Способ получения эмульсионного состава дизельного топлива

Авторы патента:

Гордиенко Евгений Александрович (RU)

C10L1/32 - в виде угольно-нефтяных суспензий или водных эмульсий

B01F3/08 - жидкостей с жидкостями; эмульгирование

Владельцы патента RU 2616921:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский технологический университет" (RU)

Изобретение относится к водно-топливным эмульсиям легкого топлива, а именно к способу получения эмульсионного состава дизельного топлива, включающему постепенное введение при перемешивании воды в количестве 10 мас.% от массы всей эмульсии в анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), в качестве которого используется диоктилсульфосукцинат натрия в ароматическом растворителе, при массовом соотношении ПАВ в системе с водой 1:1, и добавление полученной системы в дизельное топливо, взятое в количестве 80 мас.% от массы всей эмульсии. Техническим результатом является повышение стабильности водно-топливной эмульсии обратного типа на базе легкого топлива, которая не будет обладать коррозионным действием и не предполагает каких-либо реконструкций двигателя. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к жидким углеводородным топливам, а именно к водно-топливным эмульсиям легкого топлива, и может быть использовано при эксплуатации автомобильных двигателей и энергетических установок.

Известен способ получения водно-топливной композиции с использованием стабилизатора [RU 2278892 С1 (Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный университет") 19.04.2005], включающий приготовление раствора эмульгатора в воде, приготовление раствора стабилизатора (соль четырехвалентного титана рицинолевой и 10-оксистеариновой кислот) в бензине или дизельном топливе, перемешивание полученных растворов с помощью ультразвукового диспергатора, при этом достигается образование относительно устойчивой эмульсионной системы.

Основным недостатком данного изобретения можно считать как низкий уровень стабильности полученных эмульсий (до 56 часов), так и использование стабилизатора, который делает изобретение более дорогостоящим и менее доступным, а также отсутствие сведений о корродирующем действии эмульсии на двигатель.

Из уровня техники известен способ эмульгирования [US 4394131 А (Entoleter, Inc.) 19.07.1983] с помощью роторной мельницы со скоростью 1650 об/мин. Известен способ получения водных эмульсий минерального масла [авторское свидетельство №610551 (Таранова Т.В., Хачатурова Р.Л., Береснев В.Н.) 12.05.1978], включающий смешение стабилизатора, представляющего собой смесь гидрофобного и гидрофильного типа и масла с последующим введением воды в полученную смесь. Также известен способ получения маловязкой стабильной эмульсии типа «масло в воде» [RU 2021329 С1 (Интевеп С.А.) 15.10.1994], включающий смешение тяжелого компонента - углеводорода, эмульгатора и воды при повышенной температуре и содержании воды до 15%мас. с последующим добавлением воды до 20÷30%мас.

Недостатком всех вышеперечисленных методов является то, что с их помощью практически невозможно получить стабильные эмульсии из легкого топлива.

Существует способ повышения стабильности (до 1 месяца) водно-топливных эмульсий за счет использования ПАВ и высокомолекулярного набухающего агента [US 4392865 (Lanko Inc) 12.07.1983].

Недостатком данного метода является использование твердого компонента, который резко уменьшает срок эксплуатации двигателя и приводит к выходу из строя фильтров очистки.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков и методикам приготовления к настоящему изобретению является способ получения водно-топливной эмульсии [WO 8504183 A1 (ARCHIMMO S.A.) 26.09.1985], включающий смешение эмульгатора (0,5-3%) с топливом при последующем добавлении воды к системе.

Основным недостатком данного способа-прототипа является получение весьма неустойчивой эмульсии, обладающей низкой стабильностью. Стабильность таких эмульсий при использовании легкого топлива (бензин, дизельное топливо) сохраняется до нескольких десятков минут.

С целью получения стабильных водно-топливных эмульсий применяют способы, позволяющие, как правило, получить эмульсию типа «вода в масле» (обратная эмульсия), так как эмульсии типа «масло в воде» (прямая эмульсия) оказывают сильное корродирующее действие на топливную аппаратуру. Однако эмульсии легкого топлива типа «вода в масле» нестабильны.

Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении стабильности водно-топливной эмульсии обратного типа на базе легкого топлива, которая не будет обладать коррозионным действием и не предполагает каких-либо реконструкций двигателя.

