专利名称：柴油掺水高能催化剂、其制备及应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种柴油掺水高能催化剂、其制备及应用，属燃料领域。
节约能源，降低消耗，减少柴油机黑烟和硫氮氧化物的排放量，降低环境污染是一个迫切需要解决的问题。为了达到上述目的，通常采用两种方法，一种是添加催化剂以提高柴油的燃烧性，降低尾气的排放量；另外一种是在柴油中加入一定的水、乳化剂及其它助剂将柴油乳化。
CN93110029中公开了一种柴油添加剂，由环烷酸稀土，钙、钡、锰、铁及稳定剂(SP-400)组成。CN90100280公开了一种乳化柴油，是用乳化剂制造的具有长期稳定性的乳化柴油组合物，该乳化柴油的组成为柴油80-50％，水20-50％，乳化剂0.3-2％。CN 92103798中公开了油包水型乳化柴油配制法，用亲油和水两种非离子表面活性剂复合配制。CN95111785中公开了节能乳化柴油的配方及配制方法，由柴油，经氯酸钾处理过的水，乳化剂及功能添加剂混合搅拌，通过均质泵或胶体磨及静态混合器而得。
现有技术中，柴油添加剂虽有一定的节油效果，但存在以下问题1．乳化剂的配比达不到一定的亲油亲水平衡值，所得的油包水乳化柴油稳定性差，容易分层。
2．助燃消烟效果差，节油率低。
3．所得的乳化柴油的十六烷值低，影响柴油的燃烧性。
事实上，十六烷值是柴油的一个重要指标，十六烷值低的柴油，燃烧性能差，容易损坏设备。
本发明的目在于克服现有技术的缺陷，提供一种能使柴油充分雾化，完全燃烧，燃烧后燃烧室不积碳，排气不冒黑烟的环保节能新产品。使用这种高能催化剂后，柴油中可以加入20-30％的水，经过催化乳化，形成性能稳定的微乳液，其各项性能参数如黏度、十六烷值和闪点等不但能够达到国家标准，而且使用效果优于纯柴油。
本发明的柴油掺水高能催化剂由下述组合组成0-42％混合型表面活性剂、4-20％乳化稳定剂、16-44％高能催化剂，和6-26％十六烷值改进剂。
所述的混合型表面活性剂可以是山梨醇酐单油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、烷基酚聚氧乙烯醚、苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚、OP-4、OP-7、平平加、十二烷基苯磺酸钠、渗透剂T、聚乙烯醇等一种或一种以上的混合物，也可以采用适合本发明的其它表面活性剂。
所述的乳化稳定剂为三乙醇胺、不饱和脂肪酸多元醇酯一种或一种以上的混合物。
所述的高能催化剂为二茂铁、四聚乙醛、乙酰丙酮、四氢呋喃一种或一种以上的混合物；其中二茂铁也可以是二茂铁的各种衍生物，如乙酰基二茂铁、正丁基二茂铁以及适合本发明的其它二茂铁。
所述的十六烷值改进剂为硝酸异辛酯、烷基硝酸酯。
本发明所述柴油掺水催化剂的配方为山梨醇酐单硬酸酯 10-30％；山梨醇酐三油酸酯 0-15％烷基酚聚氧乙烯醚 4-10％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚 0-8％；十二烷基苯磺酸钠 0-42％三乙醇胺 0-15％C16-24不饱和脂肪酸多元醇酯0-20％二茂铁及其衍生物 0-20％四聚乙醛 0-25％乙酰丙酮 0-8％四氢呋喃 0-6％硝酸异辛酯2-15％烷基硝酸酯2-18％其组成及配方优选优选山梨醇酐单硬酸酯 10-25％山梨醇酐三油酸酯 5-10％烷基酚聚氧乙烯醚 4-6％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚 0-7％；十二烷基苯磺酸钠 0-42％三乙醇胺 8-13％C16-24不饱和脂肪酸多元醇酯4-12％二茂铁及其衍生物 5-15％四聚乙醛 5-20％乙酰丙酮 2-7％四氢呋喃 0-6％硝酸异辛酯2-15％烷基硝酸酯2-14％组成及配方最优选山梨醇酐单硬酸酯 15-25
