[发明专利]微乳化燃油生产工艺及配方

说明书

一、         领域

微乳化燃油生产工艺及配方属于化工领域。

二、         简介

NO 不仅影响柴油机和其他内燃机的性能，对人体的危害也很大：SO，易形成酸雨；CO、粉尘等严重危害人类健康。为保护环境，充分利用能源，各国科技工作者不断进行节能新技术的研究而最为关注的开发研究是微乳化燃油。

微乳化燃油的优点微乳液是两种互不相溶的液体按一定比例，

在表面活性剂存在下形成热力学稳定、各向同性、外观透明或半透明的分散体系l。

与普通乳状液相比，微乳液具有粒径小、热力学稳定等优点。

研究的是W／O型微乳液，将燃烧不完全的油滴内核用水代替。即水增溶在油滴中，成为稳定的微乳液液滴，使燃油充分燃烧，又使尾气中有毒物质含量大幅下降，节约能源且有利于环保。

目前市场上出售的掺水燃油多为乳状液。

但乳状液为热力学不稳定体系，放置一段时间就会分层，使用不方便。

而微乳化燃油是热力学稳定体系，外观与普通燃油相同，长期放置也不会分层。

因此，微乳化燃油解决了掺水燃油的稳定性问题。

Ivanov在进行乳化油滴蒸发和燃烧的研究时，首先提出了微爆理论。

其基本原理是，微乳化燃油体系中，油和水两种组分的挥发性(沸

点)相差较大时，水(易挥发组分)增溶于油滴中心，油(不易挥发的组分)则处于液滴外围。

在气缸的高温下，水首先汽化，油滴体积急剧膨胀，液滴破碎。分散成许多更小的油滴，增加了油与空气的接触面积，促进油完全燃烧。

节能 通过微爆，每个油滴分裂成数个更小的油滴，增加了油滴与空气的接触面积，使油完全燃烧。

另外，油滴中的水核汽化，需吸收部分热量。但两者相比，还是节约了能源。

在微乳化燃油中加入制氢催化剂，将水分解为H2和02，参与燃烧，大大提高了微乳化燃油的燃烧值。

环保W／O型微乳液中，水作为分散相油滴的内核，即使水不参与燃烧，也变成无毒的水蒸汽，对环境不会造成污染。另外，还可在燃油中加入其他助剂，如NO 净化剂、SO2清除剂等，大幅降低尾气中有害气体的含量L4 J。

成本低加入水，燃油用量减少，成本降低。尽管加入其他添加剂会提高成本，但筛选价廉质的表面活性剂和助剂，可使总成本下降。

 国内外研究现状，剑桥大学的Hopkinson教授首先进行了内燃机燃油掺水试验，其目的是降低内燃机内部介质的温度。后来在实际应用中为提高奥托发动机效率，常采用燃油掺水技术。

由于对燃烧机理和燃油微乳化原理缺乏深入了解，尽管燃油

掺水技术在增压式发动机中曾起到节能、减少污染的作用，但许多技术问题尚未解决，因此其实际应用受到限制。

随着乳化添加剂与微乳化技术的发展，特别是Ivanov等提出了乳化油油滴微爆理论，加上环保呼声很高，燃油掺水技术又引起重视并进行了系统的理论研究。

美国科学家以长链脂肪酸铵盐或钠盐为表面活性剂，水溶性醇为助剂，使掺水燃油形微乳液可在一20—20~C内稳定存在。也采用长链脂肪酸铵盐作为表面活行微乳化研究，长链脂肪酸铵盐由脂肪酸和氨水(乙醇胺或异丙醇胺)反应制得，不同含氮碱形成最佳微乳液所需的中和度不同。

柴油、汽油等燃油通过原油炼制制得，但原油是一种非再生资源。随着国民经济的快速发展，我国燃油消耗量逐年递增，巨大的燃油消耗对日益枯竭的石油能源造成压力，如何充分利用有限资源及开发新能源，成为人们关注的焦点。

另一方面，燃油不完全燃烧，燃油喷入气缸后，成为细小的油滴，在汽缸出口处，油滴内核燃烧不完全，形成积碳和有害气体如氮氧化物(NO )、CO等，同时燃油中含有的有机硫生成SO，。

因此，许多城市大气中的悬浮物、CO、SO2和NO 含量超过国家标准，每年空气污染造成的经济损失达千亿元. 。

国内乳化燃油的研究仅有十几年的历史。

研究了乳化掺水柴油喷雾高温和高压环境中的微爆及燃烧节油机理。研究了单滴乳化燃油的微爆模型和微爆规律，并解释了乳化油滴的“冷滴”、“无水层生成”等机理。

目前，山东大学胶体与界面化学教育部重点实验室能研制出表面活性剂含量不高于3％ ，其他助剂含量为3％ 一5％ ，微乳化柴油加水量达l4％的微乳液体系。

 微乳化燃油的配制技术表面活性剂 应从HLB值和不同表面活性

剂间的协同效应两方面选择表面活性剂。HLB值越小，说明表面活性剂亲油性越强，易形成W／O型微乳液；反之则亲水性强。