一种乳化燃料油制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种油包水型(W/O型)的乳化燃料油，特别涉及一种用柴油、汽油或煤油，制备柴油微乳化液、汽油微乳化液或煤油微乳化液的方法。
背景技术
随着工农业生产和汽车、交通运输业的飞速发展，人们对成品油的需求量日益增大，而石化成品油是不可再生能源，它燃烧不完全造成了对环境污染。因此，乳化柴油、乳化汽油、乳化煤油及其添加剂等节油防污技术应运而生。
美国、日本和德国等国家的柴油乳化剂都早已作为商品销售，并开发出第三代或第四代产品；我国近年来在乳化剂方面也有了较大的发展，但目前大都或多或少存在一些问题，影响了乳化柴油、乳化汽油、乳化煤油的推广应用。
例如：乳化剂成本高，如有的碱相采用乙醇胺或环己胺，材料价格15000～25000元/吨，虽然乳化液透明度比较高，但成本与石化成品油价格不相上下，没有实用意义；生产工艺控制难，如有的碱相虽然也使用氨水，降低了乳化剂成本，但由于氨水的强碱性使乳化过程难以控制，影响产品质量且造成稳定性差，容易出现油水分离现象；生产过程复杂、设备投资大，如有的需要利用光、磁或超声波等特殊生产专用设备，才能达到产品透明，也同样增加了生产成本和投资风险；石化成品油成分复杂、组份变化大且极性强，解决乳化液与它的互溶性存在一定的难度；等等。
【发明内容】
本发明针对上述问题，提出了一种工艺简单且易于控制、原料来源广泛且价格低廉、设备简易且投资小、产品透明度及稳定性高且互溶性好的乳化燃料油生产方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
①在油酸或脂肪酸中加入甲醇或乙醇，搅拌至完全溶解成为酸相，加入量按重量百分比为：油酸或脂肪酸∶甲醇或乙醇＝90～50％∶10～50％；
②在氨水中加入甲醇或乙醇，搅拌至完全溶化成为碱相，加入量按重量百分比为：氨水∶甲醇或乙醇＝90～50％∶10～50％；
③将碱相缓慢加入搅拌中的酸相制得乳化剂；加入量按重量百分比为：碱相∶酸相＝10～50％∶90～50％；
④在石化成品油中加入清水，先搅拌至乳白色，后缓慢加入乳化剂，搅拌至液体通透清亮，静置后过滤即制成乳化燃料油，加入量按重量百分比为：石化成品油∶清水∶乳化剂＝90～50％∶5～25％∶5～25％。
本发明所述的乳化燃料油，其中的石化成品油是指柴油、汽油或煤油，制备的乳化燃料油相应是柴油微乳化液、汽油微乳化液或煤油微乳化液。
本发明还可在乳化燃料油中加入稀释剂、改进剂、防护剂。
其中所说的稀释剂为石脑油、煤油或溶剂油，加入量为按重量百分比计，占乳化燃料油总重量的5～15％。
所述改进剂为二茂铁，添加量占乳化燃料油总重量的0.02～0.05％。
所述防护剂为金属腐蚀抑制剂或橡胶防溶胀剂，加入量分别占乳化燃料油总重量的0.01～0.05％。
对于乳化汽油，添加的改进剂还包括甲基叔丁基醚，加入量占乳化燃料油总重量的0.5～2％；对于乳化柴油，添加的改进剂还包括硝酸异辛酯，加入量占乳化燃料油总重量的0.1～0.5％。
本技术方案生产出来的产品——乳化柴油、乳化汽油、乳化煤油，
具有以下优点：
1、本产品透明度和稳定性高，外观与成品油一样，性能与石化成品油接近，能与成品油任意混溶。本产品乳化燃料油可以替代现行使用的石化成品油，或与之混合使用，而无需对使用设备(如发动机)作任何改动。广泛使用本产品可以节省不可再生的石化能源10-50％，具有较高的“节能减排”战略意义。
2、技术方案中，油酸、脂肪酸、氨水、甲醇、乙醇都是极为普通的化工原料，除油酸外其他材料价格都比成品油便宜得多，因而产品成本较石化成品油成本降低10-30％，具有较高的经济效益。
3、本方案解决了反应过程中的技术问题，因而生产工艺简单且容易控制，生产设备简易且投资更小。
4、油包水型微乳化燃料由于燃料中含有粒径仅有微米至纳米级的微小水滴，使得燃料更加分散因而燃烧更加充分，不但提高了燃油的使用效率，而且所产生的污染物更少，有利于节能和环保。
5、同样，由于微小水滴的作用，改善了发动机气缸内部的燃烧环境，降低了气缸内部燃料爆燃产生的高温，因而也起到了保护发动机的作用。
