TW202225389A - 用於燃料乳液之具有分支鏈界面活性劑及視需要丙氧基化界面活性劑的乳化劑套組 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種用燃料乳液為柴油引擎提供動力之方法，其包含藉由在乳化劑套組存在下乳化燃料及水來製備該燃料乳液的步驟，該乳化劑套組包含如下文所定義之式(I)之分支鏈界面活性劑及視需要選用之如下文所定義之式(II)之丙氧基化界面活性劑。本發明進一步係關於一種用於為柴油引擎提供動力之燃料乳液。

Description

用於燃料乳液之具有分支鏈界面活性劑及視需要丙氧基化界面活性劑的乳化劑套組
本發明係關於一種用燃料乳液為柴油引擎提供動力之方法，其包含藉由在乳化劑套組存在下乳化燃料及水來製備該燃料乳液的步驟，該乳化劑套組包含如下文所定義之式(I)之分支鏈界面活性劑及視需要選用之如下文所定義之式(II)之丙氧基化界面活性劑。本發明進一步係關於一種用於為柴油引擎提供動力之燃料乳液。
水性燃料乳液已知為柴油引擎提供動力。
本發明之目標為找到一種用於燃料乳液之乳化劑套組，其廉價、易於製備、儲存穩定、基於市售乳化劑、僅基於碳、氫、氮及氧，且即使低剪切力下亦允許快速且簡單的乳化。乳化劑套組應產生低泡燃料乳液，其應具有低濁點，提供腐蝕保護，具有低發泡性，改良乳液之可過濾性，且減少燃料與水混合時之沈澱。乳化劑套組應在高水濃度下在各種溫度及壓力下，在各種類型之水的情況下使燃料乳液穩定化。
該目標藉由一種用燃料乳液為柴油引擎提供動力之方法來達成，該方法包含藉由在乳化劑套組存在下乳化燃料及水來製備燃料乳液之步驟，該乳化劑套組包含式(I)之分支鏈界面活性劑： R a-O-(AO a) m-R a '(I) 其中 R a為分支鏈C 6-32烷基， AO a為氧化伸乙基、氧化伸丙基、氧化伸丁基、氧化伸戊基、氧化苯次乙基或其混合物， m     為1至100之數字，及 R a '為氫或C 1-4烷基；及 該乳化劑套組另外包含式(II)之丙氧基化界面活性劑： R b-O-(AO b) n-R b '(II) 其中 R b為直鏈或分支鏈C 6-32烷基， AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物， n      為1至100之數字，及 R b '為氫或C 1-4烷基。
該目標亦藉由為柴油引擎提供動力之燃料乳液達成。
燃料通常包含烴，諸如烷烴、環烷烴及芳族物。燃料可以餾出物或殘餘物形式自石油蒸餾獲得。燃料通常為液體燃料。燃料之實例為汽油、柴油或生物柴油或其混合物，其中汽油或柴油為較佳的。尤其燃料為柴油。汽油可主要含有烷烴、烯烴及環烷烴之C4至C12烴。柴油可含有飽和烴及芳族烴。生物柴油通常包括例如藉由用例如甲醇或乙醇之低級醇與三酸甘油酯轉酯化製備的低碳烷基脂肪酸酯。
燃料之黏度可在廣泛範圍內變化，諸如在40℃下1至10,000 mm 2/s (ISO 3104)或在50℃下1至1000 mm 2/s (ISO 3104)之範圍內。
燃料可為 船用燃料，諸如船用製氣油(MGO)、船用柴油(MDO)、中間燃油(IFO)、船用燃油(MFO)或重燃油(HFO)。船用燃料之其他實例為IFO 380 (最大黏度為380厘司之中間燃油(＜3.5%硫))、IFO 180 (最大黏度為180厘司之中間燃油(＜3.5%硫))、LS 380 (最大黏度為380厘司之低硫(＜1.0%)中間燃油)、LS 180 (最大黏度為180厘司之低硫(＜1.0%)中間燃油)、 LSMGO (低硫(＜0.1%)船用製氣油，其根據歐盟硫指令(EU Sulphur directive) 2005/33/EC常用於歐洲港口和錨地(European Ports and Anchorages))或ULSMGO (超低硫船用製氣油，亦被稱為超低硫柴油(最大0.0015%之硫)。其他適合的船用燃料根據DIN ISO 8217係類別ISO-F-DMX、DMA、DFA、DMZ、DFZ或DFB，或ISO-F RMA、RMB、RMD、RME、RMG或RMK。其他適合的船用燃料為餾出船用柴油或殘餘船用柴油。
諸如船用燃料之燃料的黏度可在廣泛範圍內變化，諸如在40℃下1至10,000 mm 2/s (ISO 3104)或在50℃下1至1000 mm 2/s (ISO 3104)之範圍內。
燃料乳液可含有至少10、20、25、30、35、40、50或60 wt%之燃料。燃料乳液可含有至多30、40、50或60 wt%之燃料。燃料乳液可含有10至70 wt%、20至60 wt%或30至50 wt%之燃料。
出於生態原因，低 硫燃料越來越受關注。適合之低硫燃料可含有小於1、0.5、0.2或0.1 wt%之硫。一實例為具有小於0.1 wt%之硫之Shell® ULSFO。主要用於汽車之柴油可具有至多2000 ppm、500 ppm、350 ppm、50 ppm或10 ppm之硫含量。
