UA56158C2 - Емульговане паливо, присадка для палива, спосіб одержання емульгованого палива, пристрій для його здійснення - Google Patents

Abstract

Описані нові види палива, що складаються з емульсії води у вуглеводнях (наприклад, дизельне пальне). Основною метою є постачання палива (наприклад, для двигунів), яке складається з стійких, таких, що не дають забруднень, дешевих емульсій води і вуглеводню. Запропоноване рішення містить емульсію води і принаймні одного вуглеводню, вказана емульсія містить систему поверхово-активної речовини, яка грунтується на сорбітаносесквіолеаті (I), моноолеаті полиетиленгліколю (ІІ) і етоксилаті нонілфенолу (III), при цьому середній розмір крапельок у водній дисперсійній фазі не перевищує 1 мкм при стандартному відхиленні 1 мкм, і склад емульсійної композиції містить частин за вагою. Система поверхово-активної речовини має значення HLB від 6 до 8. Описаний також спосіб приготування вказаної емульсії. Такі види палива можуть використовуватися: дизельне, бензин, керосин, пічне паливо або рідке пальне, які можуть емульгуватися з водою.

Description

Опис винаходу

Изобретение относится к топливньмм композициям, и, в частности, к топливам, предназначенньім для 2 использования в тепловьїх машинах. Более конкретно, топлива, в рамках данного изобретения, содержат, в основном, жидкие углеводородь, в частности: - углеводородьї минерального происхождения, такие как нефтепродуктьі типов, включающих бензинь, дизельнье топлива, керосиньії и печньіе топлива, и/или продукть! переработки угля или газа (синтетические моторнье топлива); - углеводородьі растительного происхождения, такие как зтерифицированнье и незтерифидированнье растительнье масла; - и их смеси.

Изобретение относится, более конкретно, к новім топливнь!м композициям, состоящим из змульсий водьі в, по меньшей мере, одном углеводороде, а, как правило, в смеси углеводородов, например, смеси, из которой 79 состойт дизельноє топливо. Позтому настоящеє описаниє представляєт стабилизированньеє змульсий вода/углеводород, включающие поверхностно-активнье вещества, способнье змульгировать («и стабилизировать такие змульсии.

Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения змультированньїх вода/углеводородньх топлив (например, моторньїх топлив) в соединений с одним или более поверхностно-активньїм веществом.

Изобретение относится к области, развитию которой уже много лет уделяют особое внимание. Зто - развитие топливньїх композиций, особенно композиций моторньїх топлив, включающих заменители нефтепродуктов, в целях снижения стоимости и ограничения загрязнения окружающей средні!.

Бьіло найдено, что вода является ценной добавкой или частичньім заменителем бензина или дизельного топлива. Действительно, вода является недорогой и нетоксичной жидкостью, которая оказалась способной с 22 снижать потребление топлива и вьіброс видимьх и невидимьх загрязняющих веществ. Го)

Несмотря на такие предполагаемье преимущества, до сих пор ни одно моторное топливо на основе водь/углеводородов не нашло промьішленного применения, не использовалось в больших количествах или для каких-либо конкретньїх целей из-за трудностей, связанньїх с переработкой и использованием таких топлив.

Первьій подход решения зтой проблемь! предусматривал создание условий хранения водьі и топлива в со 30 транспортном средстве отдельно и смешивание их во время использования. Такой подход требуєтустановки на борту транспортного средства комплексного устройства для вьіполнения специфических операций смешивания и дозирования. Стоимость, обьем и точность, необходимая для таких устройств, заставили отказаться от такого (7 подхода. Ге)

Второй рассматриваемьй подход предполагает использование уже готовьїх смесей водь! и топлива, но не 35 принимаєт во внимание серьезнье проблемь), связаннье со стабильностью при хранении таких смесей при о температурах от -207С до -707С и стабильностью змульсии в резервуаре в условиях использования.

Таким образом, бьіло много бесплодньїх попьіток, направленньїх на получение змультированньїх моторньїх топлив, включающих воду и, в более общем смьсле, новьїх зкологически чистьїх моторньїх топлив с низки /«ф расходом. З 70 В качестве иллюстрации такого документа предшествующего уровня техники можно привести заявку на с патент Франции Мо2470153, которая раскрьваєт змульгированное моторное топливо, включающее з» углеводородь, воду, спирт (метанол, зтанол) и змульгирующую систему, образованную из сорбитаномоноолеата и зтоксилированного нонилфенола. Концентрация змульгирующей системь! в змульсий составляет от З до 1095 обьема. Обязательное присутствие спирта в такой змульсии создает крайне 45 неблагоприятньй фактор, по части зкономической вьгодь и характеристик зксплуатации двигателя, которье і-й можно получить при использований такой змульсии. Кроме того, необходимо отметить, что стабильность зтой

Ге»! вода-спирт/углеводородной змульсиий оставляет желать лучшего. Действительно, после хранения змульсий в течение 72 часов, что соответствует реальному периоду неиспользования ее транспортньмм средством, - работающем на таком топливе, начинается разделение фаз (разделение смеси) между углеводородами и с 20 водно-спиртовой смесью. Отделенная фаза углеводородов в конце зтого периода может составлять до 395 обьема змульсии. Легко представить, что через несколько дней хранения разделение фаз в змульсий по со патентной заявке Мо2470153 будет достаточньм, чтобьї помешать работе транспортного средства в нормальньїх условиях использования.

Патент США Мо4877414 раскрьівает змульгированное моторное, топливо, содержащее различнье присадки, включающиє змульгирующую систему, образованную сесквиолеатом, сорбитаномоноолеатом и

ГФ) полиоксизтиленовьим зфиром (б ЕО) додецилового спирта. Предпочтительно в соответствии с указанньм юю патентом, общее количество всех присадок составляет около 2,195. Другие присадки, которве можно использовать отдельно от змульгирующей системьі, включают моно-альфа-олефин (1-децен), метоксиметанол, толуол, алкилбензол и гидроксид кальция. Такой состав является чрезвьічайно сложнь!м, даже из-за количества 60 используемьїх присадок. Он также является сравнительно дорогим. Наконец, змульгированное топливо по указанному патенту также является недостаточно стабильньім, особенно при низких температурах. Более того,

Заявитель смог зто наглядно продемонстрировать, воспроизведя предпочтительньй вариант изобретения змульгированного топлива по указанному патенту США. Бьіло обнаружено, что разделение змульсий (фазовое разделение) происходит в течение одного часа. Зто явление еще более усугубляется при температурах ниже бо вес. Позтому трудно представить, что может происходить в баках транспортньїх средств, содержащих такую змульсию при использований в обьічньїх зимних условиях.

Краткий обзор патента Японий Мо77-69 909 в Спетіса! Абрзігасі 87:138 513 х, касается змульгированного моторного топлива (керосин/вода), включающего сорбитаносесквиолеат и полизтиленгликолевьй зфир

Нонилфенола в качестве змульгаторов. Размер капель водной дисперсной фазь « 20 микрон, при среднем значений порядка 10 микрон. Такое техническое решение также не способно полностью соответствовать целям физико-химической стабильности, защитьї окружающей средьі, снижения затрат и снижения расхода топлива.

Но указания, содержащиеся в зтом патенте могут, тем не менее, помочь специалистам в перспективньх разработках в данной области. 70 Другой краткий обзор в СПпетіса! Абзігасі Мо101:57 568 7, Бразильского патента 82 4 947 относится к змульгированному топливу, включающему углеводородь, состоящие из сильновязких и тяжельх нефтепродуктов, воду, зтанол и змульгатор, состоящий из зтоксилированного нонилфенола. Зто змульгированное топливо предназначено для использования в обьічньїх печах и нефтяньїх форсунках. Зто топливо не соответствует ожидаемьм характеристикам сгорания, требованиям защить! окружающей средь и 75 нИЗКОГО расхода топлива. Кроме того, физико-химическая стабильность такой змульсий очень низкая.

Международная патентная заявка РСТ Мо УМУО 93/18117 на имя настоящего Заявителя описьіваеєет змульгированньсе топлива, на улучшение которьїх направлено настоящее изобретение.

Зти змульгированнье топлива, которье могут бьть моторньми топливами, включают определеннье количества углеводородов и незначительное количество группьі присадок, в основном состоящей из го Ззмульгирующей системь,, включающей сорбитаноолеат, полиалкиленгликоль и зтоксилат алкилфенола.

Дисперсная фаза таких змульгированньїх топлив состоит из водьі, присутствующей в количестве от 5 до

З5оомас., тогда как присадки присутствуют в количестве от 0,1 до 1,59омас.

Предельі концентрации (9омас.) сорбитаноолеата, полиалкиленгликоля и зтоксилата алкилфенола составляют соответственно 0,20 - 0,26 7 0,20 - 0,25 / 0,20 - 0,27. В целом, зта патентная заявка указьіваєт, с что Ззти три основнье присадки используют в равньх количествах: 1 / 1 / 1.