6、本方案添加有各种稀释剂、改进剂和保护剂，因而确保了产品的使用性能和使用安全。
7、本方案生产条件在常温常压下便可进行，只有当气温低于油酸或脂肪酸的熔点时，才需要将其加热至熔化温度，因而生产费用低。
技术方案中，起主要微乳化作用的材料——强碱性的氨水和弱酸性的油酸或脂肪酸，如果直接反应则很容易因局部过热而出现棉絮状难溶化固态物，使得操作工艺不易控制。本发明分别在油酸(或脂肪酸)和氨水中加入溶剂——甲醇或乙醇，先使它们充分溶解，然后再进行反应；由于甲醇、乙醇的导热速度较油酸、脂肪酸快得多，且由于其对油酸、脂肪酸的分散作用，因而酸碱反应产生的热量被迅速传导开来，这不但使酯化反应更加温和、充分、快速，而且不会产生皂化絮状物，从而解决了工艺操作难的问题。当然，油酸或脂肪酸、氨水、甲醇或乙醇的组合，更重要的是解决了产品透明度、稳定性和与石化成品油任意混溶的问题。
【具体实施方式】
下面结合具体实施例对本发明一种乳化燃料油制备方法作进一步说明。
实施例1：
①在500ml的烧杯中加入油酸200g，再加入甲醇100g，搅拌至完全溶解成为酸相300g。②在带盖的200ml烧杯中加入氨水50g，再加入乙醇30g，摇晃至完全溶化成为碱相80g。③将碱相80g缓慢加入搅拌中的酸相300g中制得乳化剂380g。④在1000ml的烧杯中加入柴油300g，再加入清水30g，调整搅拌机转速600～800转/分钟，先将油和水搅拌至乳白色，然后缓慢加入上述乳化剂25g，搅拌至液体通透清亮，静置后过滤即制成柴油微乳化液355g。
实施例2：
①在500ml的烧杯中加入油酸200g，再加入甲醇200g，搅拌至完全溶解成为酸相400g。②在带盖的200ml烧杯中加入氨水50g，再加入乙醇50g，摇晃至完全溶化成为碱相100g。③将碱相100g缓慢加入搅拌中的酸相400g中制得乳化剂500g。④在1000ml的烧杯中加入柴油300g，再加入清水100g，调整搅拌机转速600～800转/分钟，先将油和水搅拌至乳白色，然后缓慢加入上述乳化剂120g，搅拌至液体通透清亮，静置后过滤即制成柴油微乳化液520g。⑤在搅拌下，分别加入煤油50g、二茂铁0.2g、硝酸异辛酯1.1g、金属腐蚀抑制剂0.1g、橡胶防溶胀剂0.1g，完全混合后即制得产品乳化柴油571.5g。
实施例3：
①在500ml的烧杯中加入油酸200g，再加入甲醇100g，搅拌至完全溶解成为酸相300g。②在带盖的200ml烧杯中加入氨水30g，再加入甲醇20g，摇晃至完全溶化成为碱相50g。③将碱相50g缓慢加入搅拌中的酸相300g中制得乳化剂350g。④在1000ml的烧杯中加入汽油400g，再加入清水50g，调整搅拌机转速600～800转/分钟，先将油和水搅拌至乳白色，然后缓慢加入上述乳化剂70g，搅拌至液体通透清亮，静置后过滤即制成汽油微乳化液520g。⑤在搅拌下，分别加入轻石脑油30g、二茂铁0.2g、甲基叔丁基醚5g、金属腐蚀抑制剂0.1g、橡胶防溶胀剂0.1g，完全混合后即制得产品乳化汽油555.4g。
实施例4：
①在500ml的烧杯中加入脂肪酸300g，再加入乙醇50g，搅拌至完全溶解成为酸相350g。②在带盖地200ml烧杯中加入氨水40g，再加入甲醇10g，摇晃至完全溶化成为碱相50g。③将碱相50g缓慢加入搅拌中的酸相350g中制得乳化剂400g。④在1000ml的烧杯中加入航空煤油300g，再加入清水150g，调整搅拌机转速600～800转/分钟，先将油和水搅拌至乳白色，然后缓慢加入上述乳化剂150g，搅拌至液体通透清亮，静置后过滤即制成煤油微乳化液600g。
本方法生产的乳化柴油，样品存放6个月不分层；在小型渔船柴油发动机上连续和间断使用3个多月，在东风小霸王柴油车上断续使用1个多月，发动机运转正常，中间加注石化柴油也使用正常；在五十铃10吨载货汽车(满载)上一次使用行驶约300公里，途径国道、高速公路，车辆发动机运转平稳、行驶安全，油耗与使用石化柴油时相当；通过现场观察，车辆启动和加油门时，尾气排放清净，用白纸测试没有沾粘物现象。这说明了本方法生产的乳化柴油具备了石化柴油的动力性能，且能够与之相混溶；可以单独使用，也可以与之混合使用；具有节能减排的效果。