重油掺水多功能乳化剂的制作方法

专利名称：重油掺水多功能乳化剂的制作方法
技术领域：
本发明属于一种重油掺水多功能乳化剂。
当今世界上许多国家能源供不应求，各行各业都在寻求不同的节能途径，以达到节能降耗，提高企业经济效益的目的。
目前，国内重油掺水所采用的乳化剂有燃油乳化添加剂、节能素、节能剂等。这些乳化剂虽有节能降耗作用，但由于未能找到合适的、经济的、多功能的乳化剂。因此，乳化油性能不够稳定，用量大，成本较高，而且，不能适应各种乳化工艺，需要专门的乳化装置才能使用。这样，它们的推广应用受到了限制。
日本J56112993专利报导了一种重油掺水乳化剂，由聚乙烯醇、烷基苯、甘油脂肪酸、氧化剂(Mno2)及金属粉末(Al)组成，这种重油掺水乳化剂，虽则能使炉、窑热效率提高，但配方中含有无机物成分(即电解质存在)，容易导致乳化油破乳，有分水现象，影响其稳定性，而且，用量大、成本高。
本发明的目的在于提供一种新型的重油掺水乳化剂。对人体无毒害，无特殊气味，对设备无腐蚀，储运安全。它可使乳化油性能稳定，存放期、保温期长，输油压力在1MPa，油温在100～130℃的情况下，乳化油不破乳，无分水现象，燃烧完全，节油率高，烟囱不冒黑烟，炉、窑喷嘴不结焦。而且，用量少，成本低，制造工艺简单。存放、使用、检测方便，能适应现行各种乳化工艺要求，能在各种乳化装置内进行乳化。
本发明的配方按重量百分比为失水山梨醇酯肪酸酯0.5-30%，烷基酚聚氧乙烯醚1-40%，脂肪醇聚氧乙烯醚5-50%，聚醚1-20%，烷基苯磺酸1-3%，月桂醇酰胺1-20%，多聚萜烯2-10%，N-环己基硫代酞酰亚胺1.5-10%，苯酚或苯1.5-10%。其各种原料在配方中的作用为1、多种表面活性剂有失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚、烷基苯磺酸和月桂醇酰胺。它们均分别含有碳数不一的烷基或芳基，构成油性长短各异的亲油憎水基，又均分别含有酯键、醚键、羧基、酰胺基等极性官能团，形成憎油亲水基。由于它们亲油、亲水程度不等而具有不同的HLB值(亲水亲油值)。按配方中配比混合后，这些表面活性剂能相互很好地协调分布于油水界面，亲油基伸向油相，亲水基伸向水相，从而降低了油水间的表面张力，使水能微细而稳定地分散于重油中，形成优良的油包水型乳化油。当乳化油温度升至300℃时，油包水型的乳化油滴内的水急剧汽化，其体积膨胀为20℃水的体积的1650倍，产生很大的压力，使乳化油滴爆炸成为许多微小的小油滴，这样小的油滴是油烧喷嘴雾化所不能实现的，这一作用称之为二次雾化，所发生的乳化油滴爆炸称之为“微爆效应”。而燃烧时间的长短与雾化颗粒直径的平方成正比。即T∝D2(T为时间、D为直径)。也就是说，油滴越小，越有利于油的汽化与燃烧，热效率也就越高。此外，烷基酚聚氧乙烯醚还有防锈作用。2、多聚萜烯、苯酚或苯等助剂可降低重油粘度，增加重油与表面活性剂的亲和性、提高乳化油助溶稳定性与高温稳定性。苯酚还是很好的抗氧化剂、能增强乳化剂的防腐性。3、N-环己基硫代酞酰亚胺，这种原料在重油中含有单质硫的条件下，是一种理想的防焦剂。它可防止重油燃烧不完全导致残碳结焦、堵塞喷嘴、粘结炉膛、炉门现象的产生，降低烟气中氧硫化合物(SOx)和氧氮化合物(NOx)的含量，减少了环境污染，由于N-环己基硫代酞酰亚胺与重油中的硫生成硫酸氨盐，变成落灰而从炉排除去，从而减少了陶瓷、玻璃、金属等烧制品生成硫酸盐或亚硫酸盐的机率，有利于提高烧制品的质量。
本发明配制的工艺是1、表面活性剂混合液制备，将表面活性剂失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚、烷基苯磺酸、月桂醇酰胺按一定的配比投入搪瓷反应釜中，加热至60℃左右，加热中以40转/分的速度进行搅拌，约10分钟左右即停止搅拌。2、助剂混合液制备，在另一只搪瓷反应釜中投入配方要求的苯酚量(或苯)，加热至60℃左右，待苯酚融化后，按配方要求投入N-环己基硫代酞酰亚胺使之溶解，然后再投入配方量多聚萜烯。待苯酚(或苯)、N-环己基硫代酞酰亚胺和多聚萜烯熔融一体后，即停止加热与搅拌。3、将混匀的表面活性剂混合液用泵输送至盛助剂混合液的反应釜中，以40转/分的速度搅拌，仍维持物料温度为60℃左右，持续30分钟左右即可放出，经计量装至200公斤容量的铁桶中，即完成多功能乳化剂的制备。该产品主要性能指标如下1、外观棕色均一液体;
2、气味无特殊不良气味;
3、PH值(20±1℃，0.2%乳化剂水溶液浓度)6.5～8.5;
