RU2371471C2

RU2371471C2 - Method of producing petrol-water-alcohol emulsion

Info

Publication number: RU2371471C2
Application number: RU2007121252/04A
Authority: RU
Inventors: Светлана Анатольевна Митькина (RU); Светлана Анатольевна Митькина; Амир Тимирьянович Гильмутдинов (RU); Амир Тимирьянович Гильмутдинов
Original assignee: Светлана Анатольевна Митькина
Priority date: 2007-05-29
Filing date: 2007-05-29
Publication date: 2009-10-27
Also published as: RU2007121252A

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: method of producing petrol-water-alcohol emulsion relates to production of engine fuel, particularly production of high-octane petrol and can be used in petroleum refining industry. The method involves mixing 80 to 85 wt % petrol, 9.47 to 10 wt % water and 0.53 wt % emulsifier with additional introduction of (C¹-C⁵) alcohol in amount of 5 to 10 wt %.

EFFECT: obtained emulsions, which contain petrol, alcohol and water, allow for avoiding undesired phenomena, related to low stability of mixtures in the presence of water.

1 tbl, 1 ex, 1 dwg

Description

Изобретение относится к производству моторных топлив, в частности получения высокооктанового бензина, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.The invention relates to the production of motor fuels, in particular the production of high-octane gasoline, and can be used in the oil refining industry.

Известны способы получения водно-топливной эмульсии (1), включающие подачу в топливо другого компонента, как без использования стабилизирующего агента, так и с использованием стабилизатора.Known methods for producing water-fuel emulsions (1), including the supply to the fuel of another component, both without the use of a stabilizing agent, and using a stabilizer.

Известен способ эмульгирования с помощью роторной мельницы (2) со скоростью 1650 об/мин.A known method of emulsification using a rotary mill (2) at a speed of 1650 rpm

Известны способы получения устойчивых эмульсий (3) типа масло/вода при использовании в качестве диспергирующего агента анионного ПАВ, который первоначально смешивают с водой, а затем к полученной смеси добавляют стабилизатор неионное ПАВ.Known methods for producing stable emulsions (3) of the oil / water type using an anionic surfactant as a dispersing agent, which is initially mixed with water, and then a nonionic surfactant stabilizer is added to the resulting mixture.

Известные способы получения водно-топливной эмульсии обеспечивают их стабильность всего лишь на несколько минут. Кроме того, эмульсии типа масло в воде оказывают сильное коррозирующее действие на топливную аппаратуру и по этой причине не используются.Known methods for producing water-fuel emulsions ensure their stability for only a few minutes. In addition, oil-in-water emulsions have a strong corrosive effect on fuel equipment and are therefore not used.

Известен способ получения эмульсионного топлива (4). Способ включает смешение эмульгатора с топливом и последующее добавление воды к получению смеси. Основным недостатком этого способа является получение эмульсии, обладающей низкой стабильностью. Для эмульсии легкого топлива (дизельное топливо, бензин) стабильность сохраняется от нескольких минут до нескольких десятков минут. Для изготовления водно-топливных эмульсий используются способы, позволяющие, как правило, получить эмульсию типа воды в масле (обратная эмульсия), так как эмульсии типа масло в воде (прямая эмульсия) оказывают сильное коррелирующее действие на топливную аппаратуру. Однако эмульсии легкого топлива типа вода в масле нестабильны.A known method of producing emulsion fuel (4). The method includes mixing the emulsifier with fuel and the subsequent addition of water to obtain a mixture. The main disadvantage of this method is to obtain an emulsion having low stability. For light fuel emulsions (diesel fuel, gasoline), stability is maintained from several minutes to several tens of minutes. For the manufacture of water-fuel emulsions, methods are used that generally make it possible to obtain an emulsion of the type water-in-oil (reverse emulsion), since oil-in-water emulsions (direct emulsion) have a strong correlating effect on the fuel equipment. However, light fuel oil emulsions such as water in oil are unstable.