Технический результат достигается способом получения эмульсионного состава дизельного топлива, включающим постепенное введение при перемешивании воды в количестве 10% мас. от массы всей эмульсии в анионное поверхностно-активное вещество, в качестве которого используется диоктилсульфосукцинат натрия в ароматическом растворителе, при массовом соотношении ПАВ в системе с водой 1:1, добавление полученной системы в дизельное топливо, взятое в количестве 80% мас. от массы всей эмульсии.

Стабильная эмульсионная композиция образуется за счет подобранного эмульгатора - диоктилсульфосукцината натрия, который имеет высокую скорость смачивания и снижает поверхностное натяжение раствора, включающего воду. Диоктилсульфосукцинат натрия используется в ароматическом растворителе, при его содержании в растворителе 60-70% об.

Ароматические растворители могут быть использованы как российских марок, например Нефрас АР-120/220, Нефрас АР-150/330 сольвенты нефтяные и др., так и зарубежного производства - Solvesso 100, 150, 200, Cyclosol и др.

В предлагаемом изобретении предпочтительно использовать анионный ПАВ диоктилсульфосукцинат натрия в ароматическом растворителе марки Lankropol АЕС 299.

Способность системы подвергаться самоэмульгированию, т.е. снижать межфазное натяжение системы за счет уменьшения поверхностной энергии на границе вода/масло, достигается за счет подбора оптимального соотношения эмульгатора к выбранному количеству легкого топлива и воды.

Сущность предлагаемого изобретения описывается следующими методиками.

Пример 1

Дистиллированную воду (10% мас. от всей эмульсии) смешивают на магнитном перемешивающем устройстве с анионным ПАВ диоктилсульфосукцинатом натрия в ароматическом растворителе (например, марки Lankropol АЕС 299) при массовом соотношении ПАВ:вода, равном 1:1, в полученную смесь при постоянном перемешивании по каплям приливают дизельное топливо (ДТ) в количестве 80% мас. от всей эмульсии.

Пример 2

На магнитной мешалке перемешивают ДТ (80% мас. от всей эмульсии). Параллельно смешивают диоктилсульфосукцинат натрия в ароматическом растворителе (например, марки Lankropol АЕС 299) с водой в количестве 9-10% мас. и 10-11% мас. (от всей эмульсии) соответственно. Намеренно готовят смесь ПАВ и воды в большем количестве, чем необходимо (т.к. необходимо учесть потери смеси при ее переносе). Постепенно добавляют систему вода-эмульгатор к ДТ, постоянно перемешивая и взвешивая вновь прибавленную к ДТ смесь.

Полученная по примеру 2 эмульсия имеет лучшую устойчивость к расслаиванию. Расслоение этой эмульсии не наступает в течение 3-4 месяцев, в то время как эмульсия, приготовленная по примеру 1, расслаивается через 2 месяца. Таким образом, более выгодным примером с точки зрения применения рассматриваемых эмульсий при эксплуатации автомобильных двигателей и энергетических установок является более устойчивая эмульсия, полученная по примеру 2.

После хранения образцов в условиях пониженной (-18°С) и повышенной (+40°С) температур, эмульсии, при нахождении в условиях комнатной температуры (+23°С) склонны к самодиспергированию.

Эмульсия, получаемая по предлагаемому способу (пример 2), обладает свойствами концентрированной эмульсии, т.е. ее вязкость увеличивается при уменьшении содержания воды (увеличения содержания топлива), так как вода образует каркас несущей ячейки, заполненной жидкостью (эмульсией). Этот каркас сообщает эмульсии определенную прочность и высокую стабильность, а прослойки топлива на границе раздела топлива с топливной аппаратурой играют роль смазки, позволяющей даже при высокой вязкости эмульсии обеспечить оптимальные режимы подачи топлива в автомобилях даже с помощью штатных топливных насосов.

1. Способ получения эмульсионного состава дизельного топлива, включающий постепенное введение при перемешивании воды в количестве 10 мас.% от массы всей эмульсии в анионное поверхностно-активное вещество (ПАВ), в качестве которого используется диоктилсульфосукцинат натрия в ароматическом растворителе, при массовом соотношении ПАВ в системе с водой 1:1, добавление полученной системы в дизельное топливо, взятое в количестве 80 мас.% от массы всей эмульсии.

