NO20121070A1 - Stabiliserte vann-i-olje-emulsjoner av lett oljer, og fremgangsmater og apparat/system for produksjon av slike stabiliserte emulsjoner. - Google Patents

Abstract

Det beskrives en vann-i-olje-emulsjon av lettbrenselolje, og en fremgangsmåte for å stabilisere en vann-i- olje-emulsjon av lettbrenselolje

Description

Stabiliserte vann-i-olje-emulsjoner av lette oljer, og fremgangsmåter og

apparat/system for produksjon av slike stabiliserte emulsjoner.

OMRÅDE FOR OPPFINNELSEN

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en vann-i-olje-emulsjon av en lett brenselolje, og en fremgangsmåte for produsering av en vann-i-olje-emulsjon av en lett brenselolje.

BAKGRUNN FOR OPPFINNELSEN

Varmeverdien av brenseloljer kan omdannes til mekanisk energi eller elektrisk energi ved forbrenningsmidler, og benyttes generelt i kokere, turbiner eller motorer. Mange land har satt standarder og reguleringer for å regulere maksimale tilatte utslippsnivå av luftforurensninger for å beskytte miljøet. Således, å redusere konsentrasjon og mengde av luftforurensninger som slippes ut, så som nitrogenoksider (NOx) og karbonoksider (COx), totale hydrokarboner (THC), partikulært materiale (PM) og røyk som et resultat av brensel av fossilt brennstoff, er et viktig formål i dagens miljøbeskyttelse.

For å overkomme problemene beskrevet over, har noen metoder blitt utviklet for å danne emulsjonsbrenseloljer ved å blande brenselolje, vann og fortrinnsvis et spesifikt tilsetningsstoff.

Emulsifisering avvann og lette forbrenningsoljer forbedrer forbrenningseffektiviteten i forbrenningsprosessen som resulterer i redusert skadelig utslipp av luftforurensninger og redusert spesifikt oljeforbruk, uten å etablere uønskete bieffekter så som sekundære utslipp eller skadelig avfall.

For å forbedre smøreeffekten av emulsjonen og å styrke bindingene mellom olje og vann for etablering av emulsjoner med høy stabilitet og lang lagringsmulighet, kan et emulsifiserende tilsetningsmiddel tilsettes i emulsifiseringsprosessen.

Imidlertid, emulsjonsbrenseloljer fremstilt av lette oljer og vann dannet med proses-ser kjent fra teknikkens stand har ulemper med ustabilitet etter langtidslagring. Den resulterende emulsjonsbrenselolje er ikke veldig stabil, og vann og olje separeres lett fra hverandre. De fleste emulsjoner av lette brenseloljer kan kun opprettholde sin emulsifiserende stabilitet i noen få dager ved romtemperatur. Således, emulsjonsbrenselolje anvendes vanligvis umiddelbart idet den fremstilles, og er uegnet for stor-skalaproduksjon og transport over lange avstander.

Videre, det er noen ganger foretrukket å fremstille en emulsjon uten tilsetning av et emulgerende tilsetningsmiddel, og disse emulsjoner er enda mer ustabile, og ofte mindre enn 1 time.

US 4,394,131 beskriver en stabil forbrenningsbrenselsemulsjon av et petroleum-brensel som har en liten prosentandel vann dispergert deri som dropler i en størrelse på ca. 0,5 mikron. Den eksperimentelle seksjon av dette patent beskriver at stabil (mer enn 3 måneder) emulsjoner har blitt oppnådd for restoljer med en viskositet på 400 SSU (eksempel 1) og 4000 SSU (eksempel 2). De mer stabile emulsjoner i eksempler 1 og 2 har vanndråpestørrelser på 0,5 mikron, og disse emulsjoner dannes med en rotasjonseffektmølle som opererer med en hastighet på 1650 rpm.

I motsetning, formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe stabile emulsjoner av lette oljer, det vil si oljer med en viskositet under 2 mm<2>/s ved 40°C. Fremgangsmåtene og emulsjonene beskrevet i US 4,394,131 er ikke i stand til å tilveiebringe stabile emulsjoner av lette oljer og vann.