Зксплуатационньое характеристики таких известньїх змультированньїх топлив, а именно, стабильность, о снижение уровня видимьїх и невидимьх загрязняющих веществ, снижение расхода топлива и снижение стоимости, можно значительно улучшить. В частности, исследования и разработки в области змультированньх моторньхх топлив показали, что улучшения, касающиеся стоимости и стабильности змульсии, являются Ге) жЖелательньми особенно в реальньїх условиях использования в транспортном средстве.

Зтот обзор предшествующего уровня техники показал, что существует потребность в змульгированном о топливе, которое является физико-химически стабильньім (не разделяемьм на фазьї), мало загрязняет «- окружающую среду и является зкономичньм с точки зрения стоимости и расхода.

Одной из основньїх целей настоящего изобретения является исправление вьішеозначенньїх недостатков ее, з5 путем получения змульгированного топлива, в частности, моторного топлива, состоящего из стабильной ю водно/углеводородной змульсии, которая остается совершенно гомогенной в течение долгого времени, как в резервуарах для хранения, так и в злементах схем, составляющих устройства сжигания, в которьїх можно использовать зти топлива.

Другой важной целью изобретения является получение новьїх улучшенньїх змультированньїх моторньх « топлив, которне демонстрировали бьі хорошие результатьь в снижений расхода топлива и вьіброса видимьх с загрязняющих веществ, т. е. дьіма и твердьїхх частиц, и газообразньїх невидимьїх загрязняющих веществ, таких й как СО, МО, и/или 505, несгоревших углеводородов и СО». "» Другой важной целью изобретения является обеспечение нового змульгированного топлива по низкой себестоимости, так, чтобьї сохранить преимущество от частичной замень! дорогостоящих углеводородов водой.

Еще одной целью изобретения является обеспечение способа получения стабильньх, зкологически с безопасньх и зкономически вьігодньїх змультированньїх топлив, при зтом важно, чтобь! зтот способ бьл недорогим и легко осуществимьм, не предусматривающим обязательнье сложнье операции или устройства. б В свете вьішеизложенного Заявитель, следуя изобретательскому замьіслу, разработал улучшеннье - змульгированнье топлива, отличающиеся следующими свойствами:

С одной стороньї топлива имеют водную дисперсную фазу, состоящую из капель уменьшенного размера, і-й которье имеют пленку на поверхности раздела, участвующую в явлении коалесценции. Для стабильности о змульсий также важно, чтобьї размер дистрибуции водньїхх капель бьіл по возможности более узким.

С другой стороньі, вьібранная композиция змульгирующей системь! является дополнительньм фактором, способствующим достижению необходимой стабильности, размера и степени распределения капель водной фазьі в фазе дизельного топлива.

Из вьішеизложенного следует, что настоящее изобретение относится к улучшенному змульгированному іФ) топливу, состоящему из змульсиий водьі в по меньшей мере одном углеводороде, при зтом указанное топливо ко отличается тем, что: зта змульсия содержит змульгирующую систему, включающую: во (І) по меньшей мере один сложньій зфир сорбита общей формуль! х х ()

СЯ ен--свех б5 Хх или х х (З

ЩІ ситтенотених нх Х в которой: м 1 - радикальі Х являются одинаковьми или отличньми друг от друга и каждьій представляет ОН или К 'СОО-, где К' является линейньм или разветвленньм, насьщенньм или ненасьщенньм, алифатическим углеводородньім радикалом, возможно замещенньім гидроксильньмми группами и имеющим от 7 до 22 атомов углерода, при зтом В! предпочтительно является остатком жирной кислотьі, не имеющим карбоксильную группу /5 на конце цепи, при зтом сложньй зфир (І) имеет ГЛБ от 1 до 9; (І) по меньшей мере один сложньій зфир жирной кислотьї общей формуль!

В -6-0. (во о в которой: - В? является линейньм или разветвленньм, насьщенньм или ненасьщенньм, алифатическим углеводородньім радикалом, необязательно замещенньім гидроксильньіми группами и имеющим от 7 до 22 с атомов углерода, при зтом В? предпочтительно является остатком жирной кислоть! без карбоксильной группь! на конце цепи, о - ВЗ представляет линейньй или разветвленньй С.-Сідалкилен, предпочтительно Со-Сзалкилен, - п является цельім числом, большим или равнь!м 6, и предпочтительно от 6 до З0, и - В? представляеєт водород, линейньй или разветвленньй С4-Сідалкил со о ю

Ї, - -с6-ї со где В? такой, как определено вьіше для ВК, при зтом сложньй зфир (Ії) имеет ГЛБ больше или равньй 9; юю и (І) по меньшей мере один полиалкоксилированньій алкилфенол общей формуль! к-(О оче-оук « в которой: но) с 2? является линейньм или разветвленньм С1-Соралкилом, предпочтительно Св-Содалкилом, "з - т является цельім числом, большим или равнь!/м 8, предпочтительно от 8 до 15, и - В и Е8 являются такими, как определено для ВЗ и В? соответственно формуль! (ІЇ), при зтом сложньй зфир (ІІІ) предпочтительно имеет ГЛБ от 10 до 15; сл 15 общий показатель ГЛБ зтой змульгирующей системьі от 6 до 8, предпочтительно от 6,5 до 7,5; змульсию готовят таким образом, что средний размер капель водной дисперсной фазьі составляет менее (о) или равен Змкм, предпочтительно 2 мкм, и особенно предпочтительно 1мкм, при стандартном отклонений менее - 1мкм.

Такие характеристики, касающиеся: 1 50 - размерного профиля капелек водной фазь и со - изобретательского вьібора подходящей композиции для змульгирующей системь! являются преймущественньіми и новьіми и имеют четкое отличие от изобретения согласно МО 93 18 117, которое улучшено данньім изобретением.

Преимуществом змультированньїх моторньїх топлив, обладающих такими характеристиками, является вьісокая стабильность при хранений в течение долгого времени. Они не разделяются на фазь (не происходит (Ф) фазового разделения) ни в резервуарах, ни в различньїх злементах схем устройств, способньх

ГФ функционировать как места сжигания топлива, например, двигатели внутреннего сгорания, форсунки и т. д.

Змульсия в соответствии с изобретением остается совершенно гомогенной, таким образом риск создания до /Межелательньх условий в устройствах сгорания крайне ограничен. МЙИсключение фазового разделения и коалесценции гравитационньім или любьім другим способом разделения (фильтрацией, центрифугированием и т.д.) является основньім техническим достижением, благодаря которому будет возможно промьішленное и коммерческое использование изобретения в конкретньїх условиях.

Все вьішеперечисленное является действительньми улучшениями в сравнений с змульгированньім моторньіїм топливом патента УУО 93 18 117. б5 В контексте данного изобретения стабильность змульсий означает сохранение змульсии в ее начальном гомогенном физико-химическом состоянии (никакого фазового разделения, никакой коалесценции капелек дисперсной фазьї) в процессе хранения в течение по меньшей мере З месяцев при комнатной температуре.

Кроме того, змульгированнье топлива в соответствии с изобретением показьівают одновременно ценнье и удовлетворительнье зксплуатационнье характеристики в том, что касается снижения вьіброса загрязняющих веществ в окружающую среду и расхода топлива, и такой результат получают при разумной себестоиймости топлива.

Следует отметить, что зто бьіло достигнуто не за счет ухудшения характеристик сгорания (вьісокого уровня термической и термомеханической зффективности). 70 Также отсутствие больших капель дает возможность свести к минимуму проблемь! засорения, потери давления и/или отделения водьі в фильтрующих средствах, таких как существуют в питающих схемах для змульгированного топлива. Кроме того, такие проблемь усугубляются в условиях сильньїх холодов, вьізьївающих замерзание капелек водной фазьі; зто приводит к образованию шариков, обладающих большей способностью к засорению, нежели капельки жидкости. Повреждения, вьізьіваемье замерзанием капель, можно 7/5 Значительно уменьшить путем добавления антифризов.

Установление среднего диаметра капелек водной фазь! на уровне Змкм, предпочтительно 2мкм, и особенно предпочтительно їмкм с максимальньм стандартньм отклонением їмкм является одним из определяющих факторов, гарантирующих стабильность змульсий и, в частности, ограничивающих явления коалесценции и фазового разделения. В соответствии с о изобретением при опрактическом использований профиль 2о "Монодисперсньх" частиц определен в размере їмкм (см. кривую на Фиг.5). Зто означает, что популяция капелек является однородной по размеру, и размер, кроме того, является достаточно мальм, что дополнительно способствует стабильности змульсии.

В контексте данного изобретения аббревиатура ГЛБ означаєт "Гидрофильно-Липофильньій-Баланс". Зто является широко известньмм показателем характеристик змульгаторов. Ссьілочньій документ в области с змульсий, а именно: "ЕМИОЇ ЗІОМ5: ТНЕОКУ АМО РЕКАСТІСЕ. Раш ВЕСНЕНК-КЕЇІМНОЇГ О Рибіїзпіпд Согр. - АС5

Моподгарй - ед. 1965", дает детальное определение НІ В в главе "Химия змульгаторов"' - стр. 232 и далее. Зто і) определение включено в данное описание в качестве ссьлки.