2. Способ получения эмульсионного состава дизельного топлива по п.1, отличающийся тем, что используется диоктилсульфосукцинат натрия в ароматическом растворителе марки Lankropol АЕС 299.

Изобретение относится к области топливной энергетики, а именно к способу приготовления водосодержащей топливно-угольной суспензии, включающему диспергирование мазута марки М40, содержащего 1 мас.% воды, в количестве 60 мас.%, измельчение сухого угля в количестве 40 мас.% или отсева его в дробилке до фракции менее 10 мм, подачу смеси вода-мазут и измельченного угля в смеситель, смешение их в смесителе, при последующем направлении смеси на следующий этап диспергирования крупного помола, доизмельчение суспензии в измельчителе тонкого помола, после чего суспензия приобретает гомогенность и стабильные реологические свойства, благодаря выделенным из угля гуминовым кислотам и гуматам.

Способ получения композиционного топлива и установка для его осуществления // 2605951

Изобретение описывает способ получения композиционного топлива, включающий измельчение твердого компонента, смешивание измельченных частиц с жидким компонентом, при этом в качестве твердого компонента используют горючий сланец, измельчение осуществляют ударно-скалывающим воздействием ударом со сдвигом с ультратонким измельчением частиц до размеров 10,0-15,0 мкм, в качестве жидкого компонента используют водоуглеводородную эмульсию, полученную из нагретых до 60-95°C воды и тяжелого нефтяного остатка, затем производят смешивание измельченного твердого компонента с водоуглеводородной эмульсией, смесь подвергают гидроударному воздействию в кавитационном поле до получения размеров частиц твердого компонента 5,0-15,0 мкм.

Производство органических материалов с использованием способа окислительного гидротермического растворения // 2604726

Изобретение относится к экологичным способам производства органических веществ, таких как нефтяные вещества и ароматические кислоты, фенолы и алифатические поликарбоновые кислоты, с использованием процесса окислительного гидротермического растворения (ОГР).

Установка для обработки продукции скважин // 2604242

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к подготовке товарной нефти. Установка подготовки продукции скважин включает подводящий трубопровод, устройство подогрева, узел разрушения бронирующих оболочек, соединенный с концевым делителем фаз, трехфазный сепаратор с линией отвода воды, нефтяную и водяную буферные емкости, линию выхода воды, соединенную посредством кустовой насосной станции с входом узла разрушения бронирующих оболочек, при этом концевой делитель фаз снабжен двумя дозвуковыми соплами с возбудителями акустических колебаний в виде упругих пластин, закрепленных на соплах поперек потока воды, первый из которых с постоянной настройкой, а второй - с возможностью изменения длины активной части, при этом сопла соединены с кустовой насосной станцией патрубком.

Водоуглеродное топливо на основе твердого остатка пиролиза автошин // 2603006

Изобретение раскрывает водоуглеродное топливо, включающее углеродсодержащий компонент, гумат натрия и воду, при этом в качестве углеродсодержащего компонента используется твердый углеродный остаток пиролиза автошин с исходной зольностью 11,40-11,66%, сернистостью 1,2% мас., предварительно измельченный до крупности частиц 0,1 мм и обогащенный методом масляной агломерации, где в качестве реагента для обогащения используется жидкая фракция пиролиза автошин в количестве 4,0-6,0% к массе воды, используемой для обогащения, при следующем соотношении компонентов, мас.

Топливная композиция // 2602077

Изобретение раскрывает топливную композицию, которая включает этиловый спирт, бутиловый спирт и бензин, при этом композиция содержит смесь этилового и бутилового спиртов, взятых в соотношении, об.

Способ получения топливной композиции // 2602076

Изобретение раскрывает способ получения топливной композиции, включающий смешение бензина с бутиловым и этиловым спиртами, при этом этиловый спирт предварительно смешивают с бутиловым спиртом в соотношении 1:1 - 1:0,2, осуществляют гомогенизацию полученной смеси в виброкавитационном гомогенизаторе с вращающимся рабочим элементом ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом статором при удельном расходе смеси не более 2,5 г/см2 рабочей поверхности ротора в секунду и окружной скорости его вращения не менее 20 м/с, после чего полученную смесь этилового спирта с бутиловым спиртом смешивают с бензином в соотношении : смесь этилового спирта с бутиловым спиртом (90-30) об.