Ближайшим аналогом является способ получения водно-топливной эмульсии (5), включающий смешение топлива, воды и стабилизатора поверхностно-активного вещества. Смешение осуществляется в узле эмульгирования при одинаковом исходном массовом соотношении топлива и воды или избытке воды с принудительной циркуляцией формируемой эмульсии при постепенном введении в нее топлива до заданного соотношения топлива и воды. Способ осуществляют, одновременно смешивая воду, стабилизатор и топливо. Введение топлива в формируемую эмульсию осуществляют при соотношении скоростей их потоков 1:1:50. Последовательность смешивания такова, что к воде добавляют стабилизатор, а затем топливо.The closest analogue is a method of producing a water-fuel emulsion (5), comprising mixing fuel, water and a stabilizer of a surfactant. Mixing is carried out in the emulsification unit with the same initial mass ratio of fuel and water or excess water with forced circulation of the formed emulsion with the gradual introduction of fuel into it to a predetermined ratio of fuel and water. The method is carried out while mixing water, a stabilizer and fuel. The introduction of fuel into the formed emulsion is carried out at a ratio of their flow rates of 1: 1: 50. The mixing sequence is such that a stabilizer is added to the water, and then the fuel.

Недостатком данного способа являются недостаточно высокие экологические характеристики целевого продукта, его детонационные и пусковые свойства и высокая седиминтация.The disadvantage of this method is the insufficiently high environmental characteristics of the target product, its detonation and starting properties and high sedimentation.

Одной из наиболее серьезных проблем при применении бензино-спиртовой смеси является их низкая стабильность и, в особенности, чувствительность к воде.One of the most serious problems when using a gasoline-alcohol mixture is their low stability and, in particular, their sensitivity to water.

Задачей изобретения является устранение вышеописанных недостатков.The objective of the invention is to eliminate the above disadvantages.

Сущность изобретения заключается в получении гомогенных и эмульсионных композиций моторных топлив на основе бензиновых фракций, воды и высокооктановых кислородосодержащих соединений при использовании поверхностно-активных веществ (ПАВ) как стабилизаторов эмульсии, вовлекаемых в небольшом количестве.The essence of the invention is to obtain homogeneous and emulsion compositions of motor fuels based on gasoline fractions, water and high-octane oxygen-containing compounds using surface-active substances (surfactants) as emulsion stabilizers involved in a small amount.

Поставленная задача получения бензино-водно-спиртовой эмульсии решается путем смешения топлива, воды и эмульгатора, в следующем соотношением компонентов: бензина 80-85 мас.%, воды 9,47-10 мас.% и эмульгатора 0,53 мас.%, с дополнительным введением спирта (С¹-С⁵) в количестве 5-10 мас.%.The task of obtaining a gasoline-water-alcohol emulsion is solved by mixing fuel, water and an emulsifier, in the following ratio of components: gasoline 80-85 wt.%, Water 9.47-10 wt.% And emulsifier 0.53 wt.%, S the additional introduction of alcohol (C ¹ -C ⁵ ) in an amount of 5-10 wt.%.

На чертеже представлена схема лабораторной установки эмульгирования бензино-метанольных смесей, гдеThe drawing shows a diagram of a laboratory installation for emulsification of gasoline-methanol mixtures, where

1 - емкость для эмульгирования,1 - capacity for emulsification,

2 - термостат,2 - thermostat,

3,4 - термометры,3.4 - thermometers,

5,6,7 - емкости,5,6,7 - capacity

8,9,10 - вентили,8,9,10 - valves

11 - шприц,11 - a syringe

13 - мешалки,13 - mixers,

14 - электродвигатель,14 - electric motor,

15 - пробоотборник,15 - sampler,

16 - насос.16 - pump.

