一种添加剂及其制备方法和乳化柴油及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于柴油领域；具体涉及一种添加剂及其制备方法和乳化柴油及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 随着全球环境不断恶化，储存储量不断下降，而市场需求则不断增长，研究和开发 清洁高效且燃烧效率较高的替代能源已是大势所趋。乳化柴油被认为是一种有着广泛前景 的清洁燃料。水的存在不仅能降低氮氧化物和碳烟的生成，而且还能改善燃烧，降低油耗。
[0003]目前，对在柴油机上使用乳化燃油的研究工作主要分为两个方面：一是对单一油 滴的蒸发、着火、燃烧过程的基础物理化学现象进行研究，另一个是从实用的角度对柴油机 中乳化油的喷雾燃烧特性及对柴油机的可靠性、经济性以及排放性能的影响进行研究。在 以往研究中，对提高乳化油热值的相关研究成果相对较少。武汉科技大学的焦向科等人分 别采用六种助溶剂制备了"柴油一工业醇一助溶剂"三元乳化柴油；分别采用两种脂肪酸甲 酯制备了"柴油一工业醇一脂肪酸甲酯一中碳醚"四元乳化柴油，对具有代表性的三种乳化 柴油的制备工艺进行了探讨，并对其热值等理化性质进行了研究。三种乳化柴油的热值比 0#柴油稍低。余国贤等人以非离子表面活性剂Tween80和Span80复合成实验用乳化剂乳 化180#燃料油，结果表明：当复合乳化剂添加量一定时，随掺水量增加，乳化燃料油的热值 和残炭值均降低；乳化后，单位质量乳化燃料油的热值增加。陈焕朋等人选择失水山梨醇油 酸酯（非离子型表面活性剂）、乳化剂TX(非离子型表面活性剂）和烷基苯磺酸钠（阴离子 型表面活性剂）及微量稳定剂羧甲基纤维素钠复配作为微乳化剂，制备的微乳化柴油的热 值均比纯柴油低，其热值随掺水量的增加而下降。
[0004] 国内外关于乳化柴油的研究报道虽然较多，但是仍然存在乳化油热值低，乳化剂 成本较高等问题。
【发明内容】
[0005] 本发明要解决现有乳化油热值低的问题，而提供了一种添加剂及其制备方法和乳 化柴油及其制备方法。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明中的添加剂是由A乳化剂溶液和B乳化剂溶液按1:4 的质量比配制而成的；
[0007] 其中，所述A乳化剂溶液是由水、氢氧化钠、煤油和松香按（7~8) :1:3:3的质量 比配制的；
[0008] 所述B乳化剂溶液是由水、吐温60、吐温20、司班80、石油磺酸钠和高锰酸钾按 (4~5): (0.5~1): (0.5~1) :4:1:1的质量比配制的。
[0009] 本发明中添加剂的制备方法是按下述步骤进行的：
[0010] 一、将水、氢氧化钠、煤油和松香混合，在80~90°C下溶解并混合均勾，配制成A乳 化剂溶液（保证完全溶解）；
[0011] 二、将水、吐温60、吐温20、司班80、石油磺酸钠和高锰酸钾混合均匀，配制成B乳 化剂溶液；
[0012] 三、将A乳化剂溶液和B乳化剂溶液在40~50°C下搅拌混合均匀，即得到成添加 剂。
[0013] 本发明中乳化柴油按重量百分比是由下述原料制成的：77~92%柴油、1.0~ 4. 0%权利要求1所述的添加剂和5~20%水。
[0014] 本发明中乳化柴油的制备方法是向柴油中加入添加剂，置于转速为600r/min的 磁力搅拌器上搅拌20~30min混合均勾后，向其中加入水，再以（1100~1300)r/min的转 速机械搅拌15~40min，得到乳化柴油。
