专利名称：一种制取高质量乳化重油的方法
技术领域：
本发明涉及超声波和机械搅拌联合作用制取乳化重油技术，是一种新型高效制取 乳化重油的技术，属于能源化学领域。
背景技术：
能源短缺和环境污染已经成为世界各国面临的重要问题，节能减排引起了人们的 普遍关注，成为当务之急。我国是一个能源消耗大国，能源问题更加严峻，环境污染更加严 重。节约能源、发展清洁能源已成为我国今后发展的一项长期的根本性任务。随着世界经 济快速发展和常规石油储量日益减少，重油已成为21世纪备受关注的重要能源资源之一。 全世界重油的地质储量目前约为1万亿多吨。重油、常规原油和天然气地质储量分别占油 气资源总储量的53%、25%和22%，重油的地质储量相当于常规油气储量之和。我国重油 资源比较丰富，重油、浙青资源约占石油资源总量的20%以上，预测资源量195亿吨，其中 可探明的地质资源量为79. 5亿吨，可采资源量为19. 1亿吨，重油已成为我国原油产量的重 要组成部分。乳化重油是一种节能、环保燃料，乳化重油的开发对缓解能源紧缺、改善环境污染 具有重要意义，越来越受到人们的重视。乳化重油燃烧时油粒内的水珠迅速气化，体积急剧 膨胀，油粒发生“微爆”，形成二次雾化，使油雾化成更细小的油颗粒，能增加油滴与助燃风 接触的比表面积，进而能降低不完全燃烧程度和排烟损失，提高重油的燃烧效率，并能减少 氮氧化物的生成与排放，从而可较大幅度地起到节能降耗的效果。乳化重油制备方法较多，主要有机械法、静态混合法、气动法等。传统的乳化方法 乳化效果不好、且能耗较高。除此外还有超声波法，该类方法目前虽未规模化，却是代表着 乳化重油制备新技术发展方向的乳化方法。
发明内容
本发明的目的是针对乳化重油稳定性差、不能满足工业生产要求等问题，为提高 乳化重油的稳定性以及乳化重油的燃烧效率，提出了一种超声波和机械搅拌联合乳化重油 的方法，以制取高质量的乳化重油。本发明一种制取乳化重油的方法的技术方案为该方法采用超声波和机械搅拌协 同作用的联合乳化技术对重油进行乳化。将重油和水的混合物放置于乳化槽中，上部采用机械搅拌器进行乳化，底部的超 声波发生器发出超声波在混合物内部产生空化作用进行乳化。所述采用超声波的技术参数为平均声能密度50 60W/L、超声频率25 40kHz， 机械搅拌时搅拌速率100 300r/min，乳化温度70 80°C、乳化时间30 40min、掺水 率在25%以内。掺水率为1 25%。一种检测乳化重油质量的方法，其特征在于通过显微镜观察，采用索太尔平均直径计算法，求得分散相的平均粒径；采用高温静置法，检测乳化重油的稳定性。本发明机理机械搅拌乳化是在乳化槽内安装一个搅拌桨，在一定的转速和温度 条件下对油水混合物进行搅拌使其混合均勻，达到乳化的效果。超声波乳化是超声波在液 体内部产生“空化作用”，形成上千个大气压的瞬时高压，连续不断产生的高压就像无数小 “爆炸”不断冲击物体表面、内部，从而达到乳化的目的。超声波和机械搅拌联合乳化法是通过超声波乳化和机械搅拌乳化协同作用，实现 超声波和机械搅拌联合乳化，不需添加任何乳化剂就可得到高质量的乳化重油。将按一定 质量比配好的重油和水的混合物放置于乳化槽中，同时开启超声波和机械搅拌器，调节超 声频率、超声功率、搅拌速率、乳化温度、乳化时间等技术参数，对重油进行乳化。主要技术 参数范围为平均声能密度40 60W/L ；超声频率25 40kHz ；搅拌速率100 300r/min ； 乳化温度70 80°C ；乳化时间30 40min ；掺水率1 25%。超声波和机械搅拌协同作用 于重油和水的混合物，产生更大的剪切应力，使重油与水混合更充分，分散相(水)的粒径 更加细化，形成乳液“二次乳化”，以形成更稳定、不易分层、乳化颗粒更细小均勻的微乳液。本发明与现有技术比较具有的优点超声波和机械搅拌联合乳化的方法为重油乳化的进行提供了更加良好的环境，在 协同作用过程中，可以降低重油的粘度、降低重油和水的界面张力，使重油和水充分混合， 有利于分散相(水)的微细化。该方法操作简单、能耗低，生产效率高，乳化重油更稳定，质
