[发明专利]一种微乳化柴油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于乳化柴油技术领域，具体涉及一种微乳化柴油及其制备方法。

背景技术

柴油作为传统能源具有高热值、难挥发等特点，在人类活动中占有重要地位。目前，中国的柴油消耗量大增，国内柴油供不应求，在资源日趋短缺、价格日益上涨和环境污染日益严重的今天，微乳化柴油由于具有节能和环保的显著优点，越来越引起人们的重视，同时，微乳化柴油可以不改变柴油机的结构，用较简单的乳化技术和较低的经济代价实现替代部分柴油，可以大大减少目前我国对石油资源的依赖性，起到缓解能源危机的作用，对于建立可持续发展的能源系统、对国民经济发展和环境的保护均有重大的意义。

但是对微乳化柴油而言，目前比较突出的问题是稳定性尚未解决。柴油乳状液颗粒较大，不稳定，而且受温度、杂质等环境因素的影响，容易发生分层，乳化柴油第一次点火发动后，剩余在油缸中的油一旦发生分层，就会导致再次发动困难。同时，由于微乳化柴油中加入水后会存在十六烷值较低、氧化安定性下降以及燃油系统沉积物生成量高的缺点，从而使得乳化柴油的粘度、凝点以及十六烷值等也不符合国家车用柴油标准的技术指标，难于用于柴油机上。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种微乳化柴油及其制备方法，该微乳化柴油的粘度、凝点、十六烷值等均能符合车用柴油的技术指标要求，并且具有节能减排的优点，制备方法简单。

本发明采用以下技术方案：一种微乳化柴油，以重量百分比计，该微乳化柴油由以下组分组成：微乳化表面活性剂1-10％，微乳化助剂为1-10％，微乳化还原剂0.85-4.95％，功能性添加剂0.05-0.15％，柴油60-90％，水5-20％。

本发明中的微乳化表面活性剂起到乳化剂的作用，能够降低油水界面张力，同时形成胶束，增大油水之间的互溶性，使之成为油包水微乳化柴油，并能使乳液的稳定性得到大大改善。本发明所述的微乳化表面活性剂为失水山梨醇单油酸酯(span80)或失水山梨醇单硬脂酸酯(span60)或聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯(tween80)或壬基酚聚氧乙烯醚-3(OP-3)或壬基酚聚氧乙烯醚-10(OP-10)或对甲基苯磺酸盐或环烷酸盐或油酸盐或N-琥珀酸烷基酰胺或C12～18烷基铵盐或其混合物。其中，失水山梨醇单油酸酯(span80)、壬基酚聚氧乙烯醚-3(OP-3)以及油酸盐效果较好。

微乳化助剂可以调节微乳液的HLB值和提高表面活性剂单分子膜的流动性，进一步降低界面张力，从而大大提高表面活性剂的增溶能力。由于低分子醇、醚的烷基碳链比较短，与微乳化表面活性剂能形成致密的界面膜，且该界面膜是强度大、稳定性好的混合膜。由于醇类比较容易进入界面混合膜与微乳化表面活性剂分子空隙中，使表面活性剂层柔韧性增加，降低了混合膜的刚性，增加流动性，大大降低了微乳液体系形成时所需的弯曲能，使微乳液容易自发形成，所以一般采用低碳醇类物质作为微乳液体系的助表面活性剂。本发明所述的微乳化助剂为乙醇或异丙醇或正丁醇或异丁醇或正戊醇或正庚醇或异辛醇或乙二醇或丙三醇或乙酸乙酯或乙酰乙酸乙酯或异丙醚或正庚醚或乙二醇丁醚或乙二醇乙醚或其混合物。

由于微乳化表面活性剂和微乳化助剂含量低会形成乳状液，无法形成澄清透明的微乳化体系，含量太高增加成本，并且形成粘度很大的胶体，无法形成微乳液，所以本发明中微乳化表面活性剂和微乳化助剂的重量百分比均为1-10％，为了达到最佳效果，微乳化表面活性剂与微乳化助剂的比为1-3∶1。

微乳化还原剂的加入能调节柴油微乳液的pH值，降低微乳化柴油的粘度，提高了体系的稳定性。它们与微乳化表面活性剂互用，使其乳化效率大大提高，大大减少乳化剂的用量。本发明所述的微乳化还原剂为氨水或N，N-二甲基甲酰胺或甲胺或二甲胺或乙二胺或二乙烯三胺或二乙醇胺或三乙醇胺或其混合物。微乳化还原剂的含量不能过高，否则破坏微乳化体系的形成，因此，微乳化还原剂的重量百分比为0.85-4.95％。

水的含量太低体现不出微乳化柴油的经济性和环保性，水含量太高会降低微乳化柴油的动力，使汽车启动性，特别是低温启动性不好，因此，水的含量为5-20％。