[0015] 本发明采用先磁力搅拌后机械搅拌的方式可以使能量逐级递增，有利于形成更加 稳定的乳状液。若采用磁力搅拌和机械搅拌中的一种进行搅拌，乳状液混合不均匀，不足以 使乳化柴油达到稳定状态。
[0016] 本发明添加剂改善乳化柴油的燃烧效果，提高乳化柴油的燃烧效率，达到提高乳 化柴油节油率的目的，进而达到乳化柴油节油、环保、经济效益三效统一的目标。
【附图说明】
[0017] 图1是不同含水率乳化油稳定性对比效果图；图2是含水率对乳化柴油热值的影 响图；图2中·表示实测热值，?表示理论热值（含剂）。
【具体实施方式】
【具体实施方式】 [0018] 一：本实施方式中的添加剂是由A乳化剂溶液和B乳化剂溶液按 1:4的质量比配制而成的；
[0019] 其中，所述A乳化剂溶液是由水、氢氧化钠、煤油和松香按7. 5:1:3:3的质量比配 制的；
[0020] 所述B乳化剂溶液是由水、吐温60、吐温20、司班80、石油磺酸钠和高锰酸钾按 4.5:0.6:0.6:4:1:1的质量比配制的；
[0021 ] 其中，添加剂的制备方法是按下述步骤进行的：
[0022] -、将水、氢氧化钠、煤油和松香混合，在90°C下溶解并混合均匀，配制成A乳化剂 溶液；
[0023] 二、将水、吐温60、吐温20、司班80、石油磺酸钠和高锰酸钾混合均匀，配制成B乳 化剂溶液；
[0024] 三、将A乳化剂溶液和B乳化剂溶液在50°C下搅拌混合均匀，即得到成添加剂。
[0025] 本发明中乳化柴油按重量百分比是由下述原料制成的：84%~92 %柴油、3. 0 % 权利要求1所述的添加剂和余量的水。
[0026] 本发明中乳化柴油的制备方法是向柴油中加入添加剂，置于600r/min的磁力搅 拌器上搅拌20~30min后，再加入水，再以1200r/min的转速机械搅拌30min，得到乳化柴 油。
[0027] 对【具体实施方式】一制得的乳化柴油于室温下观察稳定性，含水率为5%、8%、10% 和12 %的乳化油可以达到一个月稳定不分层，而含水率为13 %的乳化油底部有分层现象 (见图1)。因此，使用本发明所述的添加剂和制备方法制得的乳化柴油最高含水率为12%， 稳定时间为一个月。
【具体实施方式】 [0028] 二：本实施方式与一不同的是：乳化柴油按重量百分 比是由下述原料制成的：5%~20%水、3. 0%权利要求1所述的添加剂和余量的柴油。其 它步骤参数与一相同。
[0029] 对【具体实施方式】二制得的含水5~20 %的乳化柴油进行热值的测定，结果如图2 所示。
[0030] 纯柴油热值为45. 61MJ/kg，添加剂热值为30. 30MJ/kg。
[0031] 乳化柴油理论热值=纯柴油热值X柴油质量百分比+添加剂热值X3%。
[0032] 从2图中可知，当乳化柴油含水率为10%时，乳化柴油的实测热值虽然小于纯柴 油热值，但与理论计算热值相比提高了 8. 47%，说明加入本发明所述的添加剂可在一定范 围内有效提高乳化柴油的热值。而后随着含水率的增加实测热值呈现下降趋势，当含水率 增大到20%时，由于含水量太大使得实测热值低于理论热值。
【具体实施方式】 [0033] 二：本实施方式与一不同的是：乳化柴油按重量百分 比是由下述原料制成的：1〇%水、1%~4%权利要求1所述的添加剂和余量的柴油。其它 步骤参数与一相同。
[0034] 对【具体实施方式】三制得的乳化柴油进行热值的测定，结果如表1所示。
[0035] 表1添加剂含量对乳化柴油热值的影响
[0036]
[0037]
[0038] 注：纯柴油热值为45. 61MJ/kg，添加剂热值为30. 30MJ/kg。
[0039] 乳化柴油理论热值=纯柴油热值X柴油质量百分比+添加剂热值X添加剂质量 百分比。