可使用任何種類之 水，諸如自來水、井水、海水、大洋水、雨水、蒸餾水、廢水或去離子水。較佳為具有低氯濃度之水以避免腐蝕，諸如自來水、蒸餾水或雨水。
水可具有低硬度，例如如由°dH (德國硬度之度)表示低於8.4°dH，或濃度小於1.5 mmol/l碳酸鈣。
水可具有低鹽度，例如以NaCl濃度計諸如至多1000、500、100、10或1 ppmw。
燃料乳液可含有至少10、20、30、40、50、55、60、65或70 wt%之水。燃料乳液可含有至多50、60、70、75、80、85或90 wt%之水。燃料乳液可含有30至90 wt%、40至80 wt%或50至80 wt%之水。
水相對於燃料之重量比可在1:0.1至1:10或1:0.2至1:5或1:0.7至1:3或較佳1:0.1至1:1之範圍內。
燃料乳液可為水包油乳液或油包水乳液，其中水包油乳液為較佳的。
燃料乳液可為巨乳液、微小乳液(miniemulsion)或微乳液(microemulsion)，其中巨乳液為較佳的。
燃料乳液中之分散相(例如燃料)可具有0.01至100 µm，較佳1至100 µm之直徑。
燃料乳液可在0至100℃，較佳15至90℃之溫度下存在。
燃料乳液可在1至100巴，較佳1至10巴之壓力下存在。
乳化劑套組包含式(I)之 分支鏈界面活性劑： R a-O-(AO a) m-R a '(I) 其中 R a為分支鏈C 6-32烷基， AO a為氧化伸乙基、氧化伸丙基、氧化伸丁基、氧化伸戊基、氧化苯次乙基或其混合物， m     為1至100之數字，及 R a '為氫或C 1-4烷基。
R a 較佳為分支鏈C 8-22烷基。在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基。在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 10-14烷基。適合R a為例如異己基-、異辛基，諸如2-乙基-己基、異壬基、異癸基，諸如三甲基庚基或2-丙基庚基、異硬脂基。R a尤其為分支鏈十三基，諸如異十三基。R a可為各種鏈長及異構體之技術混合物。R a在另一特定形式中為分支鏈C 10，諸如C 10側氧基醇。R a在另一特定形式中為分支鏈C 10或分支鏈C 13。
AO a 可為氧化伸乙基、氧化伸丙基、氧化伸丁基或其混合物。AO a較佳為氧化伸乙基。AO a之烷氧基單元(例如EO及PO單元)可呈嵌段序列或統計序列(statistically sequence)，較佳呈二嵌段序列。AO a中存在之氧化伸乙基相對於其他氧化伸烷基(例如氧化伸丙基)之莫耳比可在50:1至1:2或10:1至1:1或5:1至1:1之範圍內。
m可為1至80、2至80或3至60之數字。在另一形式中，m可為1至30、1至25、1至20、1至15或1至10之數字。在另一形式中，m可為2至25、2至15、3至15或3至10之數字。在另一形式中，m可為15至100、20至70或25至60之數字。在另一形式中，m為至少1、2、3、5、10、15、20、25或30。在另一形式中，m為至多80、70、60、50、40、30、20、15、10、5。
R a ' 可為氫或甲基，較佳為氫。
在一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至15之數字且R a '為氫。
在一較佳形式中，R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至80之數字且R a '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至70之數字且R a '為氫。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為20至60之數字且R a '為氫或甲基。
乳化劑套組在一較佳形式中另外包含式(II)之 丙氧基化界面活性劑： R b-O-(AO b) n-R b '(II) 其中 R b為直鏈或分支鏈C 6-32烷基， AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物， n      為1至100之數字，及 R b '為氫或C 1-4烷基。
乳化劑套組在另一較佳形式中包含式(I)之分支鏈界面活性劑及式(II)之丙氧基化界面活性劑。
R b 較佳為直鏈C 8-22烷基。在另一較佳形式中，R b為直鏈C 10-20烷基。在另一較佳形式中，R b為直鏈C 12-18烷基。在另一較佳形式中，R b為直鏈C 14-18烷基。在另一較佳形式中，R b為直鏈C 16-18烷基。在另一較佳形式中，R b為直鏈或分支鏈C 8-22烷基，在另一較佳形式中，R b為直鏈或分支鏈C 10-20烷基。在另一較佳形式中，R b為直鏈或分支鏈C 12-18烷基。在另一較佳形式中，R b為直鏈或分支鏈C 14-18烷基。在另一較佳形式中，R b為直鏈或分支鏈C 16-18烷基。R b可為各種鏈長及異構體之技術混合物。