Oppfinnerne av foreliggende oppfinnelse har overraskende funnet av stabiliteten av vann i brenseloljeemulsjonene av lette oljer, uten eller med tilsatte emulgerende midler, kan forbedres ytterligere ved å redusere partikkelstørrelsesfordelingen og gjennomsnittlig størrelse av partiklene dramatisk, det vil si til en midlet størrelse på ca. 0,2 mikron (200 nm).

Derfor, foreliggende oppfinnelse tilveiebringer forbedret emulsjon av lette brenseloljer, uten emulgerende tilsetningsmidler, for å løse ustabilitetsproblemene beskrevet over.

Videre, oppfinnerne har også funnet at stabiliteten av vann-i-lett-brenselolje-emulsjoner med et emulgatormiddel kan forbedres ved å redusere partikkelstørrelses-fordelingen og midlet størrelse av partiklene. Derfor, foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en forbedret emulsjon av lette brenseloljer med emulgator, med en øket stabilitet.

DETALJERT BESKRIVELSE AV OPPFINNELSEN

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en stabil vann-i-olje-emulsjon av en lett brenselolje. Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en lett-brenseloljeemulsjon som kan lagres i lang tid uten separasjon av brenseloljen og vannet.

Det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en vann-i-olje-emulsjon av lett brenselolje med forbedret stabilitet, og en fremgangsmåte for fremstilling av en stabilisert emulsjon. Den økete stabilitet oppnås uavhengig av tilsetning av ytterligere tilsetningsmidler.

Det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en vann-i-olje-emulsjon av lette brenseloljer med eller uten tilsatt emulgator med forbedret stabilitet, og en fremgangsmåte for fremstilling av en slik stabilisert emulsjon.

Det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å danne emulsjoner med redusert partikkelstørrelsesfordeling, eller redusert gjennomsnittlig størrelse på partiklene.

Det er et ytterligere formål med foreliggende oppfinnelse å redusere eller eliminere kravet til emulgerende tilsetningsmidler, selv om foreliggende oppfinnelse kan kombineres med tilsetning av emulgatorer.

Det er et ytterligere formål at den stabiliserte vann-i-lett-brenselolje-emulsjonen kan fremstilles i en kontinuerlig «in—line» produksjonsprosess.

For å oppnå slike stabiliserte vann-i-brenselolje-emulsjoner ble det etablert et testprogram for å oppnå kunnskap og for å dokumentere effekten av forskjellige trinn i emulgeringsprosessen og effekten av emulgatorer i vann-i-brenselolje-emulsjonen.

Lettoljer i konteksten av patentsøknaden betyr den vanlige angivelse av brenselolje fra spesifikke fraksjonsdestillater av petroleum brenselolje kjent som diesel, og inkluderer også alternativer som ikke er avledet fra petroleum så som syntetiske oljer, vegetabilske oljer, biodiesel, biomasse til væske (BTL) til gass til væske (GTL) og andre for brennbare oljer, Fortrinnsvis, oljene har en tetthet under 930 kg/m<3>ved 15 °C.

I eksperimentene nedenfor har vi benyttet en lett dieselolje (autodiesel) med en tetthet på 840 kg/m<3>ved 15 °C som en representativ lett olje. Viskositeten av denne olje er 2,2 mm<2>/s ved 40 °C (og 0,1 % svovel). Kjedelengden av molekylene er i området 9 til 16.

I motsetning, oljen med den laveste tetthet i US 4,394,131- patentet er marin restolje som har en tetthet på 977 kg/m<3>ved 15 °C, og en viskositet på 45 mm<2>/s ved 50°C (med 0,5 % svovel), og kjedelengden av molekylene er i området 12-70.

I et første aspekt vedrører foreliggende oppfinnelse en vann-i-olje-emulsjon av lett brenselolje, omfattende en mengde av lett brenselolje i området 50- 95 % og vann i området 5- 50 % basert på volumer, hvor gjennomsnittlig partikkelstørrelses-fordelingstopp av vannpartiklene er ca. 200 nm eller mindre.

Fortrinnsvis, tettheten av den lette brenseloljen er 930 kg/m<3>eller mindre ved 15°C, mer fortrinnsvis under 900 kg/m<3>, eller mer fortrinnsvis under 850 kg/m<3>så som ca. 840 kg/m<3>ved 15°C.

