[发明专利]水包油乳液

说明书

本发明涉及可用作燃料且具有较高静态和动态稳定性的水包油(水连续)乳液；以及其制备方法；以及包含此类乳液的燃料组合物。

技术领域

本发明涉及可用作燃料的水包油(水连续)乳液，且其具有较高静态和动态稳定性。本发明还涉及其制备方法以及包含此类乳液的燃料组合物。

背景技术

近几年全世界主要化石燃料的范围和用途的显著改变已影响和改变能量密集型工业满足其需求和操作的方式。这些工业趋势明显受燃料经济、多样化和可用性以及改进环境性能的不断提高的需要影响。更高价格引发从常规油基燃料到环境影响降低的更便宜的替代物的转变。尽管陆上工业存在油的可行的主要能量替代物，但运输市场仍主要取决于油基产物，尤其重质燃料油基产物，且可用于可预见的未来。

重质燃料油通常通过将粘性精炼残余物与更高值馏出物燃料掺合产生以提供可接受的燃料操作和燃烧性能所需的较低粘度特征。直接使用较高粘度精炼残余物需要高温储存和操作，其限制且使其潜在用途复杂化，且因此降低其值。作为掺合精炼残余物用于燃料油产生的替代方案，可在精炼厂应用残余物的其它处理(例如焦化、加氢裂解等)以产生额外蒸馏燃料。然而，此策略需要油精炼厂投资较大资本，产生一些更低价值的产物，产生市场副产物困难，导致排放(包括温室和酸性气体)提高，其中的所有可用以限制此途径的经济优势。

此前已于例如Logaraj等人；ISSA/AEMA第2次联席会议提出的“乳化-沥青烯操作问题的解决方案(Emulsification-A solution to Asphaltene Handling Problems)”,2000年3月12日到13日,佛罗里达州阿米利亚岛(Amelia Island,Florida)、GB 2 475 090、US 4 776 977、US 5 419 852、US 5 603 864、US 6 530 965B2、US 2010/0043277A、US 5411 558、US 5 360 458、US 5,437,693、US 5,976,200和US 6,113,659中描述乳液燃料的制备。乳液燃料和所得燃烧性能的液滴大小分布特征此前已描述于WO 2008/074138、EP 1935 969和US 5,603,864中。WO 2014/082981描述沥青乳液，且US 6,194,472描述烃于水中的胶状分散液，其中分散液中的烃的软化点超过约95℃。

仍需要水包油乳液，尤其水包油乳液燃料，且更尤其船舶燃料，其在储存和操作期间具有改进的稳定性。

发明内容

本发明涉及一种水包油乳液，尤其燃料，和其产生方法，由此不需要常规地用于掺合降低烃残余物粘度的馏出物，且经水和少量稳定化学添加剂置换。本发明可直接应用于广泛范围的重烃和精炼残余物物料流。此类含烃材料包括：大气压和真空残余物、减粘裂化或热裂化残余物、真空闪蒸减粘裂化残余物和由精炼厂和/或重油提纯设施(如加氢裂解、脱沥青和类似转化方法)产生的其它重质粘性残余物。

本发明的额外益处为通过乳化提供增强操作和燃烧特性的手段。尽管此前已记录(参见上文)乳液燃料的液滴大小分布特征对其所得燃烧性能的重要性，仍需要同时控制流变特性以便产生可在广泛范围的系统应用中处理的燃料。对于柴油机应用，例如在船舶的发动机系统中，燃料的流变特性在确保燃料操作和喷射系统的可持续液压性能方面为重要的。在本发明中，水包油乳液的液滴大小分布维持在特定限值内。当用作燃料时，此能够控制燃料操作期间的流变学特征和燃料(快速)燃尽两者以确保在效率和所得排放方面可接受的(如果不完全)碳利用。

对于成功地用作燃料，例如船舶燃料的水包油乳液，储存(静态)稳定性和操作(动态)稳定性必须为稳固的。尽管此前已在上文所提及的文献中的一些中描述乳液燃料的制备，未形成其后续使用的稳定性需求。

本发明的一个优势为本发明的水包油乳液在储存期间展现降低的沉降水平。