4、相对密度 d20200.98～0.99;
5、耐寒0±2℃/24h恢复室温，无异常现象;
6、耐热40±2℃/24h恢复室温，无异常现象;
7、乳化重油稳定性(0.2%乳化剂水溶液浓度;总含水量10%)室温存放一年不破乳;80±5℃存放15天不破乳;1MPa输油压力下100～130℃无分水现象。
乳化油的制备工艺是可先将乳化剂配成0.1-0.7%的水溶液存放在两个1立方米的高位水箱中，用蒸汽冲匀并保持85±10℃，两个水箱轮换使用。乳化剂水溶液经转子流量计计量后，与热油池来的重油(80±10℃)混合，用油泵送至过滤器、乳化器，形成油包水型的乳化油(总含水量为5～26%)，再经流量计计量，送入炉前工作罐，保温80℃左右，一般可供三日用油量，工作罐内的乳化油再用泵输送至二次加热器，加热到100-300℃，输油压力一般为0.4～1MPa。乳化油经喷嘴喷入炉、窑燃烧。
本发明实施例是分别称取表面活性剂失水山梨醇脂肪酸酯0.5克，烷基酚聚氧乙烯醚38克，脂肪醇聚氧乙烯醚47.5克，聚醚10克，烷基苯磺酸1克，月桂醇酰胺1.8克，将上述原料全部投入实验室使用的烧杯中，加热至60℃左右，加热中以40转/分的速度进行搅拌，约10分钟左右即停止搅拌。在另一只烧杯中投入苯酚1.5克，加热至60℃左右，等苯酚融化后，再投入N-环己基硫代酞酰亚胺0.5克使之溶解，然后投入多聚萜烯1克，待苯酚、N-环己基硫代酞酰亚胺和多聚萜烯等助剂熔融一体后，即停止加热与搅拌。然后，将混匀的表面活性剂混合液倒至助剂混合液的烧杯中以40转/分的速度搅拌，仍维持物料温度为60℃左右，持续2分钟左右即可完成多功能乳化剂的制备。
乳化剂的应用实施例是将乳化剂4千克，分成两半，分别投入两个1立方米高位水箱中，制成乳化剂水溶液，用蒸汽冲匀并保持85±10℃，两个水箱轮换使用。乳化剂水溶液经转子流量计计量后，与来自热油池的热油(80℃左右)在齿轮油泵前混合、经过滤器、乳化器形成油包水型的乳化重油(总含水量5-15%)，再经椭园形流量计计量，送入炉前工作罐，保温80℃左右，(存放期可维持15天)，再用泵送至二次加热器加热到100～130℃，输油压力为0.4～1MPa，乳化重油经喷嘴入炉燃烧。
本发明与现有乳化剂相比具有以下特点1、对人体无毒害，无特殊气味;
2、对设备无腐蚀，储运安全;
3、产品性能稳定，存放期长，久存不变质，在0±2℃和40±2℃时存放，不影响使用效果，按一定浓度的乳化剂溶液制备好的乳化油(乳化重油中总含水量26%以内)，在室温下存放一年不会破乳;
4、用量少，只需配成0.1-0.7%的水溶液即可配制成总含水量为5-26%的乳化重油，使用成本比现有同类产品低;
5、使用方便，在冷、热水中无结团现象，易根据油质、水质调整制备乳化重油过程中乳化剂的用量;
6、适应性强，可与各种型号规格的乳化器配合使用，适应各种乳化工艺要求，达到节油目的;
7、所配制的乳化重油，燃烧完全，可使烟囱不冒黑烟、炉、窑、喷嘴不结焦、不堵塞、好清理，从而使之节能显著，有利于减轻环境污染和工人劳动强度，延长设备使用寿命和提高产品质量。
权利要求
1.一种重油掺水多功能乳化剂，其特征在于是由失水山梨醇酯肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚、烷基苯磺酸、月桂醇酰胺、多聚萜烯、N-环已基硫代酞酰亚胺、苯酚或苯所组成。
2.根据权利要求1所述的乳化剂，其特征在于各原料配方按重量百分比失水山梨醇脂肪酸酯0.5-30%，烷基酚聚氧乙烯醚1-40%，脂肪醇聚氧乙烯醚5-50%，聚醚1-20%，烷基苯磺酸1-30%，月桂醇酰胺1-20%，多聚萜烯2-10%，N-环己基硫代酞酰亚胺1.5-10%，苯酚或苯1.5-10%。
全文摘要
一种重油掺水多功能乳化剂，由失水山梨醇脂肪酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、聚醚、烷基苯磺酸、月桂醇酰胺、多聚萜烯、N-环己基硫代酞酰亚胺、苯酚或苯组成。本发明对人体无毒害，无特殊气味，对设备无腐蚀、储运安全。用它配制的乳化油性能稳定，存放期、保温期长、不破乳、无分水现象，用量少，成本低，燃烧完全，不冒黑烟，不结焦，采用集中乳化工艺，热效率为40％左右的炉、窑，节油率可达10％以上。能适应各种乳化工艺与乳化设备。
文档编号C10L1/32GK1067593SQ91106720
公开日1993年1月6日 申请日期1991年6月10日 优先权日1991年6月10日
发明者陈健, 曾清华 申请人:湖南日用化工总厂