Fortrinnsvis, viskositeten av lettoljen er under 6,0 mm<2>/s, mer fortrinnsvis under 4,0 mm<2>/s, og enda mer foretrukket under 3,0 mm<2>/s, og enda mer foretrukket ca. 2,2 mm<2>/s ved 40°C.

Fortrinnsvis, mengden av vann i emulsjonen er i området 15-40 %, mer fortrinnsvis 18-30 %, basert på volumer, og mer foretrukket ca. 20 %.

I en alternativ utførelse omfatter nevnte emulsjon også en eller flere emulgatormidler.

Fortrinnsvis, nevnte emulgatormidler er basert på sorbitan, og fortrinnsvis består nevnte emulgator av 67 % Sorbitan Monolat, fortrinnsvis CAS N° 1338-43-8 og 33 % Sorbitan Triolat 20 OE, fortrinnsvis CAS N° 26266-58-0.

Fortrinnsvis, emulsjonen ifølge oppfinnelsen, er stabil i minst 30 minutter, mer fortrinnsvis minst 60 minutter, mer foretrukket minst 90 minutter, og mer foretrukket minst 120 minutter, uten tilsetning av emulgator.

Fortrinnsvis, emulsjonen ifølge oppfinnelsen er stabil i minst 1 måned, mer foretrukket minst 2 måneder, mer foretrukket minst 3 måneder, mer foretrukket minst 4 måneder, mer foretrukket minst 5 måneder, og mest foretrukket minst 6 måneder dersom emulgerende midler har blitt tilsatt.

Et andre aspekt av foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for stabilisering av en vann-i-olje-emulsjon av en lett brenselolje, hvor en emulsjon av lett brenselolje fremstilles ved å dispergere og emulgere (preblande) i en lett olje en mengde av vann for å fremstille en emulsjon av vannpartikler i oljefasen, kjenne-tegnet ved at partikkelstørrelsen av vannpartiklene i nevnte emulsjon reduseres i et partikkelstørrelsesreduserende trinn for å stabilisere nevnte emulsjon.

Den foretrukne utførelse er ved atomisering, det vil si en væskeatomisering hvor partikkelstørrelsen reduseres i nevnte væske.

Fortrinnsvis, partikkelstørrelsesfordelingstoppen av vannpartiklene er ca. 200 nm eller mindre etter behandling med fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen.

Fortrinnsvis, mengden av vann i emulsjonen er i området 15- 40 %, mer foretrukket 18. 30 %, basert på volumer, fortrinnsvis ca. 20 %.

Alternativt, emulsjonen omfatter én eller flere emulgatormidler, fortrinnsvis basert på sorbitan, og fortrinnsvis er nevnte emulgatormidler basert på sorbitan, og fortrinnsvis er nevnte emulgator bestående av 67 % Sorbitan Monolat, fortrinnsvis CAS N° 1338-43-8 og 33 % Sorbitan Triolat 20 OE, fortrinnsvis CAS N° 26266-58-0.

Fortrinnsvis, gjennomsnittlig partikkelstørrelse reduseres med minst 20 %, mer foretrukket minst 30 %, mer foretrukket minst 40 %, og mest foretrukket med ca. 50 %.

Fortrinnsvis, antallet partikler/dråper økes med minst 50 ganger, mer fortrinnsvis 70 ganger, mer foretrukket 80 ganger, mer foretrukket 90 ganger, og mer foretrukket minst 100 ganger.

Fortrinnsvis, det partikkelstørrelsesreduserende trinn utføres med en totrinns homogenisator, fortrinnsvis med parametere som følger; - inngangstrykk på ca. 3 til 6 barg, fortrinnsvis 4 barg; - første trinns trykk er mellom 30 og 100 barg, fortrinnsvis 50 barg;

- andre trinns trykk er mellom 50- 250 barg, fortrinnsvis 70 barg.

Fortrinnsvis, det partikkelstørrelsesreduserende trinn utføres med en flertrinns dispergeringsgenerator, fortrinnsvis med parametere som følger:

- matetrykk på ca. 0,5 til 5 barg, fortrinnsvis 1 barg

- hastighet på dispergeringsgeneratoren er fra 8000 til 12000 rpm, fortrinnsvis ca. 12000 rpm.

Fortrinnsvis (der hvor ingen emulgator har blitt tilsatt), er emulsjonen stabil i minst 30 minutter, mer foretrukket minst 60 minutter, mer foretrukket minst 90 minutter, og enda mer foretrukket minst 120 minutter.