AO b 為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，較佳無其他氧化伸烷基。AO b之烷氧基單元(例如EO及PO單元)可呈嵌段序列或統計序列，較佳呈二嵌段序列。AO b中存在之氧化伸乙基相對於其他氧化伸烷基(例如氧化伸丙基)之莫耳比可在50:1至1:2或10:1至1:1或5:1至1:1之範圍內。
n可為1至80、2至80或3至60之數字。在另一形式中，n可為1至30、1至25、1至20、1至15或1至10之數字。在另一形式中，n可為2至25、2至15、3至15或3至10之數字。在另一形式中，n可為15至100、20至70或25至60之數字。在另一形式中，n為至少1、2、3、5、10、15、20、25或30。在另一形式中，n為至多80、70、60、50、40、30、20、15、10、5。
R b ' 可為氫或甲基，較佳為氫。較佳地，R a '及R b '為氫。
在一較佳形式中，R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至25之數字且R b '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至15之數字且R b '為氫。
在另一較佳形式中，R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至80之數字且R b '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為2至60之數字且R b '為氫。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基，及 R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至25之數字且R b '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至15之數字且R a '為氫，及 R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至25之數字且R b '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基，及 R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至15之數字且R b '為氫。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基，及 R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至25之數字且R b '為氫或甲基，及 乳化劑套組包含重量比為10:1至1:10、4:1至1:4或2:1至1:2之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至15之數字且R a '為氫，及 R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至25之數字且R b '為氫或甲基，及 乳化劑套組包含重量比為10:1至1:10、4:1至1:4或2:1至1:2之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基，及 R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至15之數字且R b '為氫，及 乳化劑套組包含重量比為10:1至1:10、4:1至1:4或2:1至1:2之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為1至80之數字且R a '為氫或甲基，及 R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至80之數字且R b '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至80之數字且R a '為氫，及 R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至80之數字且R b '為氫或甲基。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為15至80之數字且R a '為氫或甲基，及 R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至30之數字且R b '為氫。