -12,0 |
| Condición de funcionamiento del motor: 1600 rpm a 12,07 kPa | ||
| Emisiones de hollín (% de la diferencia frente al combustible base) | -20,8 | -35,1 |
| Condición de funcionamiento del motor: 1600 rpm a 12,07 kPa | ||
| Eficiencia de la conversión del combustible (% de la diferencia frente | -0,3 | +3,5 |
| al combustible base) | ||
| Condición de funcionamiento del motor: 1600 rpm a 12,07 kPa | ||
| Potencia al freno máxima del motor (% de la diferencia frente al | -13,2 | -7,3 |
| combustible base) | ||
| Condición de funcionamiento del motor: (WOT) aproximadamente | ||
| 2500 rpm |
Como se muestra, se lograron unas reducciones
similares en las emisiones de NO_{x} con ambas emulsiones. Se cree
que esto está relacionado con el contenido en agua equivalente en
ambos combustibles.
Sin embargo, se mejoraron las emisiones de
hollín utilizando la microemulsión 2. La eficacia de conversión de
combustible del combustible de la microemulsión 2 también mejoró, y
la diferencia de potencia, comparada con el combustible base, se
redujo de -13,2% a -7,3%. Estos resultados indican evidentemente una
mejor actuación del motor, que se logra ajustando las propiedades
fisicoquímicas y reológicas del combustible durante la incorporación
del agua.
Este ejemplo se presenta para demostrar un
sinergismo entre el tensioactivo de ácido oleico y la sal del ácido
oleico que se genera con monoetanolamina.
La figura 6 ilustra la tensión interfacial entre
las fases de agua y de hidrocarburos utilizando un paquete de
tensioactivos que incluye 2% en volumen de ácido oleico y cantidades
variables de monoetanolamina. Como se ilustra en esta figura, existe
un intervalo de concentración de monoetanolamina (MEA) en la que se
obtienen unas tensiones interfaciales muy bajas. Cuando se alcanza
este punto, el sistema emulsiona espontáneamente en el equipo de
medición. En este intervalo de concentración de MEA se encuentran,
adsorbidos en la interfase diesel/agua, los dos tensioactivos, es
decir, ácido oleico e iones oleato. En las regiones extremas de las
figura 6, es decir, en las concentraciones baja y alta de MEA, el
ácido oleico y los iones oleato se encuentran adsorbidos
individualmente en la interfase, y las tensiones interfaciales son
las más elevadas. Se cree que es debido a lo siguiente.
Cuando el ácido oleico disuelto en el
combustible diesel entra en contacto con la MEA y el agua, se
produce una reacción ácido/base en la interfase diesel/agua para
producir los iones oleato. El ácido oleico, al igual que los iones
oleato, son adsorbidos en la interfase diesel/agua debido a su
afinidad por el agua y por el aceite. En concentraciones intermedias
de MEA (0,04-0,3% en volumen), el ácido oleico se
ioniza perceptiblemente para proporcionar los iones oleato, y la
interfase diesel/agua se cubre de iones oleato y ácido oleico. En
esta zona se ilustra la tensión interfacial sinérgica, puesto que la
tensión interfacial es menor que la obtenida a partir de cualquiera
de los tensioactivos individualmente.
Se debe apreciar que se ha proporcionado una
emulsión de agua en hidrocarburos que muestra características
ventajosas, comparada con combustibles convencionales, y que también
se han proporcionado métodos para formar, ventajosamente, estas
emulsiones.
Esta invención puede realizarse en otras formas
o llevarse a cabo de otras maneras sin apartarse de sus
características esenciales. La presente realización, por tanto, se
considera, desde todos los puntos de vista, ilustrativa y no
restrictiva, indicándose el alcance de la invención en las
reivindicaciones adjuntas.
Claims (18)
1. Una microemulsión de agua en hidrocarburos
líquidos estable, que comprende una fase de agua, una fase de
hidrocarburos líquidos, y un paquete de tensioactivos que tiene una
relación hidro-lipófila entre 6 y 10, y que tiene un
componente de tensioactivo lipófilo que tiene una relación
hidro-lipófila entre 1 y 8, y un componente de
tensioactivo hidrófilo que tiene una una relación
hidro-lipófila entre 10 y 18, en la que dicha fase
de agua y dicho paquete de tensioactivos están presentes en una
razón en volumen entre dicha fase de agua a dicho paquete de
tensioactivos de al menos aproximadamente 1, en la que dicha fase de
agua está presente en una cantidad entre 5% en volumen y 15% en
volumen con respecto al volumen de dicha microemulsión, y en la que
dicho componente hidrófilo y dicho componente lipófilo están
presentes en una interfase entre dicha fase de agua y dicha fase de
hidrocarburos líquidos, y en la que dicho componente lipófilo
comprende un derivado de nitroolefina del ácido
oleico.
oleico.
