CN1304536C - 纳米微乳化燃油增效剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纳米微乳化燃油增效剂，包括相转移催化剂、微乳化表面活性剂、微乳化助剂、去离子活性水和界面改性剂，其制备方法是将前两种组分配制成母液，后三种组分配制成辅助液，最后合成增效剂，它是为改善汽油、柴油、重油等烃燃料性能的高效增效剂组合物，引入选择性界面改性剂能使燃油分子表面张力下降，它可显著地增强烃燃料的燃烧完全性、清净性、微系统润滑性、抗腐蚀性、抗氧化性及降低油分子间引力等特性。
Description
技术领域
本发明涉及一种纳米微乳化燃油增效剂及其制备方法，它是一种广泛适用于汽油、柴油、重油等烃类燃油的增效剂。
背景技术
国内燃油添加剂发展较晚，而且品种简单，主要都集中在以清净剂为主的单一功能的添加剂，技术雷同的很多。传统的汽、柴油清净剂(参见CN98103579.5)性能简单，主要还集中在聚烷基酰胺和聚醚胺等为主的清净分散剂，其功能单一，节油不明显。另外，传统清净剂加入汽、柴油中有一定的降污作用，但是由于氮化物的加入和其他原因，一般会导致氮氧化物含量升高，而氮氧化物是造成城市大气中光化学烟雾的罪魁祸首。
柴油乳化剂(参见CN02111285.1)加入后，形成的乳化柴油燃烧时可以减少污染，并有一定程度的节油，但乳化柴油的不稳定性给使用者带来诸多的不便。
目前，应用于柴、重油上的添加剂品种很多，但大多数是以金属离子催化作用为主的混合型添加剂(参见CN02157655.6)，使用时间长后，会导致锅炉、窑炉等燃烧设备灰份沉积严重，甚至影响正常燃烧。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种全新、多功能、高效、性能稳定、节油的纳米微乳化燃油增效剂。
本发明需要解决的另一个技术问题是提供一种简单的利用纳米化学研究与纳米材料制备技术之一的微乳化技术制备纳米微乳化燃油添加剂的方法。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂，由相转移催化剂、微乳化表面活性剂、微乳化助剂、去离子活性水和界面改性剂五部分共同反应合成，其中各组分的含量组成，相转移催化剂为8-12(重量％)，微乳化表面活性剂为16-23(重量％)，微乳化助剂为30-46(重量％)，去离子活性水为10-30(重量％)，界面改性剂为14-25(重量％)。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂，其相转移催化剂包括曲拉通系列、司派系列和吐温系列，其微乳化表面活性剂包括烷基磺酸、柠檬酸、水杨酸、亚麻酸、油酸等，其微乳化助剂以多元醇类、脂肪酸类、脂肪醚类为主，其界面改性剂包括聚酰胺类、多胺类。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂，其纳米微乳化汽油增效剂的配方是，相转移催化剂为8-10(重量％)，微乳化表面活性剂为16-20(重量％)，微乳化助剂为35-40(重量％)，去离子活性水为15-30(重量％)，界面改性剂为15-20(重量％)。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂，其纳米微乳化汽油增效剂的组成中，相转移催化剂是曲拉通-100，微乳化表面活性剂是烷基石油磺酸，微乳化助剂是十个碳原子左右的甘油醇或脂肪醇，界面改性剂是脂肪胺。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂，其纳米微乳化柴油增效剂的配方是，相转移催化剂为8-10(重量％)，微乳化表面活性剂为18-22(重量％)，微乳化助剂为32-43(重量％)，去离子活性水为25-30(重量％)，界面改性剂为14-18(重量％)。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂，其纳米微乳化柴油增效剂的组成中，相转移催化剂是吐温40，微乳化表面活性剂是腐植酸，微乳化助剂是十二个碳原子左右的甘油醇，界面改性剂是多胺。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂，其纳米微乳化重油添加剂的配方是，相转移催化剂为9-12(重量％)，微乳化表面活性剂为11-17(重量％)，微乳化助剂为35-44(重量％)，去离子活性水为15-20(重量％)，界面改性剂为15-20(重量％)。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂，其纳米微乳化重油增效剂的组成中，相转移催化剂是司派60，微乳化表面活性剂是水杨酸，微乳化助剂是十个碳原子左右的醚，界面改性剂是芳香胺。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂的制备方法是分三步完成(各原料均按重量比)：