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為1至80之數字且R a '為氫或甲基，及 R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至80之數字且R b '為氫或甲基，及 乳化劑套組包含重量比為10:1至1:10、4:1至1:4或2:1至1:2之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至80之數字且R a '為氫，及 R b為直鏈C 14-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至80之數字且R b '為氫或甲基，及 乳化劑套組包含重量比為10:1至1:10、4:1至1:4或2:1至1:2之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑。
在另一較佳形式中，R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為20至70之數字且R a '為氫或甲基，及 R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至20之數字且R b '為氫，及 乳化劑套組包含重量比為10:1至1:10、4:1至1:4或2:1至1:2之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑。
乳化劑套組可包含重量 比為20:1至1:20或10:1至1:10、4:1至1:4、3:1至1:3或2:1至1:2之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑。
在另一形式中，乳化劑套組可包含重量比為20:1至1:3或10:1至1:2、4:1至1:1或4:1至2:1之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑。
在另一形式中，乳化劑套組可包含重量比為20:1至1:3或10:1至1:2、4:1至1:1或4:1至2:1之丙氧基化界面活性劑及分支鏈界面活性劑。
乳化劑套組可包含呈一定重量百分比之分支鏈界面活性劑或丙氧基化界面活性劑，該重量百分比可基於在乳化劑套組中存在之界面活性劑(例如，分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑)之總量計算。
乳化劑套組可包含至少0.1、0.5、1、2、5、10、20、30或40 wt%之分支鏈界面活性劑。
乳化劑套組可包含至多100、90、80、70、60、50、40、30、20、10或5 wt%之分支鏈界面活性劑。
乳化劑套組可包含0.1至20 wt%或0.5至10 wt%或1至5 wt%之分支鏈界面活性劑。在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之分支鏈界面活性劑。
乳化劑套組可包含0.1至20 wt%或0.5至10 wt%或1至5 wt%之分支鏈界面活性劑，其中R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基。
乳化劑套組可包含0.1至20 wt%或0.5至10 wt%或1至5 wt%之分支鏈界面活性劑，其中R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基。
在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之分支鏈界面活性劑，其中R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基。
在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之分支鏈界面活性劑，其中R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為2至25之數字且R a '為氫或甲基。
乳化劑套組可包含0.1至20 wt%或0.5至10 wt%或1至5 wt%之分支鏈界面活性劑，其中R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為2至80之數字且R a '為氫或甲基。
乳化劑套組可包含0.1至20 wt%或0.5至10 wt%或1至5 wt%之分支鏈界面活性劑，其中R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為2至60之數字且R a '為氫或甲基。
在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之分支鏈界面活性劑，其中R a為分支鏈C 8-14烷基，AO a為氧化伸乙基，m為15至80之數字且R a '為氫或甲基。
在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之分支鏈界面活性劑，其中R a為分支鏈C 10-14烷基(諸如異十三基)，AO a為氧化伸乙基，m為20至60之數字且R a '為氫或甲基。