Качественньй и количественньій состав змульгирующей системь также является отличительной характеристикой изобретения, которая способствует получению достигаемьх результатов, особенно со зо касающихся стабильности.

Преимущественно змульсия включает по меньшей мере Б5оомас. водьі, и концентрация змульгирующей юю системь! относительно общей массь! топлива меньше или равна Зодомас., предпочтительно меньше или равна - до 2Уомас.

В предпочтительном варианте изобретения змульгирующая система включаєет З соединения (І), (ІЇ) и (ІІІ) в ісе) з5 спедующих пропорциях: ю (І) от 2,5 до 3,5мас. част., предпочтительно З має. час., (І) от 1,5 до 2,5мас. част., предпочтительно от 1,5 до 2мас, част., (І) от 0,5 до 1,9мас. част., предпочтительно от 0,5 до 1,5мас. част.

Сложньй зфир жирньїх кислот сорбитана (І) предпочтительно в основном состоит из одного или более Сі8 « сорбитаноолеатов, необязательно соединенньх с одним или более сложньм зфиром С зв (линолевой, 7-3 с стеариновой) и Сів (пальмитиновой) жирньїх кислот. Конечно, сложньй зфир (І) не ограничен сложньми

Й монозфирами жирньх кислот сорбитана, но также охватьтвает сложнье дизфирь! и/или сложнье тризфирь и их а смеси. В любом случае одним из критериев вьібора зтого сложного, зфира (І) предпочтительно является его показатель ГЛБ в интервале от 1 до 9, что придает ему явную липофильную тенденцию. В более частном случае предпочтительньїй ГЛБ для сложного зфира (І) составляеєт от 2,5 до 5,5. с Учитьівая вьішеизложенное, на практике предпочтение отдают смесям сложньїх зфиров состоящим в основном из сорбитаноолеатов, в меньших количествах, сорбитанопальмитата, стеарата и линолеата. Так,

Ме. одним из возможньїх примеров является сорбитаносесквиолеат, поставляемьй на рьінок под торговой маркой - ЗРАМ 839 или АК АСЕЇ. 839 (ІСІ).

Другими примерами сложньх зфиров сорбитана (І) , которне можно здесь привести, являются о лауратосорбитаньі, поставляемье на рьнок под торговой маркой ЗРАМ 205 или АКІГАСЕЇ 209 (ІСІ) или с АІЇКАМИОЇ5 ЗМІ (КНОМЕ РОШІЕМС) и стеаратосорбитаньі, поставляемье на рьінок под торговой маркой

АКІАСЕЇ 609 (ІСІ) или АЇ КАМИ 5 ЗМІ. (ЕНОМЕ РОШІ ЕМС), хотя зто не полньїй перечень.

Очевидно, что в контексте настоящего изобретения сложнье зфирь! (І) также охватьшвают все аналоги и производнье сложньїх зфиров жирньх кислот сорбитана.

Что касается соединения (І), его вьбирают из олеатов и/или стеаратов и/или рицинолеатов (Ф) полиалкиленгликоля и, предпочтительно, полизтиленгликоля (ПЗГ), предпочтительно из тех, в которьїх ПЗГ ка имеет молекулярную массу меньше или равную 450, предпочтительно порядка 300.

Так, одним из возможньїх примеров является моноолеат ПОГ 300, поставляемьй на рьінок йод торговой во маркой ТІГОЇ. 1632 (О0МІОМ СЕКІМАМ 5А) или ЕМО! ЗОСЕМ АФ (НОЕСНЗ5Т). Другими примерами соединений (І), которне можно здесь привести, являются моноолеат ПОГ 400, поставляемьїй на рьінок под торговой маркой

ЗЕСОБТЕК МО 400 (5ТЕРАМ) или КЕМСОРАЇ (СЕСА), стеариновая кислота, зтоксилированная 8 зтокси единицами (- стеарат ПОГ 350), поставляемая на рьінок под торговой маркой ЗІМИОЇ БОЇ. М459 (ЗЕРРІС) или

МУКУ 4509 (ІСІ) и рицинолеат ПЗГ, поставляемьй на рьінок под торговой маркой СЕКЕХ ЕЇ 4929 (АОЗСНЕМ в5 ЗрА) или МАКГОЗОЇ. КТОЄ (НОГ5 АС, 5ТЕРАМ).

Алкоксилат алкилфенола (ІІ) предпочтительно вьібирают из полизтоксилированньїх нонилфенолов и/или октилфенолов, при зтом особенно предпочтительньі! полизтоксилированнье нонилфенольі.

На практике зто, например, зтоксилат нонилфенола. Его можно прейимущественно заменить или соединить с одним или более другими алкоксилатами алкилфенолов. Так, предпочтительно вьібирают такие алкоксилать алкилфенолов (ІІ), в которьіїх замещающий фенольную группу алкильньій радикал содержит от 1 до 20 атомов углерода, предпочтительно от 5 до 20 атомов углерода. Кроме того, предпочтительно также вьібирать алкоксилатьї алкилфенолов (например, зтоксилат), в которьїх алкокси цепь содержит предпочтительно от 8 до 20, и особенно предпочтительно от 8 до 15 групп окиси алкилена (например, окиси зтилена) на молекулу.

На практике предпочтение отдают полизтоксилированному нонилфенолу СоРіо-СеН/-(ОСНьЬСНо) Он, 7/0 где 8 х т х 15. В рамках данного изобретения является важньм использование полизтоксилированньїх нонилфенолов, которне отличаются не только гидрофильньїм характером, но также температурой помутнения, являющейся вьіше З30"С, которую определяли в соответствии со стандартом 0ІМ 53917 с использованием 195 по массе водного раствора. Комбинация таких характеристик сделала возможньм не только получение змульгирующих систем с вьісокими зксплуатационньіми свойствами для получения, змульсиий вода/топливо в /5 сСоответствий с изобретением, но также получение замечательно вьісоких характеристик температуростойкости, что делает змульсию стабильной в широких температурньїх пределах.

Другими примерами соединений (ІІ), которье можно здесь привести, являются полизтоксилированнье октилфенольї, в частности, поставляемье на рьінок под торговой маркой ОСТАКОХО (ЗЕРРІС) или 5ІММОРАЇ.

ОРФ (ЗІСОВКЕ-5ІММОМА).

В одном предпочтительном варианте изобретения соединение (Ії) змульгирующей системь! представляет смесь полизтоксилированньх нонилфенолов, предпочтительно двух нонилфенолов, имеющих 9 и 12 зтиленоксидньїх остатков соответственно.

Не ограничивая изобретений, топлива, к которьім относится изобретение, более конкретно представляют те, в которьїх углеводород или смесь углеводородов, которье образуют часть их состава, вьібирают из следующей с группьі продуктов: дизельнье топлива, бензинь, керосиньі, печнье топлива, синтетические моторнье топлива, зтерифицированнье или незтерифицированньсе растительнье масла и их смеси. і)

Более предпочтительно изобретение относится к особой группе топлив, включающей моторнье топлива (дизельнье топлива, бензинь), керосиньї, синтетические моторнье топлива, зтерифицированнье и незтерифицированньюе растительнье или животнье масла), которье используют в качестве топлив в о зо Ддвигателях внутреннего сгорания или тепловьхх машинах.

Кроме углеводородов, водьії и змульгирующей системьй к моторному топливу или другому топливу по юю изобретению можно добавлять другие продуктьі, вніполняющие разнье функции. «-

В зтой связи одним из найболее важньїх преимуществ углеводородно/водньїх змульсий по настоящему изобретению является то, что они предоставляют два различньїх типа носителя для присадок, а именно, ісе) з5 липофильньй носитель, состоящий из углеводородной диспергирующей фазь), и гидрофильньй носитель, ю состоящий из водной фазьі. Зто значительно расширяет возможности для введения активньїх соединений присадок. Ранее только растворимье в масле соединения можно бьіло легко ввести в моторнье топлива и другие топлива. Зто ограничение сегодня удалось устранить с помощью настоящего изобретения, поскольку в соответствии с изобретением количество растворимьїх в воде продуктов намного больше, чем количество « продуктов, растворимьїх в топливе. в с Таким образом, изобретение предусматриваєт придание змульгированному моторному топливу или другому

Й топливу функции, улучшающей октановое число, путем использования присадок, являющихся растворимьми а или смешиваемьми в воде или в углеводородах. Присадки, позтому могут состоять из одного или более улучшающих октановое число продуктов, предпочтительно вьібранньх из перекисей и/или нитратов и их смесей. Алкилнитратьї являются примерами присадок, повьішающих цетановое число, их можно ввести в с змульсию через углеводородную фазу. Нитратнье соли являются гидрофильньіми дубликатами алкилнитратов.

