专利名称：乳化柴油的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种节能环保代用燃料的制备技术领域，特别是涉及乳化柴油的制备方法。
背景技术：
目前世界范围的石油资源日趋短缺以及价格的不断上涨，必然显现出对国民经济发展的制约，而内燃机的排放对环境的污染日益严重，并不断的给人类造成严重的灾难，所以开发低排放、又节能的代用燃料已引起了世界各国的广泛关注，研究和开发再生代用燃料以解决石油短缺和空气污染问题势在必行，并且具有很大的潜能。由于柴油机的热效率比汽油机的热效率约高30％，所以开发柴油的代用燃料具有更大的优越性。而燃用柴油的乳化液则可收到更好的效果。
乳化柴油的物理性质是与乳化液的类型、液珠的大小和分布数量密切相关的，要求所制备的乳化柴油应该是油包水型的(W/O型)，即油为连续相，水为分散相，液珠(水珠)要高度分散、均匀、微细。大量实验表明乳化柴油分散相液珠粒径过大，会影响稳定性和柴油机的燃烧效果，但也并不是越细越好，液珠过于细小、燃油喷如燃烧室时“微爆”作用和“二次雾化”效果会明显降低，而乳化柴油的分散相液珠最佳粒径应在4～8微米之间(即外观为乳白色)，燃烧效果最好(摘自《柴油机》2002年第一期)，对乳化柴油而言，人们单纯地追求外观透明是不切合实际的，也是不实用的。
目前对制备乳化设备、乳化剂及制备工艺(方法)众说纷纭，花样繁多。很多科研部门和科技工作者取得了显著成果，这是一项利国利民、节省能源、保护环境的重大创举。而至今所以未能得到广泛的推广应用，以至未能转换为生产力，形成市场化，除了人们的习惯势力和固有观念外，还存在着很多尚未得到解决的问题1、由于目前所能利用的乳化设备功能所限，对油包水乳化液中的分散相(水珠)分散程度不均衡(水珠大小不一)，即便是油与水没有分层，但由于分散程度的不均衡至使不同密度的分散相导致乳化液的自身分层。
2、由于分散相的粒径不一致，自身分层而“微爆”效果和“二次雾化”效果必然反应到各层面的燃烧效果各不相同，从而引起柴油机的全部燃烧过程，性能有所变化。
3、为了达到乳化柴油的长期稳定而油与水不分层的目的，必然添加剂的品种和数量多，制备成本比较昂贵，经济效益不够明显，对于微乳化柴油更是如此。
4、制备微乳化生物柴油既要满足物理反应条件，又要满足化学反应条件，使乳化液达到高分散、高细化，足够的反应温度(80℃～90℃)和足够的反应时间，所以要选用高性能、昂贵的乳化设备，采取高效的加热措施。
5、对微乳化柴油所要求的反应温度，远远超过基础油的闪点(0#柴油50℃)，所以对生产环境防火防爆措施要求严格，而且十分不安全。
6、由于微乳化柴油要达到反应温度和反应时间，既耗能又费时，直接影响到反应速度及生产效率。
7、乳化柴油加水后，运动粘度增高并与加水量成正比，这是影响雾化燃烧的不利因素。
发明内容
1、发明目的乳化柴油的制备方法就是要达到目前的乳化柴油降低粘度、使粒径均匀、减少添加剂的品种和数量使成本降低、并降低乳化柴油的反应温度和减少反应时间，使其改善乳化效果。
2、技术方案本发明是通过以下技术方案来实现的一种乳化柴油的制备方法，其特征在于将亲油的乳化剂加入油中充分混溶，将亲水的乳化剂加入水中充分混溶，然后水、油混合液进入总管道，经静态混合器充分混合，再进入物理叠加功能的液体加工设备，将微波发生器功率调到6～8KW，对乳化柴油有极分子间加热并施以活化能，促进理化反应过程，加热温度50～60℃，超声波发生器声强调到100～150W/cm2，频率调到18～24KHz，接着进入磁旋射和迷宫磁激化结构，将磁感应强度调到8000～12000高斯，以降低乳化柴油的运动粘度；至此，乳化柴油从“物理叠加功能的液体加工设备”出口进入成品罐。
物理叠加功能的液体加工设备采用专利号为200520089093.6的专用设备。
3、优点及效果采用该种新工艺方法，不但解决了前面制备乳化柴油所存在的缺点，还产生了很多令人满意的效果。乳化柴油自身不分层，稳定性可靠，而且提高了节油率，降低尾气排放综合指标。
具体实施例方式本发明是通过下述实例来实现的。
要制备出性能良好、稳定可靠的乳化柴油，采用性能优越的乳化设备、配以先进的加工工艺和相适应的乳化剂，是主要的关键条件。
本制备方法既是采用本人的专利产品“物理叠加功能的液体加工设备”(专利号为ZL200520089093.6)配合以相应的工艺过程而制备的乳化柴油和微乳化生物柴油。
