由包括矿物油和/或天然油的乳液组成 的发动机燃料、其制备及在内燃机中的应用 【发明领域】
本发明涉及新燃料，其为普通化石燃料有意义的替代物，此燃料是在乳化剂和可能的辅助乳化剂存在下，用天然油和/或矿物油对热解液体进行乳化而构成。本发明还涉及上述燃料在内燃机中的应用。
技术现状
在过去的十年中，为制备有用的能替代整个或至少部分传统化石源燃料的新燃料，已进行了许多研究。
普通化石燃料的可能替代物原则上是通过生物质的热解而获得的液体，由于它们硫含量极低，因此可燃烧而没有环境问题。
不幸地是，通过热解获得的油含有大量水(还有酸性衍生物)，难以点燃，其与矿物油相比热值低；正因如此，其利用几乎不可能。
鉴于以上所述，为了做到使热解液体和传统化石油的混合物能有工业意义和能替代传统燃料，已经进行了各种各样的研究。
EP-A-893 488描述了柴油包热解液体的微粒乳液型的燃料，此种微粒乳液由柴油、热解液体和至少一种HLB值在4-18间的乳化剂组成，该乳化剂衍生于脂肪酸和聚乙二醇，或脂肪酸、山梨糖醇和聚氧乙烯或带长脂肪链的聚乙氧基化醇。
不管获得的结果如何好，据文献报道，这些燃料仍然不能完全令人满意，因为它们要求柴油相对热解液体的百分比高，对适用于制备该要求地微粒乳液的热解油必须限制其水含量，它们要求形成微粒乳液，而其稳定性却与温度密切相关。因此，可以看出，要制造有用的基本上由热解液体组成且不存在上述缺点的可用于正常内燃机的燃料是何等重要。
发明详述
本发明通过采用由热解液体、天然和/或矿物油与能形成水包油、油包水乳液或双连续乳液的乳化剂和可能的辅助乳化剂的乳液组成的燃料，可以使人们解决上述问题。
按照本发明的一种热解液体(或生物油(biooil))是按已知技术通过对源于不同来源和工艺的有机原料进行燃烧而获得的油。
这些油通常含水量为20-45重量％，pH值为2.3-3.4。
矿物油是化石源类的普通油，例如汽油、柴油、煤油等。
天然油是通常源于处理植物及其它含油天然产物中的副产物的油。
乳化剂对制备按照本发明的燃料有重要作用。
它们选自：
-可能与HLB值4-18的非离子表面活性剂(辅助表面活性剂)结合的HLB值4-18的非离子嵌段共聚物(或均聚物)表面活性剂，
和
-可能与阳离子季铵化合物结合的HLB值4-18的阴离子嵌段共聚物(或均聚物)表面活性剂。
在上述第一组中优选的乳化剂是：
聚酯/醚/酯嵌段共聚物，(ABA型)
聚醚/酯/醚嵌段共聚物，(ABA型)
聚醚/酯嵌段共聚物，(AB型)
聚醚/醚嵌段共聚物，(AB型)
聚酯/酯嵌段共聚物，(AB型)
聚甲基丙烯酸烷基酯共聚物。
在上述第二组中优选的乳化剂是：
丙烯酸/马来酸共聚物(聚羧酸酯)，
马来酸/烯烃共聚物(聚羧酸酯)，
马来酸/甲基乙烯基醚共聚物(聚羧酸酯)，
与多链烯基聚醚交联的以上系列物。
上述季铵化合物优选的是单烷基或二烷基氯化铵表面活性剂，其中烷基链为C8-C22的。
所述表面活性剂通常加入量，按乳液总量计，最多3重量％。
根据本发明，上述乳化剂的应用允许乳化含水量达20-50％的油，而且允许制造的燃料含生物油为5-95重量％，按总燃料量计算。
按照本发明的燃料是特别稳定的(一个月以上)，添加合适的辅助表面活性剂，其稳定性甚至还可提高。
可按照已知技术，用非离子表面活性剂作为辅助表面活性剂，来调节乳化剂的HLB值和提高所得乳液的时间稳定性。
通常辅助表面活性剂的加入量，按燃料总重量计算，为0.05-1.0重量％。
按照本发明，该燃料可用三种不同类型的乳液制备：
A)油包水乳液，其生物油/矿物油或天然油比例为1-45％(重量/重量)；
双连续乳液，其生物油/矿物油或天然油比例为45-55％(重量/重量)；
水包油乳液，其生物油/矿物油或天然油比例为55-99％(重量/重量)。
制备油包水乳液的方法是，将所述第一组中的表面活性剂加至热矿物油或天然油中，然后将生物油加至所得混合物中。
配制双连续乳液的方法是，将所述第一组中的表面活性剂加至矿物油或天然油中，并加至生物油中，然后将所得的混合物混合一起。
配制水包油乳化剂的方法是，将表面活性剂(可选自上述第一或第二组中)加至生物油中，然后在乳化过程中将天然油或矿物油加至所得混合物中。
采用均质器完成乳化过程。
混合过程中的温度优选保持在60-65℃之间，并使乳化持续进行，直至获得均匀的单相。
所述乳液也是在室温下获得的。
实施例1
热解油由DynaMotive Technologies Corporation(加拿大)和ENEL(意大利)提供。所用的两种不同生物油特性列于表1中。
表1 含水量(％) 24.5 44.0 灰分(％) 0.03 0.628 密度(kg/l) 1.199 1.165 粘度(mPa S) 20℃ 55 10 50℃ 11 4 元素组成 碳 43.52 34.96 氢 6.31 5.94 氮 0.07 0.11 硫 0.0 0.0 氧(差值) 50.07 58.71 HHV(MJ/kg) 16.9 16.5 pH 2.4 3.0
表2表明制备乳液的一些配方(每种各一例)。
表2 生物燃料(重量％) 柴油(重量％) Atlox 4912(重量％) 25 74 1 49.5 49.5 1 75 24 1
表面活性剂Atlox 4912是由UNIQEMA公司提供的聚酯/醚/酯嵌段共聚物。