乳化劑套組可包含至少0.1、0.5、2、5、10、20、30或40 wt%之丙氧基化界面活性劑。
乳化劑套組可包含至多90、80、70、60、50、40、30、20、10或5 wt%之丙氧基化界面活性劑。
乳化劑套組可包含0.1至20 wt%或0.5至10 wt%或1至5 wt%之丙氧基化界面活性劑。在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之丙氧基化界面活性劑。
乳化劑套組可包含至少0.1、0.5或2 wt%之丙氧基化界面活性劑，其中R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至15之數字且R b '為氫或甲基。
乳化劑套組可包含至多40、30、20、10或5 wt%之丙氧基化界面活性劑，其中R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至15之數字且R b '為氫。
在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之丙氧基化界面活性劑，其中R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至15之數字且R b '為氫或甲基。
在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之丙氧基化界面活性劑，其中R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至15之數字且R b '為氫。
乳化劑套組可包含至少0.1、0.5或2 wt%之丙氧基化界面活性劑，其中R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至80之數字且R b '為氫或甲基。
乳化劑套組可包含至多40、30、20、10或5 wt%之丙氧基化界面活性劑，其中R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為1至80之數字且R b '為氫。
在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之丙氧基化界面活性劑，其中R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為2至70之數字且R b '為氫或甲基。
在另一形式中，乳化劑套組可包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之丙氧基化界面活性劑，其中R b為直鏈C 16-18烷基，AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物，n為2至60之數字且R b '為氫。
乳化劑套組可包含至少0.5、2或5 wt%之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑的 總和。
乳化劑套組可包含至多100、90、80、70、60、50、40、30、20、15或10 wt%之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑的總和。
乳化劑套組可包含1至90 wt%、1至60 wt%、1至35 wt%或2至20 wt%或5至12 wt%之分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑的總和。
乳化劑套組可包含 其他非離子界面活性劑，諸如不同於分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑之烷氧基化物、烷基葡糖苷及烷基聚葡糖苷，或脂肪酸與甘油或脫水山梨糖醇之偏酯(諸如單酯、二脂及三酯) (諸如甘油單硬脂酸酯、脫水山梨糖醇單油酸酯及脫水山梨糖醇三硬脂酸酯)。
不同於分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑之適合 烷氧基化物為： - 烷氧基化烷基酚，諸如乙氧基化壬基酚、乙氧基化十二烷基酚、乙氧基化異十三基酚及其酯，例如乙酸酯， - 氧化伸乙基與氧化伸丙基之嵌段共聚物， - 乙氧基化烷基葡糖苷及烷基聚葡糖苷， - 乙氧基化脂肪胺， - 乙氧基化脂肪酸， - 脂肪酸與甘油或脫水山梨糖醇之乙氧基化偏酯，諸如乙氧基化甘油單硬脂酸酯， - 植物油或動物脂肪之乙氧基化物，諸如玉米油乙氧基化物、蓖麻油乙氧基化物、牛油乙氧基化物， - 脂肪胺或脂肪醯胺之乙氧基化物。
乳化劑套組通常含有至多50、40、30、20、10、5或1 wt%之其他非離子界面活性劑。乳化劑套組通常含有至少1、5、10、20、30或40 wt%之其他非離子界面活性劑。