Fortrinnsvis, (idet emulgator har blitt tilsatt) er emulsjonen stabil i minst 1 måned, mer fortrinnsvis minst 2 måneder, mer foretrukket minst 3 måneder, mer foretrukket minst 4 måneder, mer foretrukket minst 5 måneder, og mest foretrukket minst 6 måneder.

Fortrinnsvis, tettheten av den lette brenseloljen er på 930 kg/m<3>eller mindre ved 15°C, mer fortrinnsvis under 900 kg/m<3>, eller mer foretrukket under 850 kg/m<3>slik som ved ca. 840 kg/m<3>ved 15 °C.

Fortrinnsvis er viskositeten av lettoljen under 6,0 mm<2>/s, mer fortrinnsvis under 4,0 mm<2>/s, og enda mer foretrukket under 3,0 mm<2>/s, og mer foretrukket ca. 2,2 mm<2>/s ved 40°C.

EKSPERIMENTELL SEKSJON

Fremgangsmåten for å emulgere vann og lette forbrenningsoljer inneholder et primært blandetrinn. Råmaterialene mates samtidig under regulert strømnings-hastighet, trykk og temperaturbetingelser til en felles rørledning.

Typiske blandeforhold av væsker er innen følgende områder:

Forbrenningsolje: 50- 95 vol %

Vann: 5- 50 vol %

Emulgator: 0- 5 vol%.

Volumene kontrolleres ved hjelp av strømningskontrollanordninger.

Inngangstrykket av råmaterialene er typisk 15- 25 barg som muliggjør en nøyaktig og stabil strømning av alle råmaterialene. Inngangstemperaturen er avhengig av det nødvendige matetrykk til premikseprosessen som igjen er avhengig av karakteristika for basisoljen og type statiske blandeanordninger.

Inngangstemperaturene er avhengig av karakteristika for basisoljen og emulgator (dersom noen), imidlertid bør temperaturene fortrinnsvis være på et jevnt nivå under 50 °C.

Det ovenfor beskrevne fremgangsmåtetrinn fremstiller en blanding av komponentene av emulsjonen (det vil si en «pre-miks»), og hver av komponentene (vann og olje, og valgfritt emulgator) fordeles jevnt i emulsjonsløsningen. Denne emulsjon er ikke stabil, og den er spesielt ustabil dersom emulgator utelates. En slik emulsjon anvendes som en kontrollprøve i eksperimentene beskrevet i eksemplene nedenfor, og er i tabell 1 benevnt «pre-miks».

I noen av eksperimenttestene har vi inkludert en emulgator (eller en blanding av emulgatormidler), (se for eksempel prøvene 2a, 3a, 4a og 5a i tabell 1) Tilsetning av emulgator øker stabiliteten til emulsjonen, men også slike emulsjoner stabiliseres ytterligere med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, det vil si ved å redusere stør-relsen av partiklene.

Den primære blandeprosess (det vil si «pre-miks»-prosessen) beskrevet ovenfor er en fremgangsmåte, fortrinnsvis in-line strømningsprosess, konstruert for å etablere en blanding hvor komponentene fordeles jevnt, det vil si hvor blandingen ikke fase-separeres. Kravene til denne premiks er å forbli stabil og i én fase inntil blandingen har blitt matet til det andre behandlingstrinn, det vil si til atomiseringsprosessen.

I den primære mikseprosess, føres blandingen av råmaterialer i en felles rørledning eller i separat matete rørledninger, ved hjelp av et inngangstrykk gjennom et sett av statiske mikseanordninger hvor premikseprosessen foregår. Trykkfallet over de statiske blandeanordninger er predefinert i samsvar med typen av blandeanordninger og karakteristika for oljen. En trykkontrollventil regulerer denne prosess. Typisk trykkfall er mellom 4 og 12 barg.

Eksempel 1- Fremstilling av en stabilisert vann- i- diesel- emulsion.