ИХ солевой характер делает возможнь!м их перенос водной фазой.

Ме. Ингибирующая образование копоти функция является еще одной функцией, которую можно придать - топливам в соответствии с изобретением. Промоторами такой функции предпочтительно являются присадки, Состоящие из, по меньшей мере, одного металлического катализатора или катализатора на основе о щелочноземельного металла, и способствующие разложению нагара после завершения сгорания, при зтом с указаннье катализаторьї предпочтительно представляют катализаторьї на основе магния, кальция, бария, церия, меди, железа или их смесей. Такие катализаторьі), способствующие разложению нагара, очень легко вводить, поскольку они, в основном, представляют соединения, соли которьїх растворимь! в воде, что делает их вв Совместимьми с водной фазой змульсий по изобретению. Такое нельзя применить к обьічньм топливам предшествующего уровня техники, которне состоят исключительно из гидрофобньїх углеводородов. (Ф, В одном варианте изобретения предпочтительно придать змульгированньім топливам биоциднье или даже ка бактерициднье свойства. Топлива, позтому, могут необязательно включать по меньшей мере один биоцид, предпочтительно бактерицид. 60 Детергентная функция также может оказаться ценной для змульсий по изобретению. Позтому будет уместно предусмотреть случай, когда такие змульсий включают один или более детергентов или детергентньх присадок.

Функция ингибирования окислов азота (МО у), которую можно обеспечить аммиачньми соединениями (типа мочевинь или водного раствора аммиака), также ценится в топливах, в частности, в моторньїх топливах. 65 К змульгированньм топливам можно добавить функцию антифризов с помощью антифризньїх присадок, таких как гликоли или солевне растворь.

Более конкретно, практический пример композиции змульгированного топлива по изобретению представлен ниже: - углеводородць) 50 - 9995, предпочтительно 65 - 99905, - вода 0,1 - 5095, предпочтительно 1 - 35905, - змульгирующая система 0,05 - 595, предпочтительно 0,1 - 390; - присадки 0,01 - 595, предпочтительно 0,05 - 290

Кроме того, настоящее изобретение находится в полном соответствий с существующей тенденцией использования "зеленого бензина" в качестве частичного заменителя моторного топлива, особенного 7/0 дизельного. Следовательно, является вьгодньм предусмотреть введение, по меньшей мере одного зтерифицированного или незтерифицированного растительного или животного масла и/или по меньшей мере одного его зкстракта, предпочтительно в количестве от 1 до бОомас.

Возможньми примерами являются зтерифицированнье или незтерифицированнье сурепное масло, масло сои или масло подсолнечника, которне можно ввести в композицию топлива, например, в пропорциях 595, 30905 /5 мли даже БОдомас.

Настоящее изобретение далее относится к композиции присадок для моторного топлива, в основном включающей: - змульгирующую систему, описанную вьіше -необязательно, по меньшей мере, одну другую присадку, предпочтительно вьібранную из продуктов, описанньїх ниже, например, включающих: присадки, повнішающие цетановое число, каталитические промоторь сгорания нагара, биоцидьі, детергентьї, аммиачнье соединения, антифризь), зтерифицированньюе или незтерифицированньсе растительнье масла или их смеси.

В соответствии с другим аспектом, настоящее изобретение относится Кк способу получения змульгированного топлива, которьій отличаєтся тем, что состоит, преимущественно, из следующих стадий, с осуществляемьйх одновременно или неодновременно: а) берут, по меньшей мере, одно углеводородное соединение, воду и озмульгирующую систему, о включающую: (І) по меньшей мере один сложньій зфир сорбита общей формуль! (ее) х х () ю ( І сні сніх о - х (Се) или

І

Х Хх (5

С сн-сн--сн,-х « ої нх | - с Хх :з» в которой: - радикаль Х, одинаковье или отличающиеся друг от друга, и каждьйй представляет ОН или в'соо-, где В! является линейньм или разветвленньім, насьіщенньм или ненасьіщенньім, алифатическим углеводородньм сл радикалом, возможно замещенньм гидроксильньми группами и имеющим от 7 до 22 атомов углерода, при зтом

В" предпочтительно являєтся остатком жирной кислотьї, не имеющим карбоксильную группу на конце цепи,

Ме такой сложньй зфир (І) имеет ГЛБ от 1 до 9; -й (І) по меньшей мере один сложньій зфир жирной кислотьї общей формуль!

Фо в--6-оч(800-8 с І " 0) в которой: - В? является линейньм или разветвленньм, насьщенньм или ненасьщенньм, алифатическим

Ф) углеводородньім радикалом, возможно замещенньім гидроксильньіми группами и имеющим от 7 до 22 атомов ко углерода, при зтом В? предпочтительно является остатком жирной кислотьі, не имеющим карбоксильную группу на конце цепи, 60 К является линейньїм или разветвленньім Сі-Сідалкиленом, предпочтительно Со-Сзалкиленом, - п представляет целое число, большее или равное 6, и предпочтительно от 6 до 30, и б РЕ" представляет водород, линейньй или разветвленньй С.-Сралкил или дв ШК где В? такой, как определено вьіше для В,

такой сложньй зфир (Ії) предпочтительно имеет ГЛБ больший или равньй 9; (ПП) и/или по меньшей мере один полиалкоксилированньій алкилфенол общей формуль! к-(О)-очк-ое т в которой: - ВЗ является линейньїм или разветвленньім С.4-Соралкилом, предпочтительно Св-Соралкилом, - т представляет целое число, большее или равное 8, и предпочтительно от 8 до 15, и 70 - В" и 28 являются, соответственно, как определено вьіше для ВЗ и В" формуль (Ії), причем сложньй зфир (ІІІ) имеет ГЛБ от 10 до 15,

ГЛБ змульгирующей системьі! составляет от 6 до 8, предпочтительно 6,5 - 7,5; и, возможно, другие присадки;

Б) смешивание зтих составляющих для образования змульсий вода-в-масле; с) фракционирование змульсий с целью уменьшения размера капелек водной дисперсной фазьї до среднего размера, которьій меньше или равен Змкм, предпочтительно 2мкм, и особенно предпочтительно 1мкм, при стандартном отклоненийи менее 1мкм.

Способ по изобретению можно кратко охарактеризовать, как образование змульсий и фракционирование зтой змульсий с целью уменьшения размера капелек водной дисперсной фазьі до получения монодисперсньх 2о частиц с размером мкм и поддержание такого размера частиц при стандартном отклонений менее 1мкм.

Змульгирование в большой степени зависит от змульгирующей системьі. Последняя, предпочтительно, имеет следующий состав: (І) от 2,5 до 3,5 част. мас., предпочтительно З част. мас. (І) от 1,5 до 2,5 част. мас., предпочтительно от 1,5 до 2 част. мас. сч (ПОот 0,5 до 1,9 част. мас., предпочтительно от 0,5 до 1,5 част. мас.

Способ по изобретению является способом, которьій можно использовать для получения улучшенного і) змульгированного топлива (например, моторного топлива), описанного вьше. В следующую далее часть описания, относящуюся к способу, можно включить во всей полноте характеристики и наблюдения, приведенньсе вьіше, касающиеся продуктов, используемьїх в змульсии. со зо Фракционирование змульсии представляет механическую или термомеханическую обработку, направленную на разбивание когезионного сцепления между капельками с тем, чтобь! способствовать их дальнейшему юю дроблению. Средства, используемье для фракционирования, используемье предпочтительно на стадий с) «- включают статический смеситель, центробежньй насос или другой тип насоса, коллоидную мельницу или другой тип мельниць, роторньій смеситель, ультразвуковой смеситель и другие средства фрагментирования ісе) одной жидкости в другой, несємешиваемой жидкости. ю

На практике в качестве фракционирующих средств можно использовать статические смесители. Такие статические смесители представляют устройства, через которне с большой скоростью пропускают змульсию, и в которьіх указанную змульсию направляют по желобам с резкими изменениями направления и диаметра, которье составляют внутреннюю часть смесителя. Зто в результате приводит к потерям давления, что « является показателем получения требуемой змульсии в том, что касается степени измельчения и стабильности. З) с Для получения змульсий в необходимом количестве можно )использовать роторньй смеситель, поставляемьй на рьнок под торговой маркой ШІ ТКА-ТОККАХФ, гомогенизатор вьісокого давления, ;» поставляемьій на рьнок фирмой АРМ-ВАКЕК, или средства, известнье специалистам в данной области техники.

В одном варианте способа по изобретению стадий смешивания/фракционирования Б) и с) являются, с например, последовательньми, т. е. процедура включаєт смешивание углеводорода(ов), змульгирующей системь! и, если необходимо, присадок на первой стадии, при зтом премикс смешивают и змульгируют с водой

Ме. на второй стадии. - В другом варианте способа по изобретению обеспечивают вьіполнение стадий а) - с) непрерьівнь!м способом. о Стадии а) - с) способа по изобретению осуществляют при комнатной температуре, которая является также с температурой жидкостей и материалов, которне при зтом используют.

