本發(fā)明屬于石油化工領(lǐng)域，具體涉及一種高燃燒效率的乳化柴油及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著全球環(huán)境不斷惡化，儲(chǔ)存儲(chǔ)量不斷下降，而市場(chǎng)需求則不斷增長(zhǎng)，研究和開(kāi)發(fā)清潔高效且燃燒效率較高的替代能源已是大勢(shì)所趨。乳化柴油被認(rèn)為是一種有著廣泛前景的清潔燃料。水的存在不僅能降低氮氧化物和碳煙的生成，而且還能改善燃燒，降低油耗。

目前，我國(guó)對(duì)在柴油機(jī)上使用乳化燃油的研究工作主要分為兩個(gè)方面：一是對(duì)單一油滴的蒸發(fā)、著火、燃燒過(guò)程的基礎(chǔ)物理化學(xué)現(xiàn)象進(jìn)行研究，另一個(gè)是從實(shí)用的角度對(duì)柴油機(jī)中乳化油的噴霧燃燒特性及對(duì)柴油機(jī)的可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性能的影響進(jìn)行研究。國(guó)內(nèi)外關(guān)于乳化柴油的研究報(bào)道雖然較多，但是仍然存在乳化油熱值低，乳化劑成本較高等問(wèn)題。因此，有必要研制開(kāi)發(fā)成分簡(jiǎn)單的乳化劑，并制備出與純柴油熱值相當(dāng)?shù)娜榛裼?，提高摻水燃油的?jié)油率，對(duì)于擴(kuò)大燃油摻水技術(shù)推廣應(yīng)用有著極其重要的作用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決乳化油熱值低，乳化劑成本較高等問(wèn)題，提供一種高燃燒效率的乳化柴油及其制備方法。

上述的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種高燃燒效率的乳化柴油，所述的高燃燒效率的乳化柴油主要是由柴油、水和復(fù)合添加劑組成，其重量份數(shù)分別為75～94份的柴油、5～20份的水、1～4份的復(fù)合添加劑，其中復(fù)合添加劑的成分包括乳化劑、能量增強(qiáng)劑、腐蝕抑制劑和穩(wěn)定劑，所述的乳化劑的成分包括氫氧化鈉、煤油、松香、吐溫60、吐溫20、司班80、石油磺酸鈉、高錳酸鉀，所述的能量增強(qiáng)劑的成分包括異丙醇、環(huán)氧丙烷、二甲苯，所述的腐蝕抑制劑的成分包括檸檬酸、酒石酸，所述的穩(wěn)定劑的成分包括聚乙二醇、三聚磷酸鈉、正丁醇。

本發(fā)明所述的高燃燒效率的乳化柴油，乳化劑中氫氧化鈉的重量份數(shù)為0.1～1，煤油的重量份數(shù)為5～10，松香的重量份數(shù)為0.1～1，吐溫60的的重量份數(shù)為5～30，吐溫20的的重量份數(shù)為5～30，司班80的的重量份數(shù)為5～30，石油磺酸鈉的重量份數(shù)為1～10，高錳酸鉀的的重量份數(shù)為0.1～1。

本發(fā)明所述的高燃燒效率的乳化柴油，能量增強(qiáng)劑中異丙醇的重量份數(shù)為40～60，環(huán)氧丙烷的重量份數(shù)為20～40，二甲苯的重量份數(shù)為1～10；腐蝕抑制劑中檸檬酸的重量份數(shù)為30～70，酒石酸的重量份數(shù)為30～70；穩(wěn)定劑中聚乙二醇的重量份數(shù)為30～50、三聚磷酸鈉的重量份數(shù)為1～10、正丁醇的重量份數(shù)為40～60。

本發(fā)明所述的高燃燒效率的乳化柴油的制備方法，包括如下步驟：

步驟1、制備復(fù)合添加劑；

步驟2、按重量份數(shù)分別稱取75～94份的重油、5～20份的水、1～4份的復(fù)合添加劑作為原料；

步驟3、將步驟2中稱取的重油倒入反應(yīng)容器中，加熱保持溫度在15～35℃?zhèn)溆茫?/p>

步驟4、將步驟2稱取的復(fù)合添加劑、水依次加入步驟3的反應(yīng)容器中，用磁力攪拌器進(jìn)行預(yù)混合后，通過(guò)頂置式攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為1200rpm，攪拌時(shí)間20～60min，攪拌溫度15～35℃。

本發(fā)明所述的高燃燒效率的乳化柴油的制備方法，復(fù)合添加劑的制備包括如下步驟：

步驟a、按照重量份數(shù)分別稱取一定質(zhì)量的氫氧化鈉、煤油和松香，將稱量好的氫氧化鈉、煤油和松香置于容器中，在加熱至80～90℃的狀態(tài)下溶解，用磁力攪拌器攪拌均勻后，得到A溶液，溫度降至40-50℃待用；

按照重量份數(shù)分別稱取一定質(zhì)量的吐溫60、吐溫20、司班80、石油磺酸鈉、高錳酸鉀，將稱量好的吐溫60、吐溫20、司班80、石油磺酸鈉、高錳酸鉀置于容器中，加熱至40～50℃，用磁力攪拌器攪拌均勻后，加入所述的A溶液繼續(xù)攪拌均勻，得到所述的乳化劑；

步驟b、按照重量份數(shù)分別稱取一定質(zhì)量的異丙醇、環(huán)氧丙烷、二甲苯，將稱量好的異丙醇、環(huán)氧丙烷、二甲苯在室溫的狀態(tài)下，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到所述的能量增強(qiáng)劑；

步驟c、按照重量份數(shù)分別稱取一定質(zhì)量的檸檬酸、酒石酸，將稱量好的檸檬酸酒石酸加入同等質(zhì)量的水，在室溫的狀態(tài)下，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到所述的腐蝕抑制劑；

步驟d、按照重量份數(shù)分別稱取一定質(zhì)量的聚乙二醇、三聚磷酸鈉、正丁醇，將稱量好的聚乙二醇、三聚磷酸鈉、正丁醇在室溫的狀態(tài)下，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到所述的穩(wěn)定劑；

步驟e、將步驟a制得的乳化劑、步驟b制得的能量增強(qiáng)劑、步驟c制得的腐蝕抑制劑、步驟d制得的穩(wěn)定劑按照質(zhì)量比8:1:0.5:0.5～9:0.5:0.25:0.25的質(zhì)量比進(jìn)行稱量后置于同一容器中，在40～50℃的溫度下，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到所述的復(fù)合添加劑。

本發(fā)明制備的高燃燒效率的乳化柴油扣除摻水率后，熱值能提高8％以上，可節(jié)省柴油10％，能減少碳煙微粒的排放。

本發(fā)明當(dāng)添加復(fù)合添加劑為重量份數(shù)為1.5，水的添加量為重量份數(shù)10時(shí)，對(duì)高燃燒效率的乳化柴油進(jìn)行一系列指標(biāo)測(cè)定，結(jié)果如表1所示,本發(fā)明所述的高燃燒效率的乳化柴油氧化安定性總不溶物含量2.3mg/100mL，硫含量0.03，10蒸余物殘?zhí)苛?.3％，灰分0.008％，銅片腐蝕實(shí)驗(yàn)1級(jí)，無(wú)機(jī)械雜質(zhì)，20℃下運(yùn)動(dòng)粘度為6.3mm²/s，閃點(diǎn)57℃，十六烷值49，20℃下密度846kg/m³，本發(fā)明高燃燒效率的乳化柴油的各項(xiàng)指標(biāo)與國(guó)標(biāo)中0#柴油相比相差不大，均符合相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

表1柴油與乳化柴油技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

附圖說(shuō)明

圖1為具體實(shí)施方式二方法制備的對(duì)添加重量份數(shù)3的添加劑，不同摻水率為重量份數(shù)5～20下制備的乳化柴油進(jìn)行熱值測(cè)定對(duì)比曲線圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式中所述的高燃燒效率的乳化柴油的復(fù)合添加劑的制備方法是按下述步驟進(jìn)行的：

步驟a、按照重量份數(shù)分別稱取重量份數(shù)為0.5的氫氧化鈉、重量份數(shù)為8煤油和重量份數(shù)為0.5的松香，將稱量好的氫氧化鈉、煤油和松香置于容器中，在加熱至80～90℃的狀態(tài)下溶解，用磁力攪拌器攪拌均勻后，得到A溶液，溫度降至40～50℃待用；

按照重量份數(shù)分別稱取重量份數(shù)為25的吐溫60、重量份數(shù)為25的吐溫20、重量份數(shù)為30的司班80、重量份數(shù)為10的石油磺酸鈉、重量份數(shù)為1的高錳酸鉀，將稱量好的吐溫60、吐溫20、司班80、石油磺酸鈉、高錳酸鉀置于容器中，加熱至40～50℃，用磁力攪拌器攪拌均勻后，加入所述的A溶液繼續(xù)攪拌均勻，得到所述的乳化劑；

步驟b、按照重量份數(shù)分別稱取重量份數(shù)為60的異丙醇、重量份數(shù)為35的環(huán)氧丙烷、重量份數(shù)為5的二甲苯，將稱量好的異丙醇、環(huán)氧丙烷、二甲苯在室溫的狀態(tài)下，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到所述的能量增強(qiáng)劑；