Formålet med testprogrammet var å etablere kunnskap og å dokumentere effekten av forskjellige trinn i emulsifiseringsprosessen og effekten av emulgator i såkalt lett hvit diesel (LiteWhiteDiesel) (LWD). I lys av dette formål ble det utført tester, og prøver på analyse ble tatt fra premiksetrinnet (beskrevet ovenfor), og en andre homogenisering eller atomiseringsprosess. Prøvene etter denne andre homogenisering eller atomiseringsbehandling er benevnt «finalt produkt» og representerer produktet i samsvar med oppfinnelsen.

Denne andre homogenisering eller atomiseringsbehandling har blitt utført både på emulsjoner med og uten emulgator(er).

Vann (20 vol%) og dieselolje (80 vol%) ble matet gjennom en statisk mikser. Inngangstrykket var 20 barg, og temperaturen var ca. 15 °C.

Normal kommersielt tilgjengelige autodiesel ble anvendt i testene. Fargen av dieselen var gul/brun på grunn av at 7 % biodiesel basert på volum var blandet inn i dieselen.

Parafininnholdet av dieselen er ikke kjent. Faktisk tetthet av dieselen var 836,4 kg/m<3>ved 20,3 °C og faktisk viskositet av dieselen var 2,2 mm<2>/s ved 40 °C.

«Premiks»-emulsjonen (én fase og komponenter jevnt fordelt, men ikke stabil) mates direkte til en totrinns homogenisator (FBF totrinns homogeniserer ved 50/70 bar) med et matetrykk på ca. 4 barg. Innstilte trykk på første og andre trinn i homogenisatoren var 50 barg og 70 barg, respektivt. Homogenisatoren som ble anvendt for atomiseringsprosessen er av typen MICROLAB 100 l/t tilgjengelig fra FBF, Italia.

Avhengig av naturen til premikssammensetningen, og valgfritt valg og mengde av emulgator (dersom noen), har resultatene oppnådd i eksperimentene indikert at matetrykket kan være i området på ca. 3 - 6 barg, og under mange forhold kan et trykk på ca. 4 barg gi gode resultater. Videre, de innstilte trykk på 1 og 2 trinn i homogenisatoren er også avhengig av karakteristika for premiksen (definert med karakteristika av basisoljen) og anvendelse av emulgator og type emulgator. 1 trinns trykk for forskjellige blandinger er typisk mellom 30 og 10 barg, og 2 trinns trykk er typisk mellom 50 til 250 barg.

Ved utløp av homogenisatoren er vann-i-diesel-emulsjonen ferdig, benevnt «finalt produkt», og stabiliteten av emulsjonen har drastisk blitt økt, og emulsjonen kan overføres til en lagringstank eller mates direkte til applikasjonsstedet.

Resultater

Emulsjonen i samsvar med foreliggende oppfinnelse, det vil si eksempel 1, ble sammenlignet med emulsjonen i samsvar med teknikkens stand, det vil si etter premiksetrinnet. Partikkelstørrelsene til vannpartiklene i oljen ble målt, og dette ble korrelert med stabiliteten til emulsjonen. Emulsjonen i samsvar med oppfinnelsen har redusert partikkelstørrelsesfordeling og øket stabilitet, sammenlignet med emulsjoner i samsvar med teknikkens stand.

Emulgatoren anvendt i denne test er basert på sorbitan, og fortrinnsvis består emulgatoren av 67 % Sorbitan Monolat, fortrinnsvis CAS N° 1338-43-8, og 33 % Sorbitan Triolat 20 OE, fortrinnsvis CAS N° 26266-58-0.

Størrelsen på partiklene i emulsjonen, størrelsesfordelingen til partiklene, og antallet partikler, før og etter den oppfinneriske behandling ble målt av Filarete Servizi Sri, Milano, Italia. Mikroskopet som ble anvendt var av typen Leica TCS SP5 AOBS konfokalt mikroskop og Image J freeware programvare for dataanalyse.

Stabiliteten av emulsjonen ble målt med visuell inspeksjon, utført av Eco Energi. Videre, sentrifugester ble også anvendt, og sentrifugen som ble anvendt var av typen REMI R-8 CXS Bench Top Centrifuge i samsvar med UNICHIM MU 1548. Sentrifugehastighet var 5000 rpm, temperaturen var 20 °C i 5 minutter.

Testprogram

Totalt 12 prøver i samsvar med tabell 1 nedenfor ble fremstilt og analysert.

«Premiks»-prøvene ble fremstilt med et primært blandetrinn (beskrevet over).