1、配制母液：将相转移催化剂、微乳化表面活性剂两种物料按比例混合后放入容器内控制温度在40-70℃和压力0.7-1.5大气压下搅拌5-10个小时即成母液。
2、配制辅助液：将微乳化助剂、去离子活性水和界面改性剂三种物料按比例混合，在常温和常压下，经低压密封反应釜混合和机械搅拌7-15个小时至出现均匀稳定的混合液。
3、合成增效剂：将配制好的辅助液搅拌的同时稳速加入上述母液，开始时会出现少量沉淀，加速搅拌直至溶解，待沉淀物溶解分散形成稳定混合溶液后，即可分装为成品。
采用本发明的制备方法制备的纳米微乳化燃油增效剂，在燃油中分散成的油包水颗粒，用中子散射实验测定其粒径范围在1-100纳米，增效剂溶液在燃油中不会出现乳光，形成的微乳体系是热力学稳定体系。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂在加入燃油后会迅速扩散，均匀溶解。它在燃油燃烧过程还会使燃油的物理活性提高，进而提高燃油的燃烧性能。这种作用的综合结果使燃油的消耗大幅降低，发动机(锅炉等动力设备)的动力性能大幅度提高，尾气排放中的有害污染物大幅降低。同时，纳米微乳化燃油增效剂的加入防止了燃烧室内表面的积炭生成，起到随时养护的作用。对旧的原有的积炭有分解的作用，并随废气排出。车用纳米微乳化燃油增效剂的平均节油率为8-15％。锅炉用纳米微乳化燃油增效剂的平均节油率为6-14％。车用纳米微乳化燃油增效剂可同时降低一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等污染物排放30％-60％。锅炉用纳米微乳化燃油增效剂可同时降低烟度、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物等污染物排放20％-60％。
本发明的纳米微乳化燃油增效剂是为改善汽油、柴油、重油等烃燃料性能的高效增效剂组合物，含有多元醇类、脂肪酸类、脂肪醚胺，引入选择性界面改性剂能使燃油分子表面张力下降，它可显著地增强烃燃料的燃烧完全性、清净性、微系统润滑性、抗腐蚀性、抗氧化性及降低油分子间引力等特性，它可以全面的解决清净剂清除胶质、积炭的作用，而且还可以改善燃油在燃烧室的燃烧，能够全面有效地降低尾气污染物一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物。该纳米微乳化燃油增效剂不含有毒金属离子，燃烧完后不会有灰份，同时还具有很好的清净作用，可以适当地清除油路沉积物，保养设备。
具体实施方式
实施例1
本发明的纳米微乳化汽油增效剂的配方是，相转移催化剂是曲拉通-100，含量为10％(重量)，微乳化表面活性剂是十二烷基石油磺酸，含量为20％(重量)，微乳化助剂是正癸醇，含量为40％(重量)，去离子活性水为15％(重量)，界面改性剂是十八胺，含量为15％(重量)。
本发明的纳米微乳化汽油增效剂的制备方法是：
1、配制母液：将10克曲拉通-100和20克烷基石油磺酸混合后，放入容器内控制温度在40℃和压力1大气压下搅拌5个小时即成母液。
2、配制辅助液：将40克正癸醇、15克去离子活性水和15克十八胺三种物料混合形成副液成分，在常温和常压下，经低压密封反应釜混合和机械搅拌7个小时至出现均匀稳定的混合液，即得辅助液。
3、合成增效剂：将配置好的辅助液搅拌的同时稳速加入上述母液，开始时会出现少量沉淀，加速搅拌直至溶解，待沉淀物溶解分散形成稳定混合溶液后，分装即得100克成品。
实施例2
本发明的纳米微乳化柴油增效剂的配方是，相转移催化剂是吐温40，含量为8％(重量)，微乳化表面活性剂是腐植酸，含量为20％(重量)，微乳化助剂是正十二醇，含量为32％(重量)，去离子活性水为25％(重量)，界面改性剂是丙三胺，含量为15％(重量)。
本发明的纳米微乳化柴油增效剂的制备方法是：
1、配制母液：将8克吐温40和20克腐植酸混合后，放入容器内控制温度在70℃和压力1大气压下搅拌7个小时即成母液。
2、配制辅助液：将32克正十二醇、25克去离子活性水和15克丙三胺三种物料混合形成副液成分，在常温和常压下，经低压密封反应釜混合和机械搅拌10个小时至出现均匀稳定的混合液，即得辅助液。
