[发明专利]一种复合乳化剂及其在生产微乳化柴油中的应用

说明书

本发明公开了一种复合乳化剂及其在生产微乳化柴油中的应用，复合乳化剂的制备包括如下步骤：(1)以低品质油脂为原料，进行预处理；(2)向预处理后的低品质油脂中加入溶解有金属钠的甲醇，进行甲酯化改性，得到脂肪酸甲酯；(3)向脂肪酸甲酯中加入由有机胺和无机氨组成的复合胺化剂，以金属钠作为催化剂，进行酰胺化反应，制备得到复合乳化剂。本发明还公开了利用上述复合乳化剂制备的乳化柴油。本发明的复合乳化剂是以低品质油脂为原料，经化学改性和酰胺化反应制备而成，有效降低了乳化剂的生产成本。利用该复合乳化剂制备的微乳化柴油，其稳定性能和燃烧性能均得到极大的提高。

技术领域

本发明涉及清洁能源技术领域，具体涉及一种复合乳化剂及其在生产微乳化柴油中的应用。

背景技术

乳化柴油，也就是燃料油掺水燃烧，虽然已经不是一个新课题，但却又在不断赋予新思维，新的发展动力。早在国际燃烧协会第一次年会上，已经确定把它作为三大节能措施之一。我国也在连续几个五年建设计划期间将其列入发展项目，因而掀起了一波又一波的研究热潮。

通过不断的理论研讨以及科研院校的大量实验，众多专家学者对于乳化柴油的节能减排特性，结论高度一致。水虽然不是燃料，但在发动机高温高压燃烧过程中，会发生一系列附加的化学反应，会形成大量的O、H和OH自由基，这些活性物质会大大活化整个燃烧过程，抑制未燃烧碳的提前排放，使之更完全燃烧，减少了能量损失。水在一切固体和液体中比热最大的特性，可以迅速吸收动力部件的热量而减少相互间的膨胀性摩擦，降低了自耗功而节能。含水燃料的自供氧效应，可减少碳氢燃料的局部过热、缺氧、脱氢、裂解结焦，使燃烧室壁面各处和喷油头等突出部位温度均化，保证机械整体工作正常，从而有利于节省燃料。水的沸点低于柴油，汽化蒸发早，汽化膨胀爆破油包水膜，使燃料经喷嘴雾化后发生的再次雾化(即微爆效应)，进一步提高了燃料利用率而节能。无数科研结论和实际应用都证实了柴油掺水燃烧可以减少有害气体排放30％以上。

但是，油与水毕竟是两种互不相容的液体，要把它们完全互溶，难度是不言而喻的。由于水比柴油的密度大，加上水的凝聚作用，在重力场和凝聚的双重作用下，水在油内会自发的下沉、聚集、分层，直至最后破乳而与油分离。因此，大多数研制的乳化柴油都存在不能较长时间储存，易于分层的问题，这大大限制了乳化柴油的应用。

目前，提高乳化柴油稳定性的研究主要是寻找新型的乳化剂或各种乳化剂复配物。但是，现有的乳化剂产品乳化稳定性不够好，稳定时间大部分只有十天或半个月，难以作为商品周转使用；而且，现有的乳化剂产品多是以精炼石油制品和高级脂肪酸作为原料，导致乳化剂的价格昂贵，生产乳化柴油的成本居高不下。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种复合乳化剂，该复合乳化剂是以低品质油脂为原料，经化学改性和酰胺化反应制备而成，有效降低了乳化剂的生产成本。

利用该复合乳化剂制备的微乳化柴油，其稳定性能和燃烧性能均得到极大的提高。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面，提供一种复合乳化剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)以低品质油脂为原料，进行预处理；

(2)向预处理后的低品质油脂中加入溶解有金属钠的甲醇，进行甲酯化改性，得到脂肪酸甲酯；

(3)向脂肪酸甲酯中加入由有机胺和无机氨组成的复合胺化剂，以金属钠作为催化剂，进行酰胺化反应，制备得到复合乳化剂。

优选的，步骤(1)中，所述低品质油脂包括：地沟油、动物屠宰场的下水油、皮革厂回收油、食物油精炼产生的酸化油以及不宜食用的蓖麻油、小桐子油和高凝点棕榈油。

优选的，步骤(1)中，预处理的方法为：将低品质油脂进行机械过滤，除去杂质；加入占低品质油脂重量3-5％的化学氧化剂，加热到70-80℃，搅拌反应15-20分钟，离心分离脱除水分和未反应完全的化学氧化剂。