Analyser viste at to kjøringer gjennom en statisk blander ga en «premiksløsning» med tilstrekkelig homogenitet (det vil si én fase og komponentene jevnt fordelt i blandingen). Vi vil understreke at alle typer blandeutstyr kan anvendes, og at blande-betingelsene avhenger av ingrediensene i emulsjonen.

Prøvene har blitt fremstilt ved å plassere en dråpe av emulsjonen på et mikroskop-preparatglass og å analysere dette fra bunnen (gjennom glasset).

Resultater

Prøvene uten emulgator, det vil si prøvene 1a, 1b og 1c var så ustabile at det var vanskelig å måle partikkelstørrelsene. Imidlertid, stabiliteten av partiklene økte kraftig med fremgangsmåten i samsvar med oppfinnelsen, fra en omtrentlig stabilitet på kun noen få minutter for «premiksprøvene» til en stabilitet på flere timer for de «finale produkt»-prøvene (det vil si emulsjonene i samsvar med oppfinnelsen).

Prøvene angitt som 2a, 3a, 4a og 5a er «premiks»-prøver med tilsetning av forskjellige mengder emulgator. Tilsetning av emulgator representerer en forbedring av stabilitet, denne effekt er godt kjent innen fagfeltet. Disse prøver fungerer som kontrollprøver for de behandlete prøver 2b, 3b, 4b og 5b. Prøvene 2b, 3b, 4b og 5b fremstilles ved å behandle kontrollprøvene 2a, 3a, 4a og 5a, respektivt, med en sekundært homogeniseringsbehandling (som beskrevet ovenfor) for å redusere størrelsen på partiklene i emulsjonen.

Kontrollprøvene, det vil si premiksprøvene er sammensatt av partikler (dråper) med en størrelsesfordelingstopp på ca. 400 nm. I motsetning, prøvene benevnt «finalt produkt» har en størrelsesfordelingstopp som er mindre enn 200 nm, det vil si mindre enn oppløsningsgrensen for instrumentet. Dråpene i prøvene av det «finale produkt» er også mer optimalt pakket, og dråpefordelingskarakteristika er mer homogen enn for kontrollprøvene (premiks prøvene). Antallet dråper i «finalt produkt» syntes å være 100 ganger større enn antallet i kontrollprøvene (premiks).

Figurene 1 til 4 viser mikroskopbilder av prøvene 2, 3, 4 og 5, respektivt. Størrelses-fordelingsbildene er også vist for premiks- prøvene (benevnt A), mens dråpedimen-sjoner i de behandlete prøver (benevnt B) er under oppløsningsgrensen til mikroskopet.

Partikkelstørrelsen for kontrollprøven (benevnt premiks) er enda mindre enn partikkelstørrelsen for de stabile emulsjoner av de mer viskøse restoljer beskrevet i US 4,394,131. Dette medfører at stabiliteten av en emulsjon reduseres for ca. 3 måneder for viskøse oljer (ca. 45 mm<2>/s ved 50 °C) med en partikkelstørrelse på 500 nm til ca. 2-3 minutter for lettolje (viskositet på ca. 2,2 mm<2>/s ved 40 °C) med en partikkelstørrelse på ca. 400 nm.

DEFINISJONER AV TERMER ANVENDT I SØKNADEN

Barg: Bar gage

Premiks: En jevn blanding av komponenter, det vil si vann og olje jevnt fordelt

gjennom løsningen i én fase.

Atomisering: En prosess hvor størrelsene av partiklene i en løsning (emulsjon)

reduseres. I denne spesifikke kontekst vedrører atomisering prosessen i en løsning (emulsjon) og mer fortrinnsvis en vann-i-olje-emulsjon hvor vanndråpene eller partiklene reduseres.

Lett olje: I foreliggende oppfinnelse definerer termen «lett olje» eller «lett brenselolje» en olje med en tetthet på 930 kg/m<3>eller mindre ved 15 °C. Et representativ eksempel på en slik lett olje er «en diesel»

(autodiesel) med en tetthet på 840 mg/m<3>ved 15 °C. Viskositeten av denne olje er 2,2 mm<2>/s ved 40 °C (og 0,1 % svovel). Kjedelengden til molekylene er i området 9 til 16.