2. La microemulsión según la reivindicación 1,
en la que dicha microemulsión estable tiene un tamaño medio de gota
entre 100 \ring{A} y 700 \ring{A}.
3. La microemulsión según la reivindicación 1 ó
2, en la que dicha microemulsión contiene un codisolvente en una
cantidad menor o igual que 2% en volumen con respecto al volumen de
dicha microemulsión.
4. La microemulsión según la reivindicación 3,
en la que dicho codisolvente se selecciona del grupo que consiste en
metanol, etanol, isopropanol, n-butanol,
terc-butanol, n-pentanol,
n-hexanol y sus mezclas.
5. La microemulsión según la reivindicación 1,
en la que dicho componente lipófilo se selecciona del grupo que
consiste en ácido oleico puro, monooleato de éster de sorbitano,
trioleato de éster de sorbitano, ácido oleico etoxilado y sus
mezclas.
6. La microemulsión según la reivindicación 1,
en la que dicho componente hidrófilo se selecciona del grupo que
consiste en ácido oleico neutralizado con monoetanolamina, amina
grasa polietoxilada y sus mezclas.
7. La microemulsión según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en la que dicho paquete de tensioactivos
incluye además un grupo funcional para mejorar la actuación de dicha
microemulsión estable como combustible, seleccionándose dicho grupo
funcional del grupo que consiste en grupos funcionales de nitrógeno,
cetonas, grupos hidroxi y epoxi, y sus mezclas.
8. La microemulsión según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en la que dicho grupo funcional es un grupo
de óxido de nitrógeno.
9. La microemulsión según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 8, en la que dicha fase de hidrocarburos se
selecciona del grupo que consiste en combustible diesel, combustible
diesel sintético Fischer-Tropsch, parafinas y sus
mezclas.
10. Un método para formar una microemulsión de
agua en hidrocarburos líquidos estable, que comprende las etapas
de:
proporcionar una fase de hidrocarburos
líquidos;
proporcionar una fase de agua;
proporcionar un paquete de tensioactivos que
tiene una relación hidro-lipófila entre 6 y 10, y
que tiene un componente lipófilo que tiene una relación
hidro-lipófila entre 1 y 8, y un componente
hidrófilo que tiene una relación hidro-lipófila
entre 10 y 18;
mezclar dicha fase de hidrocarburos líquidos,
dicha fase de agua, y dicho paquete de tensioactivos con una razón
en volumen entre dicha fase de agua a dicho tensioactivo de al menos
1, estando dicha fase de agua en una cantidad entre 5% en volumen y
15% en volumen con respecto al volumen de dicha microemulsión, y con
una intensidad de mezclado entre 1 W/kg y 10.000 W/kg, para
proporcionar una microemulsión de agua en hidrocarburos líquidos
estable, en la que dicho componente hidrófilo y dicho componente
lipófilo están presentes en una interfase entre dicha fase de agua y
dicha fase de hidrocarburos líquidos, y en la que dichos componentes
lipófilos comprenden un derivado de nitroolefina del ácido
oleico.
11. El método según la reivindicación 10, en el
que dicha intensidad de mezclado es entre 1 W/kg y 100 W/kg.
12. El método según la reivindicación 10 u 11,
en el que dicha microemulsión estable tiene un tamaño medio de gota
entre 100 \ring{A} y 700 \ring{A}.
\newpage
13. El método según la reivindicación 10 ó 12,
en el que dicha etapa de mezclado incluye mezclar dicha fase de
agua, dicha fase de hidrocarburos líquidos y dicho paquete de
tensioactivos con un codisolvente en una cantidad en volumen menor o
igual que 2% con respecto a dicha microemulsión.
14. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 13, en el que dicho codisolvente se selecciona
del grupo que consiste en metanol, etanol, isopropanol,
n-propanol, n-butanol,
terc-butanol, n-pentanol,
n-hexanol y sus mezclas.
15. El método según la reivindicación 10, en el
que dicho componente de tensioactivo lipófilo se selecciona del
grupo que consiste en ácido oleico puro, monooleato de éster de
sorbitano, trioleato de éster de sorbitano, ácido oleico etoxilado y
sus mezclas.
16. El método según la reivindicación 10, en el
que dicho componente de tensioactivo hidrófilo se selecciona del
grupo que consiste en ácido oleico neutralizado con monoetanolamina,
amina grasa polietoxilada y sus mezclas.
17. El método según una cualquiera de las
reivindicaciones 10 a 16, en el que dicho paquete de tensioactivos
incluye además un grupo funcional para mejorar la actuación de dicha
microemulsión estable como combustible, seleccionándose dicho grupo
funcional del grupo que consiste en grupos funcionales de nitrógeno,
cetonas, grupos hidroxi y epoxi, y sus mezclas.
18. Un método según la reivindicación 17, en el
que dicho grupo funcional es un grupo de óxido de nitrógeno.
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