Устройство для переработки нефтеотходов // 2594153

Изобретение описывает устройство для переработки нефтеотходов, включающее узел подготовки сырьевой смеси, диспергатор, резервуар готовой эмульсии, соединенный трубопроводом через обратный клапан с узлом подготовки сырьевой смеси, при этом резервуар готовой эмульсии снабжен обогревом, в частности резервуар готовой эмульсии обмотан нихромом, по которому пропускают электрический ток.

Защита жидких топлив // 2577854

Изобретение описывает жидкий концентрат для защиты жидких топлив от загрязнения водой, по существу состоящий из: (A) от 0,5 до 5% масс. одного или нескольких жирно-(C8-C24)-амидо-(C1-С6)-алкилбетаиновых эмульгирующих агентов; (B) от 45 до 75% масс.

Способ переработки жидких нефтесодержащих отходов с получением водоэмульсионного топлива // 2566306

Изобретение относится к области нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности. Изобретение касается способа переработки жидких нефтесодержащих отходов с получением водоэмульсионного топлива, включающего нагрев жидких нефтесодержащих отходов, очистку с последующей подачей очищенной смеси углеводородов с водой на трехкратную гомогенизацию смеси.

Секционный смеситель проточного типа // 2616664

Изобретение относится к устройству для смешивания жидкостей и может быть использовано в химической, пищевой нефтехимической и других отраслях промышленности для последовательного смешивания двух и более жидкостей в непрерывном потоке.

Установка для получения водного конденсата из воздуха и способ концентрирования примесей из воздуха, осуществляемый на этой установке // 2612719

Группа изобретений относится к получению водного конденсата из воздуха и способу концентрирования примесей из воздуха, которые могут быть использованы для высокочувствительного определения примесей в воздухе при проведении экологических исследований.

Способ формирования и состав противотурбулентной присадки // 2607914

Настоящее изобретение относится к противотурбулентной присадке суспензионного типа на основе высших α-олефинов, отличающееся тем, что она представляет собой коллоидный раствор, который дополнительно содержит технический углерод, пальмитат калия и октанол при следующем соотношении компонентов, % масс.: поли-α-олефин 30-35; технический углерод 1-2; пальмитат калия 1-2; октанол остальное.

Емкости и способы выдачи доз жидкого концентрата, и жидкие концентраты длительного хранения // 2606327

Изобретение относится к упакованному продукту в емкости, имеющему множество доз жидкого концентрата, и способу получения смеси с использованием дозированной выдачи жидкого концентрата из емкости с использованием одного или нескольких необходимых свойств и признаков, включая практически постоянную выдачу в некотором диапазоне сил надавливания, практически постоянную выдачу при одной силе надавливания, которая не зависит существенно от количества жидкого концентрата в емкости, практически не подтекающее выпускное отверстие, получение струи, дающей минимальное разбрызгивание, когда жидкий концентрат ударяется в заданную жидкость, и струи, которая в максимальной степени содействует перемешиванию жидкого концентрата с заданной жидкостью для получения в целом однородной смеси без использования дополнительных приспособлений или взбалтывания.

Роторный гидродинамический аппарат // 2600049

Изобретение относится к области машиностроения, преимущественно энергетического и химического, и предназначено для получения тонкодисперсных стойких эмульсий, в том числе - водотопливных.

Носитель для доставки противомикробных эфирных масел // 2592681

Изобретение относится к применению эмульсии, полученной из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды, к способам улучшения противомикробного действия противомикробного эфирного масла и к водной композиции, включающей эмульсию из противомикробного эфирного масла, аравийской камеди и воды.

Устройство и способ для приготовления эмульсии // 2590928

Изобретение относится к устройству для приготовления эмульсии, способу применения данного устройства и композиции, выполненной по способу изобретения. Колонна для приема наполнителя имеет, по меньшей мере, один разделитель, расположенный внутри внутренней полости колонны, при этом каждый разделитель продолжается вдоль, по меньшей мере, части продольной длины внутренней полости и выполнен для разделения наполнителя.

Смеситель текучих сред и использующая его система теплообмена // 2590020

Изобретение относится к смешиванию текучих сред. Устройство содержит полый трубчатый основной корпус (41) для смешивания первой (G4) и второй (G5) