[发明专利]乳化燃料及其制备方法

说明书

本发明的领域是燃料组合物，特别是供热机用的燃料，更确切地说，本发明范围内的燃料主要含有液体烃和特别含有：

-来自矿物油来源，例如包括汽油、柴油机燃料、煤油和取暖用油这类油的石油衍生物，和/或例如由煤或煤气(合成发动机燃料)衍生的烃；

-来自植物油来源，例如酯化的或未酯化的植物油的烃；

-和它们的混合物。

更具体地说，本发明涉及新的燃料组合物，该组合物包括在至少一种烃和通常在烃混合物中，例如构成柴油机燃料的混合物中的水的乳液。因此本发明涉及稳定的水/烃乳液，该乳液含有能够乳化和稳定该乳液的表面活性剂。

本发明还涉及与一种或多种表面活性剂结合的乳化水/烃燃料(例如发动机燃料)的制备方法。

本发明属于长期以来一直得到普遍关注的研制燃料组合物的领域，尤其是发动机燃料组合物，该燃料包括石油衍生物的替代产物，其目的是降低成本和减少污染。

人们很快发现水是有价值的添加剂或者是汽油或柴油机燃料的部分替代物。实际上水是廉价的和无毒的液体，已证明水可减少燃料的消耗和可见或不可见污染物的排放。

尽管所有这些设想都是有利的，但是在具体应用中在工业上还没有大规模地使用水/烃发动机燃料，因为其加工和使用有价格过高的困难。

根据第一种方法，已设想在车辆上采用分别储存水和燃料，并在使用时将它们混合。该方法需要在车辆上安装复杂的和改进的设备以进行特殊的混合和计量操作。在开发该方法过程中已证实该设备的成本、容积和精密程度足以使人望而却步。

第二种可考虑的方法包括使用随时可配制的水和油的混合物，但是该方法没有考虑在-20℃至-70℃温度下该混合物的储存稳定性和在使用条件下在罐中乳液稳定性的值得考虑的问题。

因此，有许多技术建议是无效果的，这些建议无价值地提供了含有水的乳化发动机燃料，更一般地说，提供了低消耗的新的无污染发动机燃料。

作为一个这种现有技术的实例，可以提到法国专利申请2470153，该专利申请公开了乳化发动机燃料，该燃料含有烃、水和醇(甲醇，乙醇)和由脱水山梨醇单油酸酯和乙氧基化壬基酚形成的乳化体系。在乳液中乳化体系的浓度为3-10％(体积)。在该乳液中主要存在的醇构成了极不利的因素，尤其是在经济和用该乳液可得到的发动机性能特性方面。此外，应当注意这种水-醇/烃乳液的稳定性有些不足。事实上，乳液存放72小时后(相应于使用这种燃料的车辆的实际非使用时间)，就会在烃和含水醇混合物之间产生初期相分离(分相/分层)。在这个时间结束时分相(分离开)的烃可高达乳液的3％(体积)。容易想象出，存放几天之后根据专利申请2470153的该乳液的分相足以阻止车辆在通常使用条件下运行。

US4877414还公开了一种乳化发动机燃料，该燃料含有许多添加剂，包括由脱水山梨醇倍半油酸酯、脱水山梨醇单油酸酯和十二醇的聚氧乙烯醚(6 EO)形成的乳化体系。优选的是，根据该专利所有添加剂的总浓度为约2.1％。除了乳化体系外可使用的其他添加剂是单-α-烯烃(1-癸烯)、甲氧基甲醇、甲苯、烷基苯和氢氧化钙。该配方是极复杂的，但只要使用该数量的添加剂即可。该配方也是相当昂贵的。最终，该专利的乳化燃料，特别是在低温下还具有缺乏稳定性的缺点。此外，申请人可以通过再现该美国专利的乳化燃料的优选实施方案清楚地显示这一缺点。我们发现在1小时内乳液发生分离(分相)，在低于5℃的温度下这一现象进一步加重。因此，很难想象当处于冬季使用条件下含有该乳液的车辆油箱中会发生什么情况。

化学文摘87：138513x给出的日本专利77-69909的摘要涉及乳化发动机燃料(煤油/水)，该燃料含有作为乳化剂的脱水山梨醇倍半油酸酯和壬基酚的聚乙二醇醚。含水分散相的液滴大小为≤20μ，平均值为约10μ。该技术建议仍不能适当地达到具备物理化学稳定性、减少污染、降低成本和减少燃料消耗的目的。因此，所介绍的这个技术对在本发明所述领域中工作的技术人员来说不能提供帮助。

另一篇概括了巴西专利824947的化学文摘101：57568z涉及一种乳化燃料，该燃料含有包括很粘的和很重的石油衍生物的烃、水、乙醇和包括乙氧基化壬基酚的乳化剂，该乳化燃料试图用于常规炉子和重油燃烧炉。该燃料不能满足预期的燃烧性能技术要求、污染物的减少和低的消耗。此外，该乳液的物理化学稳定性差。

申请人的PCT国际专利申请WO-93/18117叙述了乳化燃料，本发明对该燃料提出了改善。