Поскольку змульгированное топливо, по изобретению и/или полученное по способу изобретения, обладает преимуществами, такими как стабильность, является достаточно зкологически чистьім, является 5в НнИЗКОрасходуемьм и достаточно дешевьм, оно предназначено для широкого промьішленного и коммерческого использования. (Ф, Основной сектор, для которого предназначено топливо, хотя он не является единственньм, зто - моторнье ка топлива, в частности, дизельньіе топлива. Теперь можно будет предложить владельцам транспортньїх средств или других машин с тепловьіми двигателями (например, с дизельньім двигателем) змульгированнье топлива, бр Включающие от 5 до 1595 мас. водь, при зтом необязательна какая-либо модификация двигателя.

Кроме того, после некоторьїх сравнительно незначительньх адаптации двигатели могут работать зффективно, зкономично и при зтом с низким загрязнением окружающей средь! на змульгированньх топливах, включающих от 35 до 4595 мас. водьі.

Зто является значительньім техническим прогрессом в области моторньх топлив. 65 В области топлив для тепловьїх машин, таких как бойлерьі, печи, газовье турбиньі, генераторьі, можно использовать топлива по изобретению в качестве печньїх топлив.

Изобретение далее поясняется с помощью примеров, описьвающих получение и представляющих структурнье и функциональнье характеристики змульгированньїх моторньїх топлив по изобретению, а также с помощью сравнительньїх испьітаний, показьівающих прейимущества змульсий по изобретению в сравнений с ближайшими аналогами предшествующего уровня техники. Зти примерь! таюке наглядно демонстрируют все преимущества и варианть! таких углеводородно/водньїх змульсий.

Примерь! поясняются при помощи прилагаемьх Фиг.1 - 4.

Фиг.1 показьівает оптически увеличенную микрофотографию, сделанную с заданньім увеличением, змульсий вода/дизельное топливо по изобретению, размер капелек водной дисперсной фазь! менее или равен 1мкм. 70 Фиг.2 показьвает оптически увеличенную микрофотографию, сделанную при том же увеличении, что и

Фиг.1, змульсии вода/дизельное топливо, соответствующей ближайшему аналогу, размер капелек водной дисперсной фазь! более или равен 1Омкм.

Фиг.3З представляет схему устройства фракционирования змульсии, которое можно использовать в способе по изобретению.

Фиг.4 представляет график скорости вращения двигателя (об/мин) как функции времени (сек.), полученньй при проведений идентификационньіїх испьітаний змульгированньїх моторньх топлив по изобретению и по предшествующему уровню техники, проведенньх на автобусах с дизельньіми двигателями (Пример ІЇ).

Фиг.5 представляет график распределения размера монодисперсньїх частиц змульгированного моторного топлива по изобретению, на котором средний диаметр й капелек водной фазьї отмечен по оси абсцисс, а ДМ/М отмечен по оси ординат, при зтом М является общим количеством капелек, а АМ представляет количество капелек данного диаметра я.

Фиг.6 показьівает цикль! изменений температурь! и смешивания в применений к летней формуле (Фиг.б.1) и зимней формуле (Фиг.6.2) с целью определения их стабильности при использованиий.

ПРИМЕР 1 с

Используя описанньій вьіше способ, обьеединяющий стадии а), Б) и с), получали несколько змульсий с о разньім составом змульгирующей системьі. Для сравнения общее количество поверхностно-активньїх веществ оставалось постоянньім на уровне 1,8695 мас. от общей массь! змульсии. Общее количество водного раствора (вода ї необязательнье растворимьсе в воде присадки, такие как биоцидь! или антифриз) бьіло постоянньім и составляло 13905 мас. в расчете на массу всего состава. с

Стандартньїйй состав подробно представлен в Таблице 1. ю -

Фо зв ю « не - 7 1096 мас. МОГ (монозтиленгликоля) добавляют к воде в зимней формуле; ,» "х А; дозирование в размере 1 часть на 1000 в расчете на обьем дизельного топлива; --х В: дозирование в размере 2 части на 1000 в расчете на обьем водь.

Состав змульгирующих систем, которье испьітьшали, представлен в Таблице 2. В Таблице 2 состав 1 представлен в виде массовьїх количеств каждого составляющего змульгирующей системьі, необходимо при зтом отметить, что указанная система представляет 1,8695 мас. конечного состава змульсии.

Ф Для понимания Таблиць 2 необходимо определить следующее: -- композиции А - Г являются композициями по изобретению; композиция С является композицией, описанной в УУО 93/18117; й композиции Н - | служат в качестве Сравнительньх Примеров, которне демонстрируют превосходство

ІЧ е) составов по изобретению над составами, содержащими только два составляющих или составами с ГЛБ вне пределов, определенньїх данньім изобретением. ов 7 сю 0000 1АІвІс|в|е Ів Ін Пк о орбитаносескислевт 00000303 15И5Л5 00051 ю Сорбитаномонолеат 000100013000160 16515

Сорбитанолаурват 11111111 011111 ві во Сорбитаностарат 00000015 паю 00111

Пегзоомонюлеят 00000022 22122 пагеромоюютеят 11110111

Пегзоорицинлят 11100021 вв онилфенолототсилированняйо9 1 1511 1151115

Нонилфенол зтоксилиро-ванньй 12 030,5 0,5 1

"онилфенол зтосилированняй 0091 1 1 1 11111 8

Отилфенопотксилированннйзоя 10005 лвозмульгируюєщей системи 75 ттТе|в5 тв то 82 ол іви 92 8,6 ом

ОЗ - окись зтилена.

Качество полученной змульсий определяют по следующим критериям:

Критерий размера частиц

Его определяют по гомогенному виду капелек водьі, диспергированньїх в дисперсионной среде дизельного /0 топлива, с низкой полидисперсностью и средним размером частиц менее 1мкм, при стандартном отклонений менее 1мкм. Определение осуществляли при помощи анализа злектронно-микроскопического снимка.

Критерий стабильности

Зто двойной критерий и относится к стабильности в условиях использования (динамический характер) и стабильности при хранений при различньїх температурах.

Стабильность при использований

Показателем является отсутствие расслаийвания/отстаивания или другого разрушения змульсии, наблюдаемое на 1-литровом образце, помещенном в стеклянньй сосуд с плоским дном (типа химического стакана), которьій подвергали циклу испьітания в искусственно созданньїх условиях изменения температур, как зто происходит с моторньім топливом в баке. Расслоение змульсиий имеет место, когда обьем надосадочной го Жидкости, соответствующий разделению дизельного топлива, составляет более 595 общего обьема образца, или когда вода появляется на дне химического стакана.

Профиль цикла изменения температурь! показан для каждой формуль! "летней" и "зимней" на Фиг.б. Нужно отметить, что систему необходимо перемешивать (осторожное механическое перемешивание, около бОоб/мин, или оставить в покое, в зависимости от фазь! цикла. Фиг.6.1 иллюстрирует цикл для летней формульї, а Фиг.6.2 - сч дб Чикл для зимней формульі.

Стабильность при хранений о

Критерием является отсутствие расслаийвания/отстаивания в З образцах после З месяцев статического хранения в конических колбах, помещенньх в условия 0"С, 207С и 40"С соответственно.

Все зти критериий применяли к составам, полученньмм из композиций А - Ї, как описано в Таблице 3. со 30 Результать! представлень в Таблице 3. Раствор метанола (МеонН) в воде или раствор сложного метилового зфира сурепного масла (СМОЗ) в дизельном топливе также добавляют к некоторьім составам, в каждом случає М проценть! вниіражали по отношению к общему обьему состава. «-

Стабильность при хранении определяется отрезком времени, по истечений которого наблюдается расслоение состава. (Се) з ПРИМЕР Ії: ПОЛУЧЕНИЄ ЗМУЛЬСИЙ ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО/ВОДА/ЗМУЛЬГИРУЮШДЯ СИСТЕМА (В ою

СООТВЕТСТВИИ С ИЗОБРЕТЕНИЄЕМ И В СООТВЕТСТВИИ С БЛИЖАЙШИМ АНАЛОГОМ ИЗОБРЕТЕНИЯ)

П.1. Змульсия по изобретению (3: 2: 1 змульсия)

Стадия а)

І. 111. Для получения 200кг змульсии используют следующие исходнье материаль!: « - 164кг дизельного топлива, -о - акг змульгирующей системь! (ЗС) с - 2кг присадки, повьішающей цетановое число, типа алкилнитрата, поставляемой на рьінок под Мо СІ 0801 :з» фирмой ОСТЕЇ, - ЗОкг водопроводной водні. 5 о св |||: |в|сіо|є | |в іні | кс

Ф

- т Шон см меон меон меон г2; 42) МКМ МКМ МКМ МКМ МКМ МКМ ше я использований ооо 1111 хранений о

ГІ нед. г

І. 1.2. Получение змульгирующей системь!: 4кг змульгирующей системь! получают смешиванием в пропеллерной мешалке, вращающейся со скоростью несколько сот оборотов в минуту, в течение нескольких минут следующих материалов: - З част. мас., т. е. 24г ЗОКВІТНОМО 506 (поставляется на ріінок фирмой ЮОМІОМ ОЕКІМАМ 5А), бо 2 част. мас., т. е. 1,333кг моноолеата полизтиленгликоля (поставляется на рьінок фирмой ОМІОМ ОЕКІМАМ

ЗА под торговой маркой ТІ ОЇ 2 163), - 1 част, мас., т.е. 0,66бкг зтоксилата нонилфенола (типа, поставляемого на рьінок под торговой маркой

МОМІСРЕМОГФ 9М ОХІЕТНІЇ фирмой ОМІОМ ОЕКІМАМ ЗА.

