专利名称：微乳化乙醇柴油燃料添加剂的制作方法
技术领域：
本发明属于复合燃料添加剂领域，具体是用于配制透明、稳定性好的微乳化乙醇柴油燃料添加剂。
背景技术：
石油是不可再生的能源，为节省石油，人们相继开发出各种混合燃料，以替代或部分替代石油能源。乙醇是一种可再生的植物资源，具有和柴油相近的各种理化性能。乙醇柴油混合燃料的使用，可减少柴油的消耗。
常温下，95％乙醇和柴油不能互溶，即使是无水乙醇，极少量的水就会造成乙醇和柴油的相分离。这种分层后产生的水聚集体易引起燃料在发动机燃烧室内不稳定燃烧，造成较差的燃烧排放，并可腐蚀燃料传递系统、发动机组件等。因此，制造乙醇柴油燃料的关键是选择一种添加剂，使含水乙醇和柴油两种不互溶的液体形成稳定的复合燃料。
美国专利4083698介绍的燃料组合物由柴油(汽油)、乙醇(甲醇)、长链脂肪酸盐等组成，形成W/O的微乳液，但其添加剂长链脂肪酸盐等用量较大，且温度和时间稳定性较差。美国专利4451265也通过使用N，N-二甲基乙醇胺和长量脂肪酸加入到乙醇和柴油的混合物中而制得了乙醇柴油微乳液，但同样存在用量大，温度和时间稳定性差的缺点。美国专利20020092228制得的柴油燃料混合物包括柴油、乙醇、脂肪酸酯、稳定剂(烷醇胺与脂肪酸烷基酯反应物)组成，添加剂组成复杂，生产工艺较复杂。专利WO0248294给出的微乳燃料包括燃料油、乙醇、水、含氮元素的表面活性剂及醇等组成，但这种添加剂对水的忍耐力较差，要求所配燃料油中含有的水一般不超过0.01％，水含量过高时，浊点升高。
发明内容
本发明目的在于提供一种微乳化乙醇柴油燃料添加剂，该添加剂应用于乙醇和柴油混合物中，能形成稳定的微乳化乙醇柴油燃料，有效解决含水乙醇柴油的分相问题。这种微乳化乙醇柴油燃料对于节约能源，减少车辆尾气排放具有较好效果。
本发明中添加剂由乳化稳定剂和助剂组成，其重量份数组成如下乳化稳定剂20～40、助剂40～80。乳化稳定剂由N-烷基丙撑二胺、烷基胺聚氧乙烯醚、烷基醇聚氧乙烯醚中的一种或一种以上混合物组成，助剂为碳原子数在5～8之间的直链或支链碳醇中的一种或一种以上混合物。
本发明所用的N-烷基丙撑二胺结构为RCH2NHCH2CH2CH2NH2，R是碳原子数在8～20个的之间的烷基链。所用的烷基胺聚氧乙烯醚结构为 R是碳原子数在8～20个的之间的烷基链，m+n为2～7，m、n均大于或等0。所述的烷基醇聚氧乙烯醚结构为R(OCH2CH2)nOH，R是碳原子数在7～14个的之间的烷基链，n为2～7。
本发明添加剂中含有的表面活性剂在增溶了水后，形成众多的微小油包水的反相胶团，这些水大多被表面活性剂紧紧包围，处于束缚状态而形成水簇。这些受表面活性剂束缚的水簇分散于柴油中进一步分散形成相当稳定状态。在内燃机汽缸中，每个雾化的油滴中含有众多受束缚的水簇。这些水簇在高温区域气化，可以在缺氧油滴中心，与燃油烃类发生水煤气反应，产生众多的可燃气体，促进了燃料的燃烧，防止了碳粒的生成。由于形成的微乳状液液珠通常在10～100nm间，热力学稳定、不分层、耐高温，使微乳化乙醇柴油成为一种可行的复合燃料。
本发明与现有技术相比的优点如下本发明添加剂应用于乙醇柴油混合物形成的微乳化乙醇柴油燃料，透明，能在0～40℃稳定3个月以上。该微乳化燃料的理化参数与所用柴油接近，符合燃烧要求。燃料不会腐蚀车辆发动机部件，发动机不需要改装。本发明的添加剂能有效降低车辆尾气中氮氧化物的排放。