[0040] 通过表1可以看出，添加剂含量从1%~4%的乳化柴油实测热值均高于理论热 值，说明加入本发明所述的添加剂可在一定范围内有效提高乳化柴油的热值。当添加剂含 量为3. 0 %时，乳化柴油热值与理论热值相比可提高8. 47 %。但从经济性的角度考虑，添加 剂为1. 5%时即可保证乳化柴油达到稳定状态，稳定时间大于一个月。
【主权项】
1. 一种添加剂，其特征在于添加剂是由A乳化剂溶液和B乳化剂溶液按1:4的质量比 配制而成的； 其中，所述A乳化剂溶液是由水、氢氧化钠、煤油和松香按（7~8) :1:3:3的质量比配 制的； 所述B乳化剂溶液是由水、吐温60、吐温20、司班80、石油磺酸钠和高锰酸钾按（4~ 5) : (0. 5~1) : (0. 5~I) :4:1:1的质量比配制的。2. 根据权利要求1所述的一种添加剂，其特征在于所述A乳化剂溶液是由水、氢氧化 钠、煤油和松香按7. 5:1:3:3的质量比配制的。3. 根据权利要求2所述的一种添加剂，其特征在于所述B乳化剂溶液是由水、吐温60、 吐温20、司班80、石油磺酸钠和高猛酸钾按4. 5:0. 6:0. 6:4:1:1的质量比配制的。4. 如权利要求1所述的一种添加剂的制备方法，其特征在于添加剂的制备方法是按下 述步骤进行的： 一、 将水、氢氧化钠、煤油和松香混合，在80~90°C下溶解并混合均匀，配制成A乳化剂 溶液； 二、将水、吐温60、吐温20、司班80、石油磺酸钠和高锰酸钾混合均匀，配制成B乳化剂 溶液； 三、 将A乳化剂溶液和B乳化剂溶液在40~50°C下搅拌混合均匀，即得到成添加剂。5. -种乳化柴油，其特征在于乳化柴油按重量百分比是由下述原料制成的：77%~ 92%柴油、1. 0%~4. 0%权利要求1所述的添加剂和5%~20%水。6. 根据权利要求5所述的一种乳化柴油，其特征在于乳化柴油按重量百分比是由下述 原料制成的：84%~92%柴油、2. 5%~3. 5%权利要求1所述的添加剂和5%~13%水。7. 根据权利要求5所述的一种乳化柴油，其特征在于乳化柴油按重量百分比是由下述 原料制成的：87%柴油、3%权利要求1所述的添加剂和10%水。8. 如权利要求5所述的一种乳化柴油的制备方法，其特征在于乳化柴油的制备方法是 向柴油中加入添加剂，置于600r/min的转速磁力搅拌器上搅拌20~30min，然后加入水，再 以（1100~1300)r/min的转速机械搅拌15~40min，得到乳化柴油。
【专利摘要】本发明公开了一种添加剂及其制备方法和乳化柴油及其制备方法，属于柴油领域。本发明要解决现有乳化油热值低的问题。添加剂是由水、氢氧化钠、煤油、松香、吐温60、吐温20、司班80、石油磺酸钠和高锰酸钾制成，方法是将水、氢氧化钠、煤油和松香于80～90℃下混合，溶解；再将水、吐温60、吐温20、司班80、石油磺酸钠和高锰酸钾混匀，然后于40～50℃下混合在一起。乳化柴油由柴油、上述的添加剂和水制成，采用先磁力搅拌后机械搅拌制成的。本发明添加剂改善乳化柴油的燃烧效果，提高乳化柴油的燃烧效率，达到提高乳化柴油节油率的目的，进而达到乳化柴油节油、环保、经济效益三效统一的目标。
【IPC分类】C10L1/24, C10L1/12, C10L1/198, C10L1/19, C10L1/14
【公开号】CN105238462
【申请号】CN201510762160
【发明人】王志成, 张玥, 张宇, 徐晓秋, 马宁, 鲍春阳
【申请人】黑龙江省能源环境研究院
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年11月10日