专利名称：一种环保型微乳化生物柴油及其配制方法
技术领域：
本发明属于代用燃料领域，具体涉及一种透明、可长期保存、能
降低NOx和碳烟排放的微乳化生物柴油及其制备此微乳化生物柴油
的方法。
背景技术：
在油价高涨、环保先行的今天，清洁的可再生能源受到了越来越 多的关注。生物柴油具有可再生、能以任意比与石化柴油混合、能很 好的应用于现有柴油机等优点。因此，生物柴油是世界公认的一种内 燃机的替代燃料。但是，与石化柴油相比，燃用生物柴油时有害气体 NOx的排放要高10%左右。
另外，燃油乳化燃烧由于"微爆"作用、水煤气反应加速燃烧和水 滴汽化时吸热可以降低燃烧火焰温度减少NOx的生成，达到良好的 环保效果，而且乳化燃料还具有节能的优点，1981年国际燃烧协会 第一届年会上曾决定将燃料油乳化燃烧作为三大节能措施之一加以 推荐。然而乳化油储存期短、乳化设备昂贵的缺点却制约了乳化油的 应用。
微乳化油是由燃油、表面活性剂和水自发形成的热力学稳定系 统。由于其能自发形成和热力学稳定性，所以它既能克服乳化油的缺 点，生产工艺简单、储存期长，又能发挥乳化油掺水燃烧降低NOx 排放的效果。
目前微乳技术研究取得了一些成果，但仍旧存在着一定的缺陷。李兴福等研究了油酸钠、溴化十六烷基三甲基铵和异丙醇(正己醇、 正辛醇)形成的柴油微乳液。戴乐蓉等分别以C。(EO)3 、 C12(EO)2、NP(EOh和TX-100混合表面活性剂作为乳化剂制备柴油一水微乳 液。Genova等研究了一种以糖酯为乳化剂、二元醇为助剂制成的油 包水微乳柴油。另外，国内外也有很多关于微乳技术的专利， 例如中国锅lJCM896194A、 CN1560200A、 CN1410514A、 CN1962826A、 CN1422935A等，美国专利US20020095859A1,欧洲专利EP475620、 EP409314、 EP441002均是有关微乳燃料的研究。然而，这些关于微乳燃料的研究都主要集中在石化柴油的微乳液 的研究，而关于可再生的生物柴油的微乳液的研究很少。另外，目前 的微乳液的研究还存在着配方复杂、设备昂贵的缺点。本发明将微乳化技术应用于生物柴油，配制出的微乳化生物柴 油，既能发挥生物柴油作为可再生替代燃料的优点，又能降低燃用生 物柴油时有害气体NOx和烟度的排放。另外，本发明的配方简单、生 产操作过程简易、能够长期稳定的储运。 发明内容本发明的目的在于提供一种生产工艺简单、稳定易于储运、能够 降低N0x和碳烟排放的微乳化生物柴油的配方及其制备方法。本发明可以通过以下技术方案来实现这个目的微乳化生物柴油的配方由复配的表面活性剂、生物柴油和水三部 分组成。其中复配的表面活性剂采用的是常用的非离子表面活性剂辛基酚聚氧乙烯醚OP-4和OP-7按照质量比4: l的混合形成，生物柴油可以广泛选用各种原料(大豆油、棉籽油、棕榈油或地沟油)制备 而成的生物柴油，水则采用普通的自来水。
制备微乳化生物柴油时首先按照质量比4: 1将辛基酚聚氧乙烯 醚OP-4和OP-7均匀混合形成复配的表面活性剂。然后在常温、常
压下按质量比将表面活性剂10-20%、生物柴油65-85%、水5-15%倒
入大的器皿中用搅拌棒搅拌至透明状。最终形成的透明混合液即为所 配制的微乳化生物柴油。
本发明工艺极其简单、所用设备简单(只需容器和搅拌棒)、原 料来源广泛，能很容易的进行大规模配制。所配制的微乳化生物柴油 经试验能长期保存、不分层。
发动机台架试验证明单缸柴油机和多缸柴油机燃用此微乳化生
物柴油均能正常工作，有害气体NOx和碳烟排放显著降低。具体效
果见附图2-7。
下面是结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。
图1为生物柴油、辛基酚聚氧乙烯醚系列(OP-4和OP-7)复配
的表面活性剂和水三种液体的三相图。
l-微乳区域，只有在这一区域内点的配比才能形成三相稳定的微
乳化生物柴油。