Зта змульгирующая система имеет ГЛБ 72.

Стадии Б) и с): Предварительное смешивание, образование змульсиий и фракционирование. 4кг змульгирующей системь! вводили в 16б4кг дизельного топлива и зту смесь в течение нескольких минут гомогенизировали с помощью пропеллерной мешалки, вращающейся со скоростью несколько сот оборотов в минуту. В процессе перемешивания добавляют 2кг присадки, повьішающей цетановое число, а ЗОкг водь 7/0 добавляют непосредственно перед фракционированием, которое описано ниже. Используют устройство, как показано на Фиг.3. Оно состоит из: - емкости 1 для содержания в ней жидкости 2, в состав которой входят все составляющие змульсий за исключением водь до фракционирования, или состоящей из стабилизированной змульсии в конце фракционирования, - средства фракционирования З вігісю зепви, - и схемьї 4 подачи водь (М/).

Емкость 1 опредставляет обьчньй контейнер, в которьій непрерьшвно или периодически подают предварительно смешанньй состав дизельное топливо/змульгирующая система/присадка.

Средство фракционирования З состоит из статического смесителя 5 типа ММ - 40ОМ 20 (5 последовательно 2о расположенньїх смешивающих злементов), поставляемого на рьінок фирмой ЗИЦІ7ЛЕК. Зтот смеситель состоит из полого цилиндра, имеющего входное и вьіпускное отверстия для жидкости и определенньїй внутри цилиндра зигзагообразньій путь для прохождения жидкости, при зтом указанньй путь создают при помощи нескольких ступеней поперечньїх секций, обеспеченньїх наклонньіми прорезями, образующими желоба для прохождения жидкости. Вьіпускное отверстие статического смесителя 5 соединено с трубопроводом 6, проходящим внутрь с ов емкости 1 (средства б переноса вьіходящего потока в емкость 1), тогда как входное отверстие соединено с трубопроводом 7, снабженньм насосом 8. Свободньй конец 9 зтого трубопровода 7 погружают в ванну с і) предварительно смешанньм составом или змульсией 2 в емкости 1. Вверху потока и в непосредственной близости от входного отверстия насос 8 также подсоединяют к трубопроводу 10, подающему воду, которьй вместе с клапаном 11 образует схему 4, на которую ссьлаются вьіше. Такое устройство способно обеспечить о большие потери давления при номинальной скорости потока и, таким образом, вьізвать дисперсию змульсии.

Фракционирование с помощью такого устройства осуществляют следующим способом: юю

После того, как оемкость 1 уже заполнена предварительно полученной смесью дизельное "же топливо/ЗС/присадка, включают насос 8, чтобьі! вьізвать циркулирование жидкости в статическом смесителе 5.

Затем открьівается злектрический клапан 11 для обеспечения подачи водьі - и смешивания ее с премиксом ісе) з5 дизельное топливо/ЗС/присадка внутри насоса 8, зту смесь переносят в статический смеситель, где она ю подвергается необходимому фракционированию. Давление потока на вьіходе из насоса 8 составляет 5МПа.

В настоящем примере ЗОкг водьії вводят примерно в течение 1їмин. Система работает в контуре для обеспечения фракционирования в течение ЗОмин. Зто дает 200кг змульсии, соответствующей характеристикам изобретения. Зта змульсия имеет беловатьй цвет и кинематическую вязкость 6б,2мм /сек. при 202С. «

І. 2. ЗМУЛЬСИЯ, СОСТАВ КОТОРОЙ СООТВЕТСТВУЕТ БЛИЖАЙШЕМУ АНАЛОГУ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО /ШЗ с УРОВНЯ ТЕХНИКИ (1: 1: 1 ЗМУЛЬСИЯ) ц Получают 200кг змульсии, используя 184кг дизельного топлива, 4кг змульгирующей системь, 2кг присадок, "» состоящих из окиси магния и толуола, и ЗОкг водь.

Соотношение ЗОКВІТНОМО 506 : ТІ ОЇ 1638: МОМІСРЕМОГ Ф 9М ОХІЕТНІГ 2 составляеєт1! :1:1,ане3:2: 1, как в разделе 1,1 вніше. Зта змульгирующая система имеет ГЛБ 8,7. ос Использовали рабочий протокол, как описано в патентной заявке УУО 93/18 117.

ТАКИМ СПОСОБОМ ПОЛУЧАЛИ 200кг ЗМУЛЬСИЙ БЕЛОВАТОГО ЦВЕТА. б ПРИМЕР І: СТРУКТУРНЬЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЬЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗМУЛЬСИЙ 1.1. и 1.2 ПРИМЕРА І - А. СТАБИЛЬНОСТЬ 1 - Наблюдения с помощью микроскопа і-й Фиг.1 и 2 наглядно показьівают различия размерного профиля капелек водной дисперсной фазьі. В случае о змульсий ІІ.1 можно наблюдать однородность диаметра капелек при максимальном значений порядка мкм, что создает монодисперсность капелек. В противоположность зтому, известнье капельки водьі змульсий ІІ. 2 показьівают очень большую разницу в размере, при зтом большая часть капелек имеет размер больше 5мкм и Ззначительная часть капелек имеет размер более 10мкм. 2 - Мспьїтания стабильности при использований в условиях зксплуатации на общественном транспорте

Ф, (автобусь!)) Для зтих испьїтаний использовали автобусьі типа КЗ312 Кепації Мепісшез ІпдивзігівЇї8?, бензобак ко которьїх имеет на нижнем конце отводной штуцер для предотвращения отсечки топливного насоса при торможений, повороте или уклоне. во В первьій автобус загружали З0Ол змульсии в соответствии с ІІ.1., а во второй автобус для сравнения загружали Зб0Ол змульсиий в соответствии с 1І.2.

Оба автобуса вьіполняли цикл ездьї 100км в условиях города.

Затем они отдьїхали в течение 48 часов. Затем оба автобуса снова возобновили езду, оба успешно. Однако, после остановки на 15 - 30 секунд сравнительньй автобус остановился, но зтого не случилось с автобусом, 65 работающем на топливе, полученном из змульсии по изобретению.

Остановка сравнительного автобуса обьясняется недостатком стабильности змульсий 1.2, в которой происходит расслоение из-за оседания под действием тяжести в течение 48 часов. Следовательно, когда топливо забирается со дна бензобака через топливньій насос в камеру сгорания переносится большое количество отслоенной водь. Такое чрезмерно большое количество водь вьізьвает полную остановку

Ввигателя.

Кроме того, нужно обратить внимание на отклонения от нормьї, которье могут возникнуть при использований змульсий 11.2 (нестабильньїх в сравненийи с змульсиями 1І.1 по изобретению) в злементах инжекционньїх схем всех дизельньїх двигателей. Такие схемьї включают фильтр с ограниченной полосой пропускания от 1 до 2мкм, что соответствует рабочему зазору топливного насоса и инжектора. 70 В случаеє, когда капли водь! с диаметром большим или равньім полосе пропускания фильтра контактируют с фильтром, они не способньі мигрировать или испьітьівают трудности при миграции через порьї фильтра, так что вода задерживается или аккумулируется в фильтре, что является особенно вредньм. Кроме того, может возникнуть нежелательная закупорка и засорение фильтра.

Такое явление можно продемонстрировать ех зіш путем создания схемь! прохождения змульсий в фильтре с 7/5 полосой пропускания 1 - 2мкм. При работе в условиях постоянного давления засорение определяли: - измерением потерь давления и уменьшения скорости потока, - сббором на дне фильтра водьі или змульсиий с большим содержанием водьі, принимающей форму крупньсх капель.

Следует отметить, что явление замерзания водьі, которое может происходить в зимних условиях работь, 2о может только увеличить риск и скорость засорения в случае использования змульсий по предшествующему уровню техники, включающей капельки водьі с диаметром 4, большим бмкм, а не змульсий по настоящему изобретению.