山梨醇酐三油酸酯7-10烷基酚聚氧乙烯醚4-6苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚2-7十二烷基苯磺酸钠0三乙醇胺8-11C16-24不饱和脂肪酸多元醇酯 10-15二茂铁及其衍生物10-15四聚乙醛15-20乙酰丙酮2-5四氢呋喃0硝酸异辛酯 5-10烷基硝酸酯 4-13其中各组分的作用为1．混合型表面活性剂分子内含有亲水基和亲油基，能够降低表面张力和不相容两相的界面能，使油水乳化，形成油包水的细小颗粒，本发明中，采用微乳化技术，将四种非离子型表面活性剂混配，使HLB值在3-6之间，乳化效果好，形成的乳液耐酸碱及硬水。
2．乳化稳定剂有助于微乳体系的形成，具有将油水两相连接起来，使其不分离的特殊功能，使油包水乳液稳定，不分层。
3．高能催化剂特别是其中的二茂铁，能够助燃防爆，即可以促使油包水微粒的形成和稳定，又能够助燃防爆，加速油包水微粒的裂解燃烧，促使一氧化碳转化为二氧化碳，提高燃烧热值，增加设备功率，并能减少黑烟的生成，减少喷嘴积碳，延长设备使用寿命；达到节能和减少大气污染的目的。
4．十六烷值改进剂能够提高柴油的十六烷值，改善柴油的燃烧性能，提高发动机功率，保证发动机正常运转。
本发明柴油掺水高能催化剂节油降烟的原理为柴油掺水高能催化剂能使油水溶为一体，形成油包水的微小颗粒；这种微乳化油包水的微粒在高温下，产生微爆汽化，使柴油充分雾化、汽化，这种混合气体在催化剂作用下，裂解、化合，生成氢气、氧气和新的碳氢化合物，参与和帮助燃烧；使得到的乳化燃料热值高，燃烧充分，性能稳定，启动快，爆发力强，能提高设备的运转效率，节油在20-30％。；另外，柴油燃烧时产生黑烟，主要是由于燃烧不充分，燃油没有完全燃烧造成的，催化剂中的助剂可使燃油充分燃烧，消除黑烟，同时有消烟降污的作用，同时达到节油和降污的目的。
本发明柴油掺水催化剂的制备方法为
将乳化剂、稳定剂、十六烷值改进剂按比例依次加入反应釜1，搅拌下升温，加热至60-90℃，搅拌3-20分钟；将高能催化剂按比例加入另一个反应釜内，搅拌溶解后，加入反应釜1内，待冷却放入容器中，取样化验，合格后装桶入库。
本发明的柴油掺水高能催化剂也可以采用一次将乳化剂、稳定剂、高能催化剂、十六烷值改进剂按比例加入反应釜的方法制备。
本发明的柴油掺水催化剂可以用于制备乳化柴油，其制备工艺为向20-40公斤水中加入0.02-0.3公斤柴油掺水催化剂，搅拌乳化后，加入80-60公斤的柴油中高速搅拌5-10分钟；将混合物加入乳化机进行乳化。经乳化机乳化后的乳化柴油取样化验，合格后进入油罐备用。
本发明的柴油掺水催化剂具有高乳化稳定性、高分散能力、高助燃催化活性，使柴油中可以加入25-40％的水，掺水后，性能稳定不分离，主要技术指标与天然柴油相似，使用效果优于天然柴油，使用本发明的柴油掺水催化剂制备的乳化柴油，燃烧完全，不积碳，不冒黑烟，硫氮氧化物的排放减少，有利于保护环境。
此外，本发明还具有下述特点1．乳化效果好，油水溶为一体，性能稳定，长期存放油水不分离。
2．启动快，动力强，改善柴油燃烧性能，有利于柴油机良好运转。
3．燃烧充分，机器不冒黑烟，减少尾气硫氮氧化物排放。
4．改善设备的运转工况，延长设备使用寿命。
下面结合实施例详细描述本发明实施例1山梨醇酐单硬酸酯20％山梨醇酐三油酸酯10％烷基酚聚氧乙烯醚6％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚4％三乙醇胺7％C16-24不饱和脂肪酸多元醇酯 8％二茂铁 11％四聚乙醛20％乙酰丙酮5％硝酸异辛酯 5％烷基硝酸酯 4％
实施例2适合本发明的其它配方列举如下
实施例3本发明柴油掺水催化剂的制备方法为1．将乳化剂、稳定剂、十六烷值改进剂按比例依次加入搅拌釜，搅拌下升温，加热至60℃，搅拌20分钟。
2．将高能催化剂按比例加入另一个反应釜内，搅拌溶解。
3．将完全溶解的高能催化剂溶液加入加热釜内，搅拌20分钟，待冷却放入容器中，取样化验，合格后装桶入库。
实施例4本发明柴油掺水催化剂的制备方法，1．将乳化剂、稳定剂、十六烷值改进剂按比例依次加入搅拌釜，搅拌下升温，加热至90℃，搅拌3分钟；2．将高能催化剂按比例加入另一个反应釜内，搅拌溶解；3．将完全溶解的高能催化剂溶液加入加热釜内，搅拌5分钟，冷却。