在另一形式中，乳化劑套組不含乙氧基化脂肪酸。在另一形式中，乳化劑套組不含脂肪酸醯胺。在另一形式中，乳化劑套組不含乙氧基化蓖麻油。在另一形式中，乳化劑套組不含脂肪酸醯胺、乙氧基化脂肪酸及乙氧基化蓖麻油。
乳化劑套組通常含有至多10、8、5、4、3、2或1 wt%之例如陰離子或陽離子界面活性劑之所有 離子界面活性劑的總和。在另一形式中，乳化劑套組不含任何離子界面活性劑。乳化劑套組通常含有與分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑之總和相比重量更低之所有離子界面活性劑之總和。分支鏈界面活性劑及丙氧基化界面活性劑之重量的總和通常超過所有離子界面活性劑之總和1、1.5或2倍。
乳化劑套組通常為 水性乳化劑套組，其通常包含水。通常以乳化劑套組之總重量計，乳化劑套組可包含至少1、5、10、20、30、40、50、60、70、80或90 wt%之水。
在另一形式中，乳化劑套組基本上不含水，且含有例如少於10、8、6、4、2、1或0.2 wt%之水。
乳化劑套組通常在20℃下為液體、固體或凝膠，其較佳為液體。
乳化劑套組可包含 有機溶劑，其較佳可與水混溶(例如在20℃下以至少10 wt%之量)。適合之有機溶劑為醚(例如乙二醇醚)、酮或醇，其中醚(尤其乙二醇醚)為較佳的。
較佳有機溶劑為 乙二醇醚，諸如甲基二乙二醇、甲基三乙二醇、甲基四乙二醇、丁基三乙二醇、丁基乙二醇、丁基二乙二醇及己基二乙二醇。
乳化劑套組可包含至多90、80、70、60、50、40、30、20、15或10 wt%之有機溶劑，諸如乙二醇醚。
通常以乳化劑套組之總重量計，乳化劑套組可包含至少1、5、10、20、30、40、50、60、70、80或90 wt%之有機溶劑。
乳化劑套組可包含0.5至30或1至15 wt%之有機溶劑，諸如乙二醇醚。
在另一形式中，乳化劑套組可包含水、有機溶劑或水與有機溶劑之混合物。在另一形式中，乳化劑套組可包含至少1、5、10、20、30、40、50、60、70、80或90 wt%之水、有機溶劑或水與有機溶劑之混合物。
燃料或乳化劑套組可包含 其他添加劑，諸如載油、冷流改良劑、潤滑性改良劑、腐蝕抑制劑、除濁劑(dehazer)、消泡劑、十六烷值改良劑、燃燒改良劑、抗氧化劑或穩定劑、抗靜電劑、茂金屬、金屬去活化劑及/或染料。燃料或乳化劑套組可包含至多50、30、10、5或1 wt%之其他添加劑。在另一形式中，乳化劑套組可不含其他添加劑。
以柴油計，燃料乳液包含量為至多5、3、2、1、0.8、0.6、0.4或0.3 wt%的乳化劑套組。
以柴油計，燃料乳液包含量為0.001至1.0 wt%、0.01至0.5 wt%、0.01至0.4 wt%或0.05至0.3 wt%的乳化劑套組。
以燃料乳液計，燃料乳液包含量為至多2、1、0.5、0.2、0.1、0.08 wt%的乳化劑套組。
以燃料乳液計，燃料乳液包含量為0.001至0.5、0.005至0.4、0.005至0.15或0.02至0.08 wt%的乳化劑套組。
已知用燃料乳液為柴油引擎提供動力。適合之 柴油引擎為例如大型渦輪增壓二衝程柴油引擎(例如如WO 2010/145652或WO 2010/105620中所描述)或二衝程柴油引擎(例如如DE 19747247或DE 19747240中所描述)。柴油引擎可用於固定式陸用引擎(發電機)、軌道機車、汽車、卡車、河船或海船。大型二衝程柴油引擎可用作發電廠或海船中之原動機。
燃料及水之 乳化可藉由以下來達成：例如在攪拌容器中施加機械剪切能、碾磨凝集物(如球磨或攪拌球磨)、振盪、轉子定子混合、由泵或由重力輸送之穿過管的擾流、靜態混合器及逆流式混合器。燃料及水之乳化亦可藉由以下來達成：使燃料及水循環通過迴路，例如藉由將燃料及水自槽底部泵送至槽頂部，在該頂部將燃料及水傾倒於槽內含物之表面上。在燃料及水之循環之前，預攪拌係可能的，但並非必需的。
乳化劑套組可含有不同組分。為了乳化燃料及水，在乳化之前可將一些組分添加至燃料中且可將一些組分添加至水中。因此，在製備燃料乳液期間，可組合乳化劑套組之不同組分。較佳地，在乳化之前，預混合乳化劑套組之所有組分。較佳地，在乳化之前，同時向燃料或水添加乳化劑套組之所有組分。本發明亦可關於一種用於用燃料乳液為柴油引擎提供動力之燃料，其中水構成乳化劑套組。
乳化可在0至100℃或10至90℃或20至50℃之溫度下進行。
乳化可在0.5至20巴或1至10巴之壓力下進行。
在燃料乳液之製備與其在柴油引擎中之燃燒之間的時間可低於24小時、6小時、1小時、45分鐘、30分鐘、15分鐘、10分鐘、5分鐘或1分鐘。
已知各種 乳化裝置，其用於乳化柴油引擎中之燃料及水，例如來自WO 2016/064722、WO 90/12959、US 4,388,893或WO 00/53916之裝置。
實例藉由混合如表1中所指示之乳化劑及蒸餾水來製備乳化劑套組且獲得乳化劑之水性溶液。
藉由混合添加劑套組與柴油燃料來製備用於測試乳液穩定性的樣品。對於表1中之所有實驗，以包括燃料及水之乳液的總體積計，所用乳化劑的量為0.05%。