Tung olje: I foreliggende søknad definerer termen «tung olje» eller «tung brenselolje» en olje med en tetthet på mer enn 930 kg/m<3>ved 15 °C. Et representativt eksempel på en slik olje er «marin restbrenselolje» som har en tetthet på 977 kg/m<3>ved 15 °C, og en viskositet på 45 mm<2>/s ved 50 °C (med 0,5 % svovel), og kjedelengden til molekylene er i området 12 til 70.

Partikkelstørrelsesfordeling: er en liste verdier som definerer de relative mengder av partiklene som foreligger, sortert i samsvar med størrelse.

Partikkelstørrelsesfordelingstopp: er størrelsen på hovedandelen av den relative mengde av partiklene som foreligger.

Claims (32)

1. Vann-i-olje-emulsjon av lett brenselolje, omfattende en mengde lettbrenselolje i området 50- 95 % og vann i området 5- 50 % basert på volumer,karakterisert vedat gjennomsnittlig partikkelstørrelsesfordelingstopp av vannpartiklene er ca. 200 nm eller mindre.

2. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 1, hvor tettheten av lettbrenseloljen er på 930 kg/m<3>eller mindre ved 15 °C, mer fortrinnsvis under 900 kg/m<3>, eller mer foretrukket under 850 kg/m<3>, så som ca. 840 mg/m<3>ved 15 °C.

3. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 1, hvor viskositeten av lettoljen er under 6,0 mm<2>/s, mer fortrinnsvis under 4,0 mm<2>/s, og mer foretrukket under 3,0 mm<2>/s, og mer foretrukket ca. 2,2 mm<2>/s ved 40 °C.

4. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 1, hvor mengden av vann i emulsjonen er i området 15- 40 % vann, mer foretrukket 18- 30 %, basert på volumer, fortrinnsvis hvor mengden av vann i emulsjonen er ca. 20 %.

5. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 1, hvor nevnte emulsjon også omfatter en eller flere emulgatormidler, fortrinnsvis hvor nevnte en eller flere emulgatormidler er basert på sorbitan.

6. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 4, hvor nevnte emulgatormidler er basert på sorbitan, og består av 67 % Sorbitan Monolat, CAS N° 1338-43-8 og 33 % Sorbitan Triolat 20 OE CAS N° 26266-58-0.

7. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med et av de foregående krav, hvor emulsjonsbrenseloljen fremstilles ved å dispergere og emulgere i en olje en mengde av vann for å fremstille en homogen emulsjon av vannpartikler i oljefasen,karakterisert vedat partikkelstørrelsen av vannpartiklene reduseres i et partikkelstørrelsesreduserende trinn for å stabilisere nevnte emulsjon.

8. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 7, hvor gjennomsnittlig partikkel-størrelse reduseres med minst 20 %, mer foretrukket minst 30 %, mer foretrukket med minst 40 %, og mest foretrukket med minst 50 %.

9. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 7, hvor antallet partikler/dråper øker med minst 50 ganger, mer fortrinnsvis 70 ganger, mer fortrinnsvis 80 ganger, mer foretrukket 90 ganger, og mer foretrukket med minst 100 ganger.

10. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med et av kravene 7- 9, hvor det partikkel-størrelsesreduserende trinn utføres med en 2-trinns homogenisator.

11. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 10, hvor parameterne til 2- trinns homogenisatoren er som følger; - inngangstemperatur på ca. 3 til 6 barg, fortrinnsvis 4 barg; -1-trinns trykk er mellom 30 og 100 barg, fortrinnsvis 50 barg; - 2-trinns trykk er mellom 50 og 250 barg, fortrinnsvis 70 barg.

12. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med et av kravene 7- 9, hvor partikkel-størrelsesreduserende trinn utføres med en flertrinns dispergerende generator.

13. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med krav 12, hvor parameterne av nevnte flertrinns dispergerende generator er som følger: - matetrykk på ca. 0,5 til 5 barg, fortrinnsvis 1 barg - hastighet på dispergeringsgeneratoren er fra 8000 til 12000 rpm, fortrinnsvis ca 12000 rpm.

14. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med et av kravene 1-3, hvor intet emulgerende middel tilsettes,karakterisert vedat emulsjonen er stabil i minst 30 minutter, fortrinnsvis minst 60 minutter, mer foretrukket minst 90 minutter, og mer foretrukket minst 120 minutter.