实施例5将乳化剂、稳定剂、高能催化剂、十六烷值改进剂按比例依次加入搅拌釜，搅拌下升温，加热至80℃，搅拌30分钟。
实施例630公斤水中加入0.05公斤柴油掺水催化剂，搅拌乳化后，加入70公斤柴油中，高速搅拌20分钟；在高速搅拌下将乳化柴油加入乳化机进行乳化。
实施例7向40公斤水中加入0.3公斤柴油掺水催化剂，搅拌乳化后，加入60公斤柴油中，高速搅拌60分钟在高速搅拌下将乳化柴油加入乳化机进行乳化。
实施例8向20公斤水中加入0.01公斤柴油掺水催化剂，搅拌乳化后，加入80公斤柴油中高速搅拌10分钟，在高速搅拌下将乳化柴油加入乳化机进行乳化。
权利要求
1．一种柴油掺水高能催化剂，其特征在于其组成及配方为山梨醇酐单硬酸酯 10-30％山梨醇酐三油酸酯 0-15％烷基酚聚氧乙烯醚 4-10％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚0-8％十二烷基苯磺酸钠 0-42％三乙醇胺 0-15％C16-24不饱和脂防酸多元醇酯 0-20％二茂铁及其衍生物 0-20％四聚乙醛 0-25％乙酰丙酮 0-8％四氢呋喃 0-6％硝酸异辛酯 2-15％烷基硝酸酯 2-18％。
2．根据权利要求1所述的高能柴油掺水催化剂，其特征在于其组成及配方优选山梨醇酐单硬酸酯 10-25％山梨醇酐三油酸酯 5-10％烷基酚聚氧乙烯醚 4-6％苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚0-7％十二烷基苯磺酸钠 0-42％三乙醇胺 8-13％C16-24不饱和脂肪酸多元醇酯 4-12％二茂铁及其衍生物 5-15％四聚乙醛 5-20％乙酰丙酮 2-7％四氢呋喃 0-6％硝酸异辛酯 2-15％烷基硝酸酯 2-14％。
3．根据权利要求1所述的柴油掺水高能催化剂，其特征在于其组成及配方最优选山梨醇酐单硬酸酯 15-25山梨醇酐三油酸酯7-10烷基酚聚氧乙烯醚4-6苯乙基苯基聚氧丙基聚氧乙烯醚 2-7十二烷基苯磺酸钠0三乙醇胺8-11C16-24不饱和脂肪酸多元醇酯 10-15二茂铁及其衍生物10-15四聚乙醛15-20乙酰丙酮2-5四氢呋喃0硝酸异辛酯 5-10烷基硝酸酯 4-13。
4．一种柴油掺水高能催化剂的制备方法，其特征在于将乳化剂、稳定剂、十六烷值改进剂按比例依次加入反应釜1，搅拌下升温，加热至60-90℃，搅拌3-20分钟；在另一个反应釜内将高能催化剂按比例混合溶解，加入反应釜1内，搅拌3-20分钟，冷却。
5．一种柴油掺水催化剂用于制备乳化柴油，其特征在于向20-40公斤水中加入0.01-0.3公斤柴油掺水催化剂，搅拌乳化后，加入80-60公斤柴油中高速搅拌；在高速搅拌下将混合柴油加入乳化机进行乳化。
6．根据权利要求5所述的柴油掺水催化剂用于制备乳化柴油，其特征在于优选向20-40公斤水中加入0.02-0.1公斤柴油掺水催化剂，搅拌乳化后，加入80-60公斤柴油中高速搅拌；在高速搅拌下将混合柴油加入乳化机进行乳化。
7．根据权利要求5所述的柴油掺水催化剂用于制备乳化柴油，其特征在于最优选向20-40公斤水中加入0.05公斤柴油掺水催化剂，搅拌乳化后，加入80-60公斤柴油中高速搅拌；在高速搅拌下将混合柴油加入乳化机进行乳化。
全文摘要
本发明公开了一种柴油掺水高能催化剂的组成、制备方法和在制备乳化柴油上的应用,主要由混合型乳化剂、稳定剂、十六烷值改进剂和高能催化剂组成,该催化剂具有高乳化稳定性、高分散能力、高助燃催化活性,使柴油中可以加入25－40%的水,掺水后,性能稳定不分离,主要技术指标与天然柴油相似,使用效果优于天然柴油;该产品使用方便、成本低,可节油20－30%,并能消除黑烟,减少硫氮氧化物排放,是节能环保新产品。
文档编号C10G31/08GK1303907SQ9912603
公开日2001年7月18日 申请日期1999年12月13日 优先权日1999年12月13日
发明者王智远, 王智丽, 王智宏, 王保行 申请人:王保行