Пример осуществления способаAn example of the method

Приготовление бензино-спиртовых эмульсий происходит в сосуде 1 емкостью 500 мл, термостатируемой термостатом 2. Температура воды в термостате фиксируется термометром 3 и регулируется при помощи контактного термометра 4. Метанол, вода и газоконденсатный бензин подаются соответственно из емкостей 5, 6, 7. Для регулирования их расхода служат вентили 8, 9, и 10. Подача эмульгатора в сосуд 1 осуществляется при помощи медицинского шприца 11 и специального дозирующего устройства 12. Перемешивание жидких фаз осуществляется с помощью ультразвуковой мешалки 13, которая работает от электродвигателя 14. Для дополнительного перемешивания и повышения однородности эмульсии, ее дисперсности, а также для удобства отбора проб (проба отбирается через кран 15) смесь дополнительно перекачивается насосом 16 производительностью 57,6 л/ч и возвращается вновь в емкость. В смесь, согласно изобретению, содержащую 80 мас.% прямогонного бензина, 10 мас.% воды, вводились различные эмульгаторы и до 100 мас.% этанола. Эмульсия, стабильность которой сохранялась в течение 24 часов, является не расслаивающейся. Результаты представлены в таблице.The preparation of gasoline-alcohol emulsions takes place in a vessel 1 with a capacity of 500 ml, thermostatically controlled by thermostat 2. The temperature of the water in the thermostat is fixed by a thermometer 3 and regulated by a contact thermometer 4. Methanol, water and gas condensate gas are supplied from containers 5, 6, 7., respectively. their flow rate are valves 8, 9, and 10. The emulsifier is fed into the vessel 1 using a medical syringe 11 and a special metering device 12. The mixing of the liquid phases is carried out using ultrasonic and 13, which is powered by an electric motor 14. For additional mixing and increasing the uniformity of the emulsion, its dispersion, and also for the convenience of sampling (a sample is taken through a valve 15), the mixture is additionally pumped by a pump 16 with a capacity of 57.6 l / h and returned to the tank . Various emulsifiers and up to 100 wt.% Ethanol were introduced into the mixture according to the invention containing 80 wt.% Straight-run gasoline, 10 wt.% Water. The emulsion, whose stability was maintained for 24 hours, is not stratified. The results are presented in the table.

Наименов. реагентаNames. reagent Количество добавляемого реагента, мас.%The amount of added reagent, wt.% 0,050.05 0,10.1 0,20.2 0,530.53 1,01,0 5,05,0 ПентолPentol не рассл.not dist. -- -- -- -- -- НеонолNeonol не рассл.not dist. -- -- -- -- -- ОП-7OP-7 рассл.trace не рассл.not dist. -- не рассл.not dist. -- -- ОП-10OP-10 не рассл.not dist. -- -- не рассл.not dist. -- -- СинтанолSyntanol рассл.trace рассл.trace не рассл.not dist. -- -- -- ИнтанолIntanol рассл.trace не рассл.not dist. -- -- -- -- Смесь СЖСSGS mixture -- -- -- -- -- не рассл.not dist.

Таким образом, полученные эмульсии, содержащие бензин, этанол и воду, позволяют избегать нежелательных явлений, связанных с низкой стабильностью бензино-метановых смесей в присутствии воды. Вода в данном случае выполняет функцию антидетонационной добавки, подавляет калильное зажигание (неуправляемое воспламенение рабочей смеси), снижает температуру в камере сгорания, токсичность отработанных газов и пожароопасность. Вода в исходном виде является, прежде всего, балластной добавкой, снижающей цикловые давления и температуру.Thus, the resulting emulsions containing gasoline, ethanol and water allow avoiding undesirable effects associated with the low stability of gasoline-methane mixtures in the presence of water. Water in this case serves as an anti-knock additive, suppresses ignition (uncontrolled ignition of the working mixture), reduces the temperature in the combustion chamber, toxicity of exhaust gases and fire hazard. Water in its original form is, first of all, a ballast additive that reduces cyclic pressures and temperature.

Источники информацииInformation sources

1. Пат. Японии №57-205400.1. Pat. Japan No. 57-205400.

2. Пат. США №4394131.2. Pat. U.S. Patent No. 4,394,131.

3. Заявка Японии №1-252697.3. Japanese application No. 1-252697.

4. WO 85/04183.4. WO 85/04183.

5. RU Пат. 2100413 Кл. 6 C10L 1/32.5. RU Pat. 2100413 Cl. 6 C10L 1/32.

Claims

A method of producing a gasoline-water-alcohol emulsion, comprising mixing fuel, water and a stabilizer — a surfactant, characterized by the following ratio of components, wt.%: Gasoline 80-85, water 9.47-10, emulsifier 0.53 with additional administration alcohol (C ¹ -C ⁵ ) in an amount of 5-10 wt.%.