根據DIN ISO 8217，所用柴油燃料為DMA型之船用柴油，其為澄清液體柴油，不含添加劑套組且具有約0.83至0.85之密度。
基於轉子-定子原理，在室溫下在7500 rpm下10秒內，用Silverson L5高剪切實驗室乳化劑來製備乳液。
隨後將乳化樣品置於量筒中，使其靜置至多30分鐘。測定分離水相的量。舉例而言，若在80 ml總體積的樣品中偵測到8 ml之分離水相，則其對應於90%之乳液穩定性。若未偵測到分離水相，則此對應於100%乳液穩定性。值在表1中給出。
使用以下界面活性劑： 式 (I) 之分支鏈界面活性劑 ：非離子A： 純乙氧基化C 10側氧基醇，羥基數量約150 mg KOH/g。 非離子B： 異十三醇乙氧基化物，70%活性內含物於水中，根據ISO 3016傾點約0℃。 非離子C： 異十三醇乙氧基化物，70%活性內含物於水中，HLB約18。 式 (II) 之丙氧基化界面活性劑 ：非離子D： 烷氧基化C 16/18脂肪醇，傾點約15℃ (ASTM D 7346) 表1：添加劑套組(所有量以wt%為單位)及乳液穩定性(下部部分)
實例 1 2 3 4 5
水 87.5          87.5
非離子A          100   
非離子B       100      
非離子C 12.5 100       10
非離子D             2.5
                 
燃料:水比 1:1.4 1:1.4 1:1.4 1:1.4 1:1.4
                 
1分鐘 99% 99% 99% 99% 99%
2分鐘 97% 99% 99% 99% 99%
5分鐘 82% 99% 99% 99% 96%
10分鐘 80% 99% 99% 99% 91%
20分鐘 70% 98% 99% 99% 83%
30分鐘 64% 97% 98% 99% 73%
Figure 110140886-11-02

Claims (16)

  1. 一種用燃料乳液為柴油引擎提供動力之方法，其包含藉由在乳化劑套組存在下乳化燃料及水來製備該燃料乳液之步驟，其中該乳化劑套組包含式(I)之分支鏈界面活性劑： R a-O-(AO a) m-R a '(I) 其中 R a為分支鏈C 6 - 32烷基， AO a為氧化伸乙基、氧化伸丙基、氧化伸丁基、氧化伸戊基、氧化苯次乙基或其混合物， m     為1至100之數字，及 R a '為氫或C 1 - 4烷基；及 該乳化劑套組另外包含式(II)之丙氧基化界面活性劑： R b-O-(AO b) n-R b '(II) 其中 R b為直鏈或分支鏈C 6 - 32烷基， AO b為氧化伸乙基與氧化伸丙基之混合物， n      為1至100之數字，及 R b '為氫或C 1 - 4烷基。
  2. 如請求項1之方法，其中R a為分支鏈C 8 - 14烷基。
  3. 如請求項1至2中任一項之方法，其中R a為分支鏈十三基。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中AO a為氧化伸乙基。
  5. 如請求項1至4中任一項之方法，其中R b為直鏈C 10 - 22烷基。
  6. 如請求項1至5中任一項之方法，其中R b為直鏈或分支鏈C 16 - 18烷基。
  7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中R a '及R b '為氫。
  8. 如請求項1至7中任一項之方法，其中該乳化劑套組包含重量比為10:1至1:10，較佳4:1至1:4的該分支鏈界面活性劑及該丙氧基化界面活性劑。
  9. 如請求項1至8中任一項之方法，其中該乳化劑套組包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之該分支鏈界面活性劑。
  10. 如請求項1至9中任一項之方法，其中該乳化劑套組包含1至99 wt%、5至90 wt%、10至80 wt%或20至70 wt%之該丙氧基化界面活性劑。
  11. 如請求項1至10中任一項之方法，其中該乳化劑套組含有至多10 wt%，較佳至多1 wt%之離子界面活性劑。
  12. 如請求項1至11中任一項之方法，其中該乳化劑套組包含至少10、30或50 wt%之水、有機溶劑或水與該有機溶劑之混合物。
  13. 如請求項1至12中任一項之方法，其中以柴油計，該燃料乳液包含量為0.05至0.4 wt%的該乳化劑套組。
  14. 如請求項1至13中任一項之方法，其中該燃料乳液包含40至80 wt%之水。
  15. 如請求項1至14中任一項之方法，其中該燃料為船用燃料。
  16. 一種燃料乳液，其如請求項1至15中任一項所定義用於為柴油引擎提供動力。
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