步驟c、按照重量份數(shù)分別稱取重量份數(shù)為70的檸檬酸、重量份數(shù)為30的酒石酸，將稱量好的檸檬酸酒石酸加入同等質(zhì)量的水，在室溫的狀態(tài)下，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到所述的腐蝕抑制劑；

步驟d、按照重量份數(shù)分別稱取重量份數(shù)為45的聚乙二醇、重量份數(shù)為5的三聚磷酸鈉、重量份數(shù)為50的正丁醇，將稱量好的聚乙二醇、三聚磷酸鈉、正丁醇在室溫的狀態(tài)下，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到所述的穩(wěn)定劑；

步驟e、將步驟a制得的乳化劑、步驟b制得的能量增強(qiáng)劑、步驟c制得的腐蝕抑制劑、步驟d制得的穩(wěn)定劑按照質(zhì)量比8:1:0.5:0.5的質(zhì)量比進(jìn)行稱量后置于同一容器中，在40-50℃的溫度下，用磁力攪拌器攪拌均勻，得到所述的復(fù)合添加劑。

將具體實(shí)施方式一下制備的高燃燒效率的乳化柴油的復(fù)合添加劑對(duì)相同摻水量為重量份數(shù)為10，不同添加劑量重量份數(shù)為1～4下制備的高燃燒效率的乳化柴油進(jìn)行熱值測(cè)定，結(jié)果如表2所示。通過(guò)表2可以看出，添加劑含量從1～4份的乳化柴油實(shí)測(cè)熱值均高于理論熱值，說(shuō)明加入該復(fù)合添加劑可在一定范圍內(nèi)有效提高乳化柴油的熱值。當(dāng)添加劑含量為3.0份時(shí)，乳化柴油熱值與理論熱值相比可提高8.47％。但從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，添加劑為1.5份時(shí)即可保證乳化柴油達(dá)到澄清透明的穩(wěn)定狀態(tài)，能夠滿足運(yùn)輸及使用需要。

表2添加劑含量對(duì)乳化柴油熱值的影響

具體實(shí)施方式二：本實(shí)施方式中所述的高燃燒效率的乳化柴油的制備方法是按下述步驟進(jìn)行的：

步驟1、制備復(fù)合添加劑；

步驟2、按重量份數(shù)分別稱取77～92份的重油、5～20份的水、3份的復(fù)合添加劑作為原料；

步驟3、將步驟2中稱取的重油倒入反應(yīng)容器中，加熱保持溫度在30℃?zhèn)溆茫?/p>

步驟4、將步驟2稱取的復(fù)合添加劑、水依次加入步驟3的反應(yīng)容器中，用磁力攪拌器進(jìn)行預(yù)混合后，通過(guò)頂置式攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為1200rpm，攪拌時(shí)間20min，攪拌溫度30℃。

本實(shí)施方式得到的對(duì)相同添加劑量重量份數(shù)3.0，不同摻水量為重量份數(shù)5～20下制備的乳化柴油進(jìn)行熱值測(cè)定，結(jié)果如附圖1所示。當(dāng)高燃燒效率的乳化柴油摻水量為10時(shí)，高燃燒效率的乳化柴油的實(shí)測(cè)熱值雖然小于純柴油熱值，但與理論計(jì)算熱值相比提高了8.47％，說(shuō)明加入復(fù)合添加劑可在一定范圍內(nèi)有效提高高燃燒效率的乳化柴油的熱值。而后隨著摻水率的增加實(shí)測(cè)熱值呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，當(dāng)摻水率增大到20時(shí)，由于摻水量太大使得實(shí)測(cè)熱值低于理論熱值。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式中所述的高燃燒效率的乳化柴油的制備方法是按下述步驟進(jìn)行的：

步驟1、制備復(fù)合添加劑；

步驟2、按重量份數(shù)分別稱取88.5份的重油、10份的水、1.5份的復(fù)合添加劑作為原料；

步驟3、將步驟2中稱取的重油倒入反應(yīng)容器中，加熱保持溫度在30℃?zhèn)溆茫?/p>

步驟4、將步驟2稱取的復(fù)合添加劑、水依次加入步驟3的反應(yīng)容器中，用磁力攪拌器進(jìn)行預(yù)混合后，通過(guò)頂置式攪拌器進(jìn)行攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為1200rpm，攪拌時(shí)間40min，攪拌溫度30℃。

本實(shí)施方式得到的高燃燒效率的乳化柴油的實(shí)測(cè)熱值為42.02MJ/kg，乳化柴油理論熱值為40.82MJ/kg，實(shí)測(cè)熱值比理論熱值提高率為2.93％。