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实施例3
本发明的油包水型纳米重油增效剂的配方是，相转移催化剂是司派60，含量为12％(重量)，微乳化表面活性剂是水杨酸，含量为17％(重量)，微乳化助剂是正癸醚，含量为36％(重量)，去离子活性水为15％(重量)，界面改性剂是苯胺，含量为20％(重量)。
本发明的纳米微乳化重油增效剂的制备方法是：
1、配制母液：将12克司派60和17克水杨酸混合后，放入容器内控制温度在70℃和压力1大气压下搅拌10个小时即成母液。
2、配制辅助液：将36克正癸醚、15克去离子活性水和20克苯胺三种物料混合形成副液成分，在常温和常压下，经低压密封反应釜混合和机械搅拌10个小时至出现均匀稳定的混合液，即得辅助液。
3、合成增效剂：将配置好的辅助液搅拌的同时稳速加入上述母液，开始时会出现少量沉淀，加速搅拌直至溶解，待沉淀物溶解分散形成稳定混合溶液后，分装即得100克成品。
Claims (10)
1、纳米微乳化燃油增效剂，其特征是该纳米微乳化燃油增效剂包括相转移催化剂、微乳化表面活性剂、微乳化助剂、去离子活性水和界面改性剂，其中各组分的含量组成，相转移催化剂的重量百分含量为8％-12％，微乳化表面活性剂的重量百分含量为16％-23％，微乳化助剂的重量百分含量为30％-46％，去离子活性水的重量百分含量为10％-30％，界面改性剂的重量百分含量为14％-25％。
2、根据权利要求1所述的纳米微乳化燃油增效剂，其特征在于所述的相转移催化剂选自曲拉通系列、司派系列和吐温系列的一种，所述的微乳化表面活性剂选自烷基磺酸、柠檬酸、水杨酸、亚麻酸、油酸的一种，所述的微乳化助剂选自多元醇类、脂肪酸类、脂肪醚类的一种，所述的界面改性剂选自聚酰胺类、多胺类的一种。
3、根据权利要求1所述的纳米微乳化燃油增效剂，其特征在于纳米微乳化汽油增效剂的配方是，相转移催化剂的重量百分含量为8％-10％，微乳化表面活性剂的重量百分含量为16％-20％，微乳化助剂的重量百分含量为35％-40％，去离子活性水的重量百分含量为15％-30％，界面改性剂的重量百分含量为15％-20％。
4、根据权利要求3所述的纳米微乳化燃油增效剂，其特征在于所述的纳米微乳化汽油增效剂的组成中，相转移催化剂是曲拉通-100，微乳化表面活性剂是烷基石油磺酸，微乳化助剂是十个碳原子的甘油醇或脂肪醇，界面改性剂是脂肪胺。
5、根据权利要求1所述的纳米微乳化燃油增效剂，其特征在于纳米微乳化柴油增效剂的配方是，相转移催化剂的重量百分含量为8％-10％，微乳化表面活性剂的重量百分含量为18％-22％，微乳化助剂的重量百分含量为32％-43％，去离子活性水的重量百分含量为25％-30％，界面改性剂的重量百分含量为14％-18％。
6、根据权利要求5所述的纳米微乳化燃油增效剂，其特征在于所述的纳米微乳化柴油增效剂的组成中，相转移催化剂是吐温40，微乳化表面活性剂是腐植酸，微乳化助剂是十二个碳原子的甘油醇，界面改性剂是多胺。
7、根据权利要求1所述的纳米微乳化燃油增效剂，其特征在于纳米微乳化重油增效剂的配方是，相转移催化剂的重量百分含量为9％-12％，微乳化表面活性剂的重量百分含量为11％-17％，微乳化助剂的重量百分含量为35％-44％，去离子活性水的重量百分含量为15％-20％，界面改性剂的重量百分含量为15％-20％。
8、根据权利要求7所述的纳米微乳化燃油增效剂，其特征在于所述的纳米微乳化重油增效剂的组成中，相转移催化剂是司派60，微乳化表面活性剂是水杨酸，微乳化助剂是十个碳原子的醚，界面改性剂是芳香胺。
9、纳米微乳化燃油增效剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)、配制母液：将相转移催化剂、微乳化表面活性剂两种物料按比例混合后放入容器内控制一定温度和压力搅拌一定时间即成母液。
(2)、配制辅助液：将微乳化助剂、去离子活性水和界面改性剂三种物料按比例混合，在常温和常压下，经低压密封反应釜混合和机械搅拌一定时间至出现均匀稳定的混合液。
(3)、合成增效剂：将配制好的辅助液搅拌的同时稳速加入上述母液，开始时会出现少量沉淀，加速搅拌直至溶解，待沉淀物溶解分散形成稳定混合溶液后，即可分装为成品。
10、根据权利要求9所述的纳米微乳化燃油增效剂的制备方法，其特征在于所述的配制母液的温度为40-70℃，压力为0.7-1.5大气压，搅拌时间为5-10小时，所述的配制辅助液的搅拌时间为7-15小时。
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