В. СВОЙСТВА ЗМУЛЬСИЙ ВОДА/ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО 1.1 ПО ИЗОБРЕТЕНИЮ В УСЛОВИЯХ

ЗКСПЛУАТАЦИИ ДИЗЕЛЬНЬХ ДВИГАТЕЛЕЙ АВТОБУСОВ 1.ЕМІ 312 С ДИЗЕЛЬНЬМ ДВИГАТЕЛЕМ С с

ПРЯМЬІМ ВПРЬІСКОМ ТОПЛИВА

Проводят серию испьітаний на вьішеуказанньїх транспортньїх средствах КМІ К312 с рабочим циклом, как і9) показано на Фиг.4, включающим холостой режим К, фазу ускорения А, фазу полной скорости Р (равнина) и фазу снижения скорости Ю. Скорости менялись от 500об/мин в фазе К до 2200об/мин в фазе Р. Протяженность фаз

КАРО зтого цикла представлена на графике. В условиях испьітания зтот цикл повторяли несколько десятков раз о с использованием транспортньїх средств КМІ 312. 1.1. Измерение максимальной непрозрачности дьіма во время фазь А о

Измерение осуществляли с использованием (включенного в схему) денситометра типа Тесппоїеві 490. «ч-

Проводили 5 измерений с змульсией І. 1 по изобретению и чистьїм дизельньм топливом в качестве контроля. Нужно заметить, что дизельное топливо, используемое для получения змульсиий бьло тем же, что и і-й Контрольное. ою

Средние значения максимальной непрозрачности, виіраженнье в м" составили 3,51 для чистого дизельного топлива и 1,22 для змульсий по изобретению.

Зто составляет 6595 уменьшения непрозрачности в пользу змульсий по изобретению. « 1.2. Среднее содержание невидимьіїх загрязнителей (МО и СО) и видимьїх загрязнителей (дьм) () МО»: - с Измерения зтого загрязнителя МО у осуществляли путем хемилюминесции с использованием анализатора а СОБМА. ,» Как и в предьідущих испьітаниях проводили пять измерений с чистьім дизельньім топливом и змульсией 1І.1, полученной из такого же дизельного топлива, что бьіло использовано для контроля. Получали следующие результать!: 1 - чистое дизельное топливо: 266 обьемньїх частей/млн; б змульсия: 224 обьемн. частей/млн, т. е. уменьшение составило 1695. (ї) СО: -й Содержание зтого загрязняющего вещества в отработавших газах осуществляли с использованием сл 50 анализатора СО5МА методом инфракрасной абсорбции. Условия бьли такими же, как в (Ї).

Получали следующие результать!:

ІЧ е) - дизельное топливо: 574 обьемньх частей на миллион; - змульсия: 216 обьемньх част./млн., т.е. уменьшение содержания СО составило 3390. (ії) Твердье частиць!:

Измерение содержания твердьх частиц проводили в соответствии со стандартньм методом ІЗО 8178 с использованием миниатюрного туннеля для разбавления. о Условия такие же, как описань! вьіше. іме) Получали следующие результать!: - чистое дизельное топливо: 45,бмг/м 60 - змульсия: 29,бмг/м З, те. уменьшение содержания твердьх частиц на 3595 в пользу змульсий по изобретению. 2. ДИЗЕЛЬНЬІЙ ДВИГАТЕЛЬ НЕПРЯМОГО ВПРЬЇСКА РЕОСЕОТ 106 ТИПА ТО 05, РАБОТАЮЩИЙ ПРИ

АТМОСФЕРНОМ ДАВЛЕНИЙ

Испьтания проводили с использованием двигателей Рецйдеої 106, указанньх вьіше, в соответствии с б5 протоколами, утвержденньми Европейским Союзом по испьтанию транспортньїх средств, а именно: ЕСЕ (городской цикл) и ЄООС (пригородньй цикл - горячий двигатель).

Среднее содержание загрязняющих веществ определяли в зтих условиях испьтаний: (ї) МО: - дизельное топливо: 0,6б4г/км змульсия 1І.1 по изобретению: 0,54г/км, т.е. уменьшение на 1690. (ії) несгоревшие углеводородь!:

Мзмерения осуществляли с использованием анализатора ионизации при нагреваний пламенем в стандартньїх условиях, определенньїх стандартами ЕСЕ/ЕОЮС.

Получали следующие результать!: - чистое дизельное топливо: 0,08г/км 70 - змульсия: 0,07г/км, т.е. уменьшение на 8,895. (ії) твердне частиць!: - дизельное топливо: 0,04г/км - змульсия 1І.1: О,02г/км, т. е. уменьшение на 4695.

ПРИМЕР ІМ: ПОЛУЧЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЗМУЛЬСИЙ ВОДА/ДИЗЕЛЬНОЕ ТОПЛИВО,

СОДЕРЖАЩЕЙ 3595 ПО ВЕСУ ВОДЬЇ

ЇМ.1. Получение

Змульсию получали следующим способом: - 122кг дизельного топлива, - 4кг змульгирующей системь! типа З : 2 : 1 по Примеру 11.1 (2956 змульгирующей системьї) в расчете на общую 2о массу змульсии, - акг присадки, повиішающей цетановое число СІ 0801 от ОСТЕЇ, - 7Окг водь (3590).

Протокол получения такой же, как представлен в Примере 11.1.

ІМ.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕЄ ХАРАКТЕРИСТИК с

Проводили стендовье испьтания для одноцилиндрового двигателя прямого впрьіска обьемом порядка

БООсм 3. о

Змульсия, полученная в ІМ.1 является стабильной и имеет по существу такой же размерньій профиль водньїхх капелек, как и змульсия по Примеру 11.1.

При испьітаниях двигателю сообщали скорость 2250об/мин при среднем зффективном давлениий 8,4МПа ее) (полная нагрузка).

Определяли содержание загрязняющих веществ в вьіхлопньх газах: юю (Ї) без рециркуляции вьїхлопньх газов на впуск «ч-

Методь измерения те же, что описань вьіше. "МОХ: і-й - чистое дизельное топливо: 23,7мг/сек ю - змульсия ІМ.1: 11,Омг/сек, т.е. уменьшение на 5496. "дьім - показатель по ВОЗСН (точка ВОБСН) - чистое дизельное топливо: 1,1 « - змульсия ІМ.1: 0,2, т.е. уменьшение на 8296. (ії) при 16,590-ной рециркуляции вьіхлопньїх газов на впуск "Мох: - с - чистое дизельное топливо: 7,95мг/сек ц - змульсия ІМ.1: 4,98мг/сек, т.е. уменьшение на 38905. и"? «дьім - точка ВОБСН - дизельное топливо: 3,6 - змульсия ІМ.1: 1,6, т.е. уменьшение дьїма на 5595. с Значение 3,6 является приемлемь!м, тогда как значение 1,6 является полностью допустимьм. (22) з

Claims (1)

1. Формула винаходу о 1 Змульгированное топливо, содержащее змульсию водьі в по меньшей мере одном с углеводороде, отличающееся тем, что зта змульсия содержит змульгирующую систему, включающую: (І) по меньшей мере один сложньій зфир сорбита общей формуль! Х Хх Ше іФ) о сн - сн - ХП т х во или Х х ЩІ сн--сн--сн,-Х 0) б5 Н Хх х в которой: радикаль! Х являются одинаковьіми или отличньїми друг от друга и каждьій представляет ОН или К со, где БК' является линейньм или разветвленньм, насьщенньм или ненасьщенньм алифатическим углеводородньім радикалом, возможно замещенньім гидроксильньмми группами и имеющим от 7 до 22 атомов углерода, при зтом КЕ! предпочтительно является остатком жирной кислоть! без карбоксильной группь! на конце цепи, при зтом сложньй зфир (І) имеет величину гидрофильно-липофильного балланса ( ГЛБ) от 1 до 9; (І) по меньшей мере один сложньій зфир жирной кислотьї общей формуль! ю ві - Ї - 0-(8303,-85 (І (6) в которой: т5 В? является линейньм или разветвленньм, насьщенньм или ненасьщенньм алифатическим углеводородньім радикалом, возможно замещенньім гидроксильньмми группами и имеющим от 7 до 22 атомов углерода, при зтом В? предпочтительно является остатком жирной кислоть! без карбоксильной группь! на конце цепи, ВЗ является линейньм или разветвленньм С.4-С4о алкиленом, предпочтительно Со-Сз алкиленом, п является цельім числом, большим или равнь!м 6, и предпочтительно от 6 до З0, и В" является водородом, линейнь/м или разветвленньм С.4-Сіо алкилом или (8) ся -0--5865. і) где В? такой, как определено вьіше для ВК, при зтом сложньй зфир (ІЇ) предпочтительно имеет ГЛБ больший или равньй 9; и (І) по меньшей мере один полиалкоксилированньій алкилфенол общей формуль! со ю Й (Се) в которой: 25 является линейньм или разветвленньм С.4-Соо алкилом, предпочтительно Св-Соо алкилом, юю т является цельім числом, большим или равньм 8, и предпочтительно от 8 до 15, и В и 28, соответственно, такие, как определено для В и В" формуль (ІЇ), при зтом сложньй зфир (ІІІ) предпочтительно имеет ГЛБ от 10 до 15, « дю причем змульгирующая система имеет общий ГЛБ от 6 до 8, и предпочтительно от 6,5 до 7,5, з змульсия имеет средний размер капелек водной дисперсной фазь меньший или равньй З мкм, с предпочтительно 2 мкм, и особенно предпочтительно 1 мкм, при стандартном отклонений менее 1 мкм. :з» 2. Топливо по п. 1, отличающееся тем, что зта змульсия содержит по меньшей мере 5 мас.95 водь! и концентрация змульгирующей системь! по отношению к общей массе топлива составляет менее или равна З мас.бо, предпочтительно менее или равна 2 мас.9ро. сл 15 З. Топливо по пп. 1 или 2, отличающееся тем, что змульгирующая система содержит соединения (1), (ІІ) и (І) в следующих соотношениях: Ге) (І) от 2,5 до 3,5 мас. ч., предпочтительно З мас. ч. - (І) от 1,5 до 2,5 мас. ч., предпочтительно от 1,5 до 2 мас. ч. (ІП) от 0,5 до 1,9 мас. ч., предпочтительно от 0,5 до 1,5 мас. ч.