图2为186F单缸四冲程直喷柴油机燃用标准柴油、生物柴油(大 豆油制成)、水表面活性剂生物柴油的质量比为8: 17: 75的 微乳生物柴油和水表面活性剂生物柴油的质量比为ll: 18:71的微乳生物柴油的NOx排放对比。图3为186F单缸四冲程直喷柴油机燃用标准柴油、生物柴油(大豆油制成)、水表面活性剂生物柴油的质量比为8: 17: 75的 微乳生物柴油和水表面活性剂生物柴油的质量比为11: 18: 71的微乳生物柴油的碳烟排放对比。图4为YZ4102ZLQ增压中冷柴油机燃用生物柴油(大豆油制 成)、水表面活性剂生物柴油的质量比为l: 2: 15的微乳生物 柴油M5.6和水表面活性剂生物柴油的质量比为2: 3: 15的微乳生物柴油M10的NOx排放对比。图5为YZ4102ZLQ增压中冷柴油机燃用生物柴油(大豆油制成)、水表面活性剂生物柴油的质量比为l: 2: 15的微乳生物 柴油M5.6和水表面活性剂生物柴油的质量比为2: 3: 15的微 乳生物柴油M10的碳烟排放对比。图6为186F单缸四冲程直喷柴油机燃用标准柴油和水表面 活性剂生物柴油的质量比为lh 18: 71的微乳生物柴油的颗粒物外观对比。图7为186F单缸四冲程直喷柴油机燃用标准柴油和水表面 活性剂生物柴油的质量比为ll: 18: 71的微乳生物柴油的颗粒物 电镜扫描图。
具体实施方式
实施例一在室温下，按0P-4: OP-7质量比4: l配制表面活性剂体系，然后按照水表面活性剂生物柴油的质量比为5%: 10%: 85% 将三者混合搅拌，搅拌至透明配制成微乳化生物柴油。 实施例二在室温下，按OP-4: OP-7质量比4: l配制表面活性剂体系， 然后按照水表面活性剂生物柴油的质量比为15%: 20%: 65% 将三者混合搅拌，搅拌至透明配制成微乳化生物柴油。实施例三在室温下，首先按照4: 1的质量比例将OP-4和OP-7混合形成 复配的表面活性剂，然后按照水表面活性剂大豆油制成的生物 柴油的质量比为8: 17: 75和11: 18: 71两种比例将三者混合搅拌， 搅拌至透明配制两种微乳化生物柴油。实施例四在室温下，按OP4: OP7质量比4: l配制表面活性剂体系，然 后按照水表面活性剂地沟油制成的生物柴油的质量比为1: 2: 15和2: 3: 15两种比例将三者混合搅拌，搅拌至透明配制三种微乳 化生物柴油。
权利要求
1、一种环保型微乳化生物柴油，其组分按质量百分比计算，表面活性剂10-20％；生物柴油65-85％；水5-15％。
2、 根据权利要求l所述的一种环保型微乳化生物柴油，其特征 在于所述的生物柴油为大豆油、棉籽油、棕榈油或地沟油制备的生物柴油。
3、 根据权利要求l所述的一种环保型微乳化生物柴油，其特征 在于所述表面活性剂为辛基酚聚氧乙烯醚系列OP-4和OP-7按照 质量比4: l混合而成。
4、 根据权利要求1所述的一种环保型微乳化生物柴油，其特征在 于水采用普通的自来水。
5、 权利要求1、 2或3所述的环保型微乳化生物柴油的制备方法，具体为首先按照质量比4: l将辛基酚聚氧乙烯醚OP-4和OP-7均匀混合形成复配的表面活性剂，然后在常温、常压下按质量分数将10-20%的表面活性剂、65-85%的生物柴油、5-15%的水倒入大的器皿中用搅拌棒搅拌至透明状，最终形成的透明混合液即为所配制的微乳 化生物柴油。
全文摘要
一种环保型微乳化生物柴油，由生物柴油、辛基酚聚氧乙烯醚系列复配表面活性剂和水按照质量比，生物柴油65-85％、表面活性剂10-20％、水5-15％配制而成。此微乳化生物柴油工艺极其简单、所用设备简单、原料来源广泛，能很容易的进行大规模配制，而且能长期保存、不分层。柴油机燃用此微乳化生物柴油均能正常工作，有害气体NOx和碳烟排放显著降低。
文档编号C10L1/10GK101407734SQ20081023456
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月14日 优先权日2008年11月14日
发明者叶丽华, 平 孙, 李捷辉, 梅德清, 镇 陈 申请人:江苏大学