KR20090125388A - 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법으로제조된 유화연료 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제 1 및 제 2 혼합기에서 친유성과 친수성에 따라 각각 유화를 진행하고 최종적으로 혼합하여 안정성이 향상되며, 대기오염 물질을 배출하지 않는 탄소, 수소 및 산소 원자로 이루어진 비이온계면활성제를 유화제로 사용한 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 유화연료에 관한 것이다.
더욱 상세하게는, 친유성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 중유 70 내지 80 중량부에 첨가하여 유상부를 만드는 유상부제조단계, 친수성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 물 20 내지 30 중량부에 첨가하여 수상부를 만드는 수상부제조단계 및 전술한 제 1 혼합기 유상부에 전술한 제 2 혼합기 수상부를 혼합하는 혼합단계를 포함하여 이루어진다.
유화연료, 유화제, 중유, 혼합기, 노닐페놀에톡시레이트, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르

Description

안정성이 우수한 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 유화연료{COMPOUND TYPE STABLE EMULSIFICATION FUEL AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 연료 물 유화제를 혼합하여 이루어지는 안정성이 우수한 유화연료 의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 유화연료에 관한 것이다.
최근 석유에 가격이 상승하면서 유화연료를 제조하는 분야에 대한 관심이 증폭되고 있다.
유화는 섞이지 않는 두 액체 중 하나를 균일하게 분산하여 다른 액체에 혼합시키는 것을 의미하는데, 일반적으로 사용되는 유화제, 원료성분 및 물을 한 혼합기 내에서 동시에 혼합하기 때문에 시간이 지남에 따라 원료성분과 물 간에 상분리가 일어나게 된다.
전술한 상분리를 억제하고 보다 안정적인 유화를 실시하기 위해 사용되는 것이 계면활성제의 하나인 유화제이다.
따라서, 안정한 유화를 진행하기 위해서는 적절한 혼합방법과 적절한 유화제 의 선택이 필수 조건이다.
그러나 종래에 사용되던 혼합방법은 유화제, 연료 및 물을 한 혼합기 내에서 동시에 혼합하기 때문에 이러한 방법으로 제조된 유화연료는 안정성이 떨어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래에 사용되던 유화제는 주로 음이온계면활성제 및 양이온계면활성제가 사용되었는데, 설페이트로 대표되는 음이온계면활성제는 대기오염 물질인 황원자를 포함하고 있어 산업용 유화연료에 사용되는 유화제로는 적절치 못하다.
또한, 양이온계면활성제의 경우도 마찬가지로 대기오염 물질인 질소원자를 포함하고 있어, 역시 산업용 유화연료로 사용되는 유화제로는 적절치 못한 문제점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 제 1 및 제 2 혼합기에서 친유성과 친수성에 따라 각각 유화를 진행하고 최종적으로 혼합하여 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 유화연료를 제공하고자 한다.
또한, 대기오염 물질을 배출하지 않는 탄소, 수소 및 산소 원자로 이루어진 비이온계면활성제를 유화제로 사용한 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법에 의해 제조된 유화연료를 제공하고자 한다.
또한, 석유연료 중에서 사용량이 가장 많은 중유를 물 및 유화제와 혼합하여 사용하므로 에너지 절감효과를 제공한다.
전술한 본 발명의 목적은, 친유성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 중유 70 내지 80 중량부에 첨가하여 유상부를 만드는 유상부제조단계, 친수성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 물 20 내지 30 중량부에 첨가하여 수상부를 만드는 수상부제조단계 및 전술한 유상부에 수상부를 혼합하는 혼합단계를 포함하여 이루어지는 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법에 의해 달성된다.
본 발명에 바람직한 특징에 따르면, 전술한 유상부제조단계는 친유성유화제와 중유가 온도조절이 가능한 3중 재킷(JACKET) 구조의 제 1 혼합기 내에서 75 내지 85℃의 온도로 혼합된다.
본 발명에 바람직한 특징에 따르면, 전술한 수상부제조단계에서는 친수성유화제와 물이 온도조절이 가능한 3중 재킷 구조의 제 2 혼합기 내에서 75 내지 85℃의 온도로 혼합된다.
본 발명에 더 바람직한 특징에 따르면, 전술한 혼합단계는 수상펌프를 이용하여 제 2 혼합기 내에 수상부를 제 1 혼합기 내에 유상부로 투입하고 75 내지 85℃의 온도에서 혼합하는 펌프혼합단계, 전술한 펌프혼합단계를 거친 혼합물을 75 내지 85℃의 온도로 호모믹서기에 2회에 걸쳐 순환교반시키는 순환교반단계 및 전술한 순환교반단계를 거친 혼합물을 45 내지 55℃의 온도로 냉각하는 냉각단계를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 더 바람직한 특징에 따르면, 전술한 친유성유화제는 EO(Ethylene Oxide) 부가몰수가 2 내지 5(HLB(Hydrophilic-Lipophilic Balance) 5.7 내지 10)인 노닐페놀에톡시레이트를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 더 바람직한 특징에 따르면, 전술한 친수성유화제는 폴리옥시에틸렌지방산에스테르(HLB 15.4)를 포함하여 이루어진다.