   1 4. Топливо по любому из пп. 1-3, отличающееся тем, что змульгирующая система содержит следующие со компоненть!: (І) вниібранньсе из сорбитаноолеатов, при зтом предпочтительньі!м является сорбитаносесквиолеат, (ІЇ) виібранньсе из олеатов и/или стеаратов, и/или рицинолеатов полизтиленгликоля (ПОГ) предпочтительно из тех, в которьіїх ПОГ имеет молекулярньй вес меньше или равньїй 450, предпочтительно порядка 300, (І) виібранньєе из полизтоксилированньїх нонилфенолов и/или октилфенолов, при зтом предпочтительньми ГФ) являются нонилфенольі.

   7 5. Топливо по п. 4, отличающееся тем, что соединение (ІЇ) змульгирующей системь! является смесью полизтоксилированньхх нонилфенолов и предпочтительно двух полизтоксилированньх нонилфенолов, имеющих 9 и 12 зтиленоксидньїх остатков соответственно. бо 6. Топливо по любому из пп. 1-5, отличающееся тем, что углеводород вьбран из следующей группь! продуктов: дизельное топливо, бензинь), керосинь, печнье топлива, синтетические моторнье топлива, зтерифицированнье или незтерифицированньсе растительньсе или животнье масла и их смеси.

   7. Топливо по любому из пп. 1-6, огличающееся тем, что помимо змульгирующей системь! оно содержит присадки, состоящие из одного или более соединений, улучшающих октановое число, предпочтительно 65 вьібранньх из перекисей и/или нитратов и их смесей.

   8. Топливо по любому из пп. 1-7, отличающееся тем, что содержит следующие присадки: по меньшей мере один катализатор на основе металла или щелочноземельного металла для разложения нагара после сгорания топлива, при зтом указанньій катализатор предпочтительно представляет катализатор наоснове магния, кальция, бария, церия, меди, железа или их смесей; возможно по меньшей мере один биоцид, предпочтительно бактерицид, возможно по меньшей мере один антифриз, вьібранньй из гликолей.

   9. Топливо по любому из пп. 1-8, отгличающееся тем, что имеет следующий состав: 70 углеводородць) 5О-9995, предпочтительно 65-9995, вода 0,1-5095, предпочтительно 1-3595, змульгирующая система 0,05-595, предпочтительно 0,1-395, присадки 0,01-595, предпочтительно 0,05-295.

   10. Топливо по любому из пп. 1-9, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере одно т зтерифицированное или незтерифицированное растительное масло и/или по меньшей мере один зкстракт такого масла, предпочтительно в количестве от 1 до 60 мас.95.

   11. Присадочньій состав для топлива, в частности для моторного топлива, содержит змульгирующую систему, определенную по любому из пп. 1-10, возможно по меньшей мере одну присадку, предпочтительно вьібранную из следующих продуктов: присадки, повьішающие цетановое число, промоторь! катализатора, промоторь! сжигания нагара, биоцидьї, поверхностно-активнье вещества, аммиачнье соединения, антифризь, зтерифицированнье или незтерифицированнье растительньсе и животнье масла или их смеси.

   12. Способ получения змульгированного топлива, предусматривающий стадии, осуществляемье одновременно или неодновременно: а) берут по меньшей мере один углеводород, воду и змульгирующую систему, включающую: с 29 (І) по меньшей мере один сложньій зфир сорбита общей формуль! Го) Хх х І І сн--сн.-Х юю) со (о) | ою х или - Хх х (Се) тЮЗ ІС) о си-сн--ся, -к а) н хх х « в которой: в с радикаль! Х являются одинаковьіми или отличньїми друг от друга и каждьій представляет ОН или К со, а где К' является линейньм или разветвленньм, насьщенньм или ненасьщенньм алифатическим "» углеводородньім радикалом, необязательно замещенньмм гидроксильньмми группами и имеющим от 7 до 22 атомов углерода, при зтом ВЕ! предпочтительно является остатком жирной кислоть! без карбоксильной группь на конце цепи, такой сложньіїй зфир (І) имеет ГЛБ от 1 до 9; 1 (І) по меньшей мере один сложньій зфир жирной кислотьї общей формуль! Ф в32-с-о-(830)--84 (Ш з Ї ся 0 (о в которой: со В? являєтся линейньм или разветвленньм, насьщенньм или ненасьшщенньм, алифатическим углеводородньім радикалом, необязательно замещенньмм гидроксильньмми группами и имеющим от 7 до 22 атомов углерода, при зтом В2 предпочтительно являєтся остатком жирной кислоть! без карбоксильной группь на конце цепи, Ф) ВЗ являєтся линейньм или разветвленньім С4-С1о алкиленом, предпочтительно Со-Сз алкиленом, ка п является цельім числом, большим или равньїм 6, и предпочтительно от 6 до 30, и В" является водородом, линейньїм или разветвленньм С1-С3о алкилом или 60 Ї - 7-3 53 : где В? - такой, как определено вьіше для в, бо сложньй зфир (ІІ) предпочтительно имеет ГЛБ больше или равньй 9;

   (І) по меньшей мере один полиалкоксилированньй алкилфенол общей формуль! б Е Оо-(Е!- 0), -К8 т 2? в которой: 25 является линейньм или разветвленньм С.4-Соо алкилом, предпочтительно Св-Соо алкилом, т является цельім числом, большим или равньм 8, и предпочтительно от 8 до 15, и 76 В и 28 соответственно такиє, как определено для КЗ и В? формуль! (ІЇ), при зтом указанньій сложньй зфир (ІІІ) предпочтительно имеет ГЛБ от 10 до 15, ГЛБ змульгирующей системьі от 6 до 8, предпочтительно от 6,5 до 7,5, и, возможно, другие добавки; Б) смешивают зти составляющие для образования змульсий вода-в-масле; с) осуществляют фракционирование указанной змульсии для уменьшения размера капелек водной дисперсной фазьй до среднего размера меньше или равного З мкм, предпочтительно 2 мкм, и особенно предпочтительно 1 мкм, при стандартном отклонений менее 1 мкм.

   13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что используют змульгирующую систему следующего состава: (І) от 2,5 до 3,5 мас. ч., предпочтительно З мас. ч. (І) от 1,5 до 2,5 мас. ч., предпочтительно 1,5-2 мас. ч., (ІІ) от 0,5 до 1,9 мас. ч., предпочтительно 0,5-1,5 мас. ч.

   14. Способ по пп. 12 или 13, отличающийся тем, что на стадийи с) используют средства фракционирования, вьібраннье из группьї, включающей сито, статический смеситель, ротационньій смеситель и ультразвуковой смеситель. с

   15. Устройство для получения змульгированного топлива, содержащее о по меньшей мере одну емкость (1), способную содержать предварительно полученную смесь (2) углеводород(ь)/змульгирующая система/присадка(йи) и/или змульсию, включающую всю или часть водь, образующей часть ее состава, средства (3) фракционирования змульсии, предпочтительно состоящие из по меньшей мере одного (ге) статического смесителя (5), входное отверстие которого соединено с трубопроводом (7), снабженного по ою меньшей мере одним насосом (8), и свободньй конец которого (9) предназначен для погружения в контейнер (2) емкости (1), при зтом вьіпускное отверстие смесителя (5) соединено со средством (б) для перемещения -- вьтекающей жидкости в емкость (1), и схему подачи водь (4), предпочтительно включающую по меньшей мере со один трубопровод (10), снабженньйй клапаном (11) и соединенньй с трубопроводом (7) вверху потока от насоса

   (8). ІФ)

   -

   . и? 1 (о) - 1 ІЧ е) іме) 60 б5