15. Vann-i-olje-emulsjon i samsvar med et av kravene 4- 7, hvor nevnte emulsifiserende midler er tilsatt,karakterisert vedat emulsjonen er stabil i minst 1 måned, mer foretrukket minst 2 måneder, mer foretrukket minst 3 måneder, mer foretrukket minst 4 måneder, mer foretrukket minst 5 måneder, og mest foretrukket minst 6 måneder.

16. Fremgangsmåte for å stabilisere en vann-i-olje-emulsjon av en lettbrenselolje, for nevnte emulsjon fremstilles ved å dispergere og emulsifisere en lett olje i en mengde vann for å fremstille en emulsjon av vannpartikler i oljefasen,karakterisert vedat partikkelstørrelsen av vannpartiklene i nevnte emulsjon reduseres i et partikkelstørrelsesreduserende trinn for å stabilisere nevnte emulsjon.

17. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor nevnte partikkelstørrelses-reduserende trinn er atomisering, det vil si en væskeatomisering hvor partikkel-størrelsene reduseres i nevnte væske.

18. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor partikkelstørrelsesfordelings-toppen av vannpartiklene er ca. 200 nm eller mindre.

19. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor mengden av vann i emulsjonen er i området 15- 40 %, mer foretrukket 18- 30 %, basert på volumer, fortrinnsvis ca.

20 %.

20. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor nevnte emulsjon også omfatter en eller flere emulgatorer.

21. Fremgangsmåte i samsvar med krav 20, hvor nevnte ene eller flere emulgatorer er basert på sorbitan.

22. Fremgangsmåte i samsvar med krav 21, hvor nevnte emulgator er Eco LWD standard.

23. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor gjennomsnittlig partikkel-størrelse er redusert med minst 20 %, mer fortrinnsvis minst 30 %, mer fortrinnsvis minst 40 %, og mest foretrukket minst ca. 50 %.

24. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor antallet partikler/dråper er økt med minst 50 ganger, mer fortrinnsvis 70 ganger, mer foretrukket 80 ganger, mer foretrukket 90 ganger, og mer fortrinnsvis med minst 100 ganger.

25. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor partikkelstørrelsesreduserende trinn utføres med en 2- trinns homogenisator.

26. Fremgangsmåte i samsvar med krav 25, hvor parameterne av 2- trinns homogenisatoren er som følger; - Inngangstrykk ca. 3- 6 barg, fortrinnsvis 4 barg; -1-trinns trykk er mellom 30 og 100 barg, fortrinnsvis 50 barg; - 2-trinns trykk er mellom 50 og 250 barg, fortrinnsvis 70 barg.

27. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor partikkelstørrelsesreduserende trinn utføres med en flertrinns dispergerende generator.

28. Fremgangsmåte i samsvar med krav 27, hvor parameterne i den flertrinns dispergerende generatoren er som følger: - matetrykk på ca. 0,5 til 5 barg, fortrinnsvis 1 barg, - hastigheten til dispergeringsgeneratoren er fra 8000 til 12000 rpm, fortrinnsvis ca.

12000 rpm.

29. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, idet intet emulgerende middel har blitt tilsatt,karakterisert vedat emulsjonen er stabil i minst 30 minutter, mer fortrinnsvis minst 60 minutter, mer foretrukket minst 90 minutter, og mer foretrukket minst 120 minutter.

30. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor nevnte emulgator(er) har blitt tilsatt,karakterisert vedat emulsjonen er stabil i minst 1 måned, mer foretrukket minst 2 måneder, mer foretrukket minst 3 måneder, mer foretrukket minst 4 måneder, mer foretrukket minst 5 måneder, og mest foretrukket minst 6 måneder.

31. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor tettheten av lettbrenseloljen er 930 kg/m<3>eller mindre ved 15 °C, mer foretrukket under 900 kg/m<3>, eller mer foretrukket under 850 mg/m<3>så som ca. 840 kg/m<3>ved 15 °C.

32. Fremgangsmåte i samsvar med krav 16, hvor viskositeten for lettoljen er under 6,0 mm<2>/s, mer foretrukket under 4,0 mm<2>/s, mer foretrukket under 3,0 mm<2>/s, og mer foretrukket ca 2,2 mm<2>/s ved 40 °C.