制备的具体方法和步骤将亲油的乳化剂加入油中充分混溶，将亲水的乳化剂加入水中充分混溶，然后水、油混合液进入总管道，经静态混合器充分混合，再进入“物理叠加功能的液体加工设备”，在微机系统监控下将微波发生器功率调到7KW，对乳化柴油有极分子间加热并施以活化能，促进理化反应过程，加热温度50℃，超声波发生器声强调到120W/cm2，频率调到20KHz，使分散相进一步分散微细化，以提高稳定性，接着进入磁旋射和迷宫磁激化结构，将磁感应强度调到8600高斯，以降低乳化柴油的运动粘度。至此，乳化柴油从“物理叠加功能的液体加工设备”出口进入成品罐。
乳化剂为公知的乳化剂，最好采用亲油的乳化剂和亲水的乳化剂，即适用于添加在柴油中的和适用于添加在水中的乳化剂，亲油的乳化剂和亲水的乳化剂都为目前公知的成熟技术。
微乳化生物柴油中的生物质即是动植物油酸或脂肪酸。
在制备乳化柴油的过程中要使分散相达到高度分散、高度微细化(粒径在4～8mm之间)，因此，就会产生巨大的相界面，使体系的界面能大幅度地增加，从而需要一定的能量来完成，这些能量则须由外界提供既可满足上述要求，除了选用适合的乳化设备外，采用恰当的乳化工艺(方法)也是得到性能比较稳定的乳化柴油的一个重要因素。
在该发明的技术方案中对乳化设备选择使用了本人的专利产品“物理叠加功能的液体加工设备”该设备由静态混合器、微波发生器、超声波发生器、磁旋射结构、迷宫磁激化结构等部分功能结构构成。乳化柴油从静态混合器进入微波发生器时，根据反应温度要求，在乳化柴油的有极分子间升温并使分子活化，进入超声波发生器，由于强超声波作用促使乳化柴油中的分散相(水珠)，高度分散进一步微细化，以确保长期稳定性。通过磁旋射结构时，促进并加速了分子间电子的跃迁，既电子的得失或偏移过程。当乳化柴油通过两磁极间强磁场时，分子受到磁激化而获得活化能量致使分子间引力减少，粘度降低，分子重新取向排列，使乳化柴油改善了粘度，利于雾化燃烧。
3-1运用该种新方法对普通乳化柴油的配制。
3-1-1可在50～60℃下配制，分散相(水珠)分散均匀，细小粒径可在4mm～8mm之间(呈乳白色)。
3-1-2乳化柴油自身不分层，稳定性可靠，可超过6个月以上，油水不分层。
3-1-3粘度降低使基本接近基础油的运动粘度指标利于雾化燃烧及冷启动。
3-1-4提高了燃烧效率，提高了节油率达15.3％。
3-1-5尾气排放综合指标可降低70％。
3-2运用该种新方法对微乳化生物柴油的配制。
3-2-1分散相(水珠)更加分散均匀微细，外观清沏透明，接近基础油的本色。稳定期可达12个月以上，油水可分层。
3-2-2反应温度在50～60℃，反应速度提高2倍以上，节省了能源消耗。
3-2-3提高了配制速度，既提高了生产效率，又减少了不安全因素。
3-2-4添加剂的投入量减少了五分之一，降低了微乳化生物柴油的配制成本。
3-2-5提高了燃烧效率节油率12.4％。
权利要求
1.一种乳化柴油的制备方法，其特征在于将亲油的乳化剂加入油中充分混溶，将亲水的乳化剂加入水中充分混溶，然后水、油混合液进入总管道，经静态混合器充分混合，再进入物理叠加功能的液体加工设备，将微波发生器功率调到6～8KW，对乳化柴油有极分子间加热并施以活化能，促进理化反应过程，加热温度50～60℃，超声波发生器声强调到100～150W/cm2，频率调到18～24KHz，接着进入磁旋射和迷宫磁激化结构，将磁感应强度调到8000～12000高斯，以降低乳化柴油的运动粘度；至此，乳化柴油从“物理叠加功能的液体加工设备”出口进入成品罐。
2.根据权利要求1所述的乳化柴油的制备方法，其特征在于物理叠加功能的液体加工设备采用专利号为200520089093.6的专用设备。
全文摘要
本发明涉及一种节能环保代用燃料的制备技术领域，特别是涉及乳化柴油的制备方法。其特征在于将亲油的乳化剂加入油中充分混溶，将亲水的乳化剂加入水中充分混溶，然后水、油充分混合，再进入物理叠加功能的液体加工设备中的微波发生器、超声波发生器，接着进入磁旋射和迷宫磁激化结构，以降低乳化柴油的运动粘度；至此，乳化柴油从“物理叠加功能的液体加工设备”出口进入成品罐。本发明的目的就是要达到目前的乳化柴油降低粘度、使粒径均匀、减少添加剂的品种和数量使成本降低、并降低乳化柴油的反应温度和减少反应时间，使其改善乳化效果。
文档编号C10G31/00GK1766045SQ20051004750
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月24日 优先权日2005年10月24日
发明者富成文, 李化民 申请人:富成文, 李化民