本发明添加剂用于配制微乳化乙醇柴油燃料，工艺简单。将添加剂按预定比例加入到乙醇中，在机械搅拌的作用下，使添加剂溶于乙醇中，再加入柴油混合即得微乳化乙醇柴油混合燃料。混合燃料重量份数组成为添加剂4～15、95％乙醇5～15、柴油85～95。
具体实施例方式
实施例1由N-烷基丙撑二胺(其中R是碳原子数为8个的烷基链)16份(重量份数，下同)、烷基胺聚氧乙烯醚(R是碳原子数为8个的烷基链，m+n为2)4份，碳醇(碳原子数为8个的烷基直链)80份组成添加剂。
取4份的添加剂加入到5份的95％乙醇中，溶解，搅拌均匀，再与95份的柴油混合，即得透明的微乳化乙醇柴油。其燃烧效果同柴油，排放的尾气比燃烧柴油排放的尾气少。
实施例2由烷基醇聚氧乙烯醚(R是碳原子数为14个的烷基链，n为2)40份，碳醇(碳原子数为5个的烷基直链)40份组成添加剂。
取15份的添加剂加入到15份的95％乙醇中，溶解，搅拌均匀，再与85份的柴油混合，即得微乳化乙醇柴油。其燃烧效果同柴油，排放的尾气比燃烧柴油排放的尾气少。
实施例3由烷基胺聚氧乙烯醚(R是碳原子数为20个的烷基链，m+n为7)30份、碳醇(碳原子数为5和8的直链或支链碳醇的混合物)60份组成添加剂。
取10份的添加剂加入到12份的95％乙醇中，溶解，搅拌均匀，再与78份的柴油混合，即得微乳化乙醇柴油。其燃烧效果同柴油，排放的尾气比燃烧柴油排放的尾气少。
实施例4N-烷基丙撑二胺(R是碳原子数为20个的烷基链10份、烷基胺聚氧乙烯醚(R是碳原子数为8个的烷基链，m+n为2)10份、烷基醇聚氧乙烯醚(R是碳原子数为7个的烷基链，n为2)10份、碳醇(碳原子数为5、6和8的直链或支链碳醇的混合物)70份组成添加剂。
取11份的添加剂加入到11份的95％乙醇中，溶解，搅拌均匀，再与79份的柴油混合，即得微乳化乙醇柴油。其燃烧效果同柴油，排放的尾气比燃烧柴油排放的尾气少。
权利要求
1.一种微乳化乙醇柴油燃料添加剂，其特征在于其重量份数组成如下乳化稳定剂20～40、助剂 40～80，所述乳化稳定剂由N-烷基丙撑二胺、烷基胺聚氧乙烯醚、烷基醇聚氧乙烯醚中的一种或一种以上混合物组成，助剂是碳原子数在5～8之间的直链或支链碳醇中的一种或一种以上混合物。
2.根据权利要求1所述的微乳化乙醇柴油燃料添加剂，其特征在于所述N-烷基丙撑二胺结构为RCH2NHCH2CH2CH2NH2，R是碳原子数在8～20个的之间的烷基链；所用的烷基胺聚氧乙烯醚结构为 R是碳原子数在8～20个的之间的烷基链，m+n为2～7，m、n均大于或等0；所述的烷基醇聚氧乙烯醚结构为R(OCH2CH2)nOH，R是碳原子数在7～14个的之间的烷基链，n为2～7。
全文摘要
本发明涉及一种微乳化乙醇柴油燃料添加剂，该添加剂的重量份数组成如下乳化稳定剂20～40、助剂40～80。乳化稳定剂由N－烷基丙撑二胺、烷基胺聚氧乙烯醚、烷基醇聚氧乙烯醚中的一种或一种以上的混合物组成，助剂为碳原子数在5～8之间的一种和多种直链或支链中碳醇。该添加剂应用于乙醇和柴油混合物中，能形成稳定的微乳化乙醇柴油燃料，有效解决含水乙醇柴油的分相问题。添加到乙醇柴油的重量份数组成如下添加剂4～15、95％乙醇5～15、柴油85～95，其物理和化学性能指标与柴油接近，且透明，稳定性好(0～40℃稳定3个月以上)，生产工艺简单。同时，本添加剂能起到改善柴油燃烧性能、节省能源、减少排气污染的效果。
文档编号C10L1/22GK1635058SQ20041007723
公开日2005年7月6日 申请日期2004年12月10日 优先权日2004年12月10日
发明者章莉娟, 钱宇, 江燕斌, 陈军, 许宏 申请人:华南理工大学