量更好。
具体实施例方式将按一定质量比配好的重油和水的混合物放置于乳化槽中，同时开启超声波和机 械搅拌器，调节超声频率、超声功率、搅拌速率、乳化温度、乳化时间等技术参数，对重油进 行乳化。主要技术参数范围为平均声能密度40 60W/L ；超声频率25 40kHz ；搅拌速率 100 300r/min ；乳化温度70 80°C;乳化时间30 40min ；掺水率1 25%。超声波和 机械搅拌协同作用于重油和水的混合物，产生更大的剪切应力，使重油与水混合更充分，分 散相(水)的粒径更加细化，形成乳液“二次乳化”，以形成更稳定、不易分层、乳化颗粒更细 小均勻的微乳液。检测乳化重油质量的方法是通过显微镜观察，采用索太尔平均直径计算 法，求得分散相的平均粒径；采用高温静置法，检测乳化重油的稳定性。实施例1 平均声能密度60W/L
超声频率:40kHz
乳化温度:80°C
乳化时间:40min
搅拌速率:300r/min
掺水率
分散相平均粒径3ym
稳定时间:140h (在80°C条件下)
实施例2平均声能密度50W/L
超声频率30kHz
乳化温度:70°C
乳化时间35min搅拌速率200r/min掺水率15%分散相平均粒径5 ii m稳定时间108h (在80°C条件下)实施例3平均声能密度40W/L超声频率25kHz乳化温度60°C乳化时间30min搅拌速率100r/min掺水率25%分散相平均粒径8 ii m稳定时间90h (在80°C条件
权利要求
一种制取高质量乳化重油的方法，其特征在于该方法采用超声波和机械搅拌协同作用的联合乳化技术对重油进行乳化。
2.根据权利要求1所述的制取高质量乳化重油的方法，其特征在于将重油和水的混 合物放置于乳化槽中，上部采用机械搅拌器进行乳化，底部的超声波发生器发出超声波在 混合物内部产生空化作用进行乳化。
3.根据权利要求1或2所述的制取高质量乳化重油的方法，其特征在于所述采用超 声波的技术参数为平均声能密度50 60W/L、超声频率25 40kHz，机械搅拌时搅拌速 率100 300r/min，乳化温度70 80°C、乳化时间30 40min、掺水率在25%以内。
4.根据权利要求3所述的制取高质量乳化重油的方法，其特征在于掺水率为1 25%。
5.检测权利要求1所述制取高质量乳化重油质量的方法，其特征在于通过显微镜观 察，采用索太尔平均直径计算法，求得分散相的平均粒径；采用高温静置法，检测乳化重油 的稳定性。
全文摘要
本发明公开了一种制取高质量乳化重油的方法，该方法采用超声波和机械搅拌联合乳化的重油乳化技术，且乳化过程中不添加任何乳化剂。超声波和机械搅拌协同作用于重油和水的混合物，产生更大的剪切应力，使重油与水混合更充分，分散相(水)的粒径更加细化，形成乳液的“二次乳化”，以形成更稳定、不易分层、乳化颗粒更细小均匀的微乳液。主要技术参数为平均声能密度40～60W/L、超声频率25～40kHz、搅拌速率100～300r/min、乳化温度70～80℃、乳化时间30～40min、掺水率1～25％。本发明利用超声波和机械搅拌的协同作用，提高了乳化重油的乳化效果及稳定性，是一种制取高质量乳化重油的技术。
文档编号G01N25/00GK101837256SQ20101018282
公开日2010年9月22日 申请日期2010年5月26日 优先权日2010年5月26日
发明者朱道飞, 李博, 熊振坤, 王冲, 王 华 申请人:昆明理工大学