또한, 전술한 본 발명의 목적은, 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법으로 제조된 안정성이 우수한 유화연료에 의해 달성될 수도 있다.
본 발명에 더 바람직한 특징에 따르면, 전술한 안정성이 우수한 유화연료는 입자크기가 1 내지 50㎛이며, 7 내지 11의 HLB를 갖는다.
본 발명에 의한 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 유화연료는 제 1 혼합기와 제 2 혼합기에서 각각 혼합된 후에 제 1 혼합기 내에서 최종적으로 혼합되는 방법을 적용하기 때문에 안정성이 향상되고 적절한 HLB 값의 조절이 가능하다.
또한, 본 발명에 의한 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 유화연료는 대기오염 물질을 배출하지 않는 탄소, 수소 및 산소 원자로 이루어진 비이온계면활성제를 유화제로 사용하여 대기오염물질 배출량이 줄어든 유화연료를 제공할 수 있다.
이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명에 따른 안정성이 향상된 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 유화연료는 친유성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 중유 70 내지 80 중량부에 첨가하여 유상부를 만드는 유상부제조단계(S101), 친수성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 물 20 내지 30 중량부에 첨가하여 수상부를 만드는 수상부제조단계(S102) 및 전술한 유상부에 수상부를 혼합하는 혼합단계(S103)를 포함하여 이루어진다.
전술한 유상부제조단계(S101)는 친유성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 중유 70 내지 80 중량부에 첨가하여 이루어지는데, 친유성 유화제로는 EO(Ethylene Oxide) 부가몰수가 2 내지 5(HLB 5.7 내지 10)인 노닐페놀에톡시레이트를 포함하여 이루어지며, 전술한 비율로 혼합된 혼합물은 온도조절이 가능한 3중 재킷의 제 1 혼합기(10) 내에서 75 내지 85℃의 온도로 0.5 내지 1 시간 동안 혼합되는 단계이다.
전술한 유상부제조단계에서는 친유성 유화제를 중유와 혼합할 때 원하는 유화연료의 물성에 따라 부가몰수와 HLB 값을 적당하게 조절할 수 있다.
전술한 수상부제조단계(S102)는 친수성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 물 20 내지 30 중량부에 첨가하여 이루어지는데, 친수성 유화제로는 EO(Ethylene Oxide) 폴리옥시에틸렌지방산에스테르(HLB 15.4)를 포함하여 이루어지며, 전술한 비율로 혼합된 혼합물은 온도조절이 가능한 3중 재킷의 제 2 혼합기(20) 내에서 75 내지 85℃의 온도로 0.5 내지 1 시간 동안 혼합되는 단계이다.
전술한 유상부제조단계와 수상부제조단계가 제 1 혼합기(10) 및 제 2 혼합기(20)에서 따로 이루어지기 때문에 제 1 혼합기(10) 내에서는 중유와 잘 혼합되는 친유성유화제를 사용하고, 제 2 혼합기(20) 내에서는 물과 잘 혼합하는 친수성유화 제를 사용하기 때문에 유화제의 구별이 없는 종래에 제조방법에 비해 안정성이 향상된 유화연료를 제조할 수 있다.
전술한 혼합단계(S103)는 펌프혼합단계(S103-1), 순환교반단계(S103-2) 및 냉각단계(S103-3)를 포함하여 이루어진다.
전술한 펌프혼합단계(S103-1)는 제 2 혼합기(20) 내에 친수성유화제와 물로 이루어진 수상부를 제 1 혼합기(10) 내에 친유성유화제와 중유로 이루어진 유상부에 혼합하는 단계로, 수상펌프(30)를 이용하여 제 2 혼합기(20) 내에 수상부를 제 1 혼합기(10) 내로 이송시켜 제 1 혼합기(10) 내에 유상부와 혼합하는 단계이다.
순환교반단계(S103-2)는 전술한 펌프혼합단계(S103-1)를 거쳐 형성된 혼합물을 75 내지 85℃의 온도에 호모믹서기(40)를 이용하여 2회에 걸쳐 순환교반시키는 단계로, 순환되는 동안 계속적인 교반과정이 이루어져 유상부에 수상부가 고르게 섞이도록 하는 단계이다.
전술한 호모믹서기(40)는 전술한 유상부에 전술한 수상부가 고르게 섞이도록 하여 상분리가 발생하는 것을 억제하는 효과를 나타낸다.
냉각단계(S103-3)는 전술한 순환교반단계(S103-2)를 거친 혼합물을 냉각하는 단계로, 전술한 혼합물의 냉각온도는 고온에서 유화입자가 파괴되는 것을 최소화하고, 적당한 유동성을 가지면서 펌프로 이송 가능하도록 혼합물을 45 내지 55℃의 온도로 냉각하는 단계이다.
전술한 냉각단계(S103-3)를 거쳐 제조된 혼합형 유화연료는 저장탱크(50)로 옮겨져 보관된다.
전술한 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법으로 제조된 안정성이 우수한 유화연료는 입자크기가 1 내지 50㎛이며, 7 내지 11의 HLB를 갖는다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법 및 그 제조방법으로 제조된 유화연료를 상세하게 나타낸다.
본 발명의 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법은 친유성유화제인 EO(Ethylene Oxide) 부가몰수가 3 (HLB 7)인 노닐페놀에톡시레이트 1.0 중량부를 중유 75 중량부에 첨가하여 온도조절이 가능한 3중 재킷 구조의 제 1 혼합기(10) 내에서 80℃의 온도로 혼합하여 유상부를 만드는 유상부제조단계(S101), 친수성유화제인 폴리옥시에틸렌지방산에스테르(HLB 15.4) 1.0 중량부를 물 25 중량부에 첨가하여 온도조절이 가능한 3중 재킷 구조의 제 2 혼합기(20) 내에서 80℃의 온도로 혼합하여 수상부를 만드는 수상부제조단계(S102) 및 전술한 유상부에 수상부를 혼합하는 혼합단계(S103)를 포함하여 이루어진다.
전술한 혼합단계(S103)는 수상펌프를 이용하여 제 2 혼합기(10) 내에 수상부를 제 1 혼합기(10) 내에 유상부로 투입하고 80℃의 온도에서 혼합하는 펌프혼합단계(S103-1), 전술한 펌프혼합단계(S103-1)를 거친 혼합물을 호모믹서기에 80℃의 온도로 2회에 걸쳐 순환교반시키는 순환교반단계(S103-2) 및 전술한 순환교반단계(S103-2)를 거친 혼합물을 50℃의 온도로 냉각하는 냉각단계(S103-3)를 포함하여 이루어진다.
전술한 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법으로 제조된 안정성이 우수한 유화연료는 대기오염물질 발생량이 적고, 안정적인 특성을 나타낸다.
도 1은 본 발명에 따른 안정성이 우수한 유화연료의 제조과정을 나타낸 순서도.
도 2는 본 발명에 따른 안정성이 우수한 유화연료의 제조과정을 나타낸 블럭도.
***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***
10 ; 제 1 혼합기
20 ; 제 2 혼합기
30 ; 수상펌프
40 ; 호모 믹서기
50 ; 저장탱크

Claims (7)

  1. 친유성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 중유 70 내지 80 중량부에 첨가하여 유상부를 만드는 유상부제조단계;
    친수성유화제 0.5 내지 1.5 중량부를 물 20 내지 30 중량부에 첨가하여 수상부를 만드는 수상부제조단계; 및
    상기 유상부에 수상부를 혼합하는 혼합단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유상부제조단계에서는 친유성유화제와 중유가 온도조절이 가능한 3중 재킷 구조의 제 1 혼합기 내에서 75 내지 85℃의 온도로 혼합되고,
    상기 수상부제조단계에서는 친수성유화제와 물이 온도조절이 가능한 3중 재킷 구조의 제 2 혼합기 내에서 75 내지 85℃의 온도로 혼합되는 것을 특징으로 하는 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 혼합단계는 수상펌프를 이용하여 제 2 혼합기 내에 수상부를 제 1 혼합 기 내에 유상부로 투입하고 75 내지 85℃의 온도에서 혼합하는 펌프혼합단계;
    상기 펌프혼합단계를 거친 혼합물을 호모믹서기에 75 내지 85℃의 온도에서 2회에 걸쳐 순환교반시키는 순환교반단계; 및 상기 순환교반단계를 거친 혼합물을 45 내지 55℃의 온도로 냉각하는 냉각단계;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 친유성유화제는 EO(Ethylene Oxide) 부가몰수가 2 내지 5(HLB 5.7 내지 10)인 노닐페놀에톡시레이트를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안정성이 우수한 혼합형 유화연료의 제조방법.
  5. 청구항 3에 있어서,
    상기 친수성유화제는 폴리옥시에틸렌지방산에스테르(HLB 15.4)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 안정성이 우수한 유화연료의 제조방법.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5중 어느 한 항에 따른 혼합형 유화연료의 제조방법으로 제조된 안정성이 우수한 유화연료.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 혼합형 유화연료는 입자크기가 1 내지 50㎛이며, 7 내지 11의 HLB를 갖는 것을 특징으로 하는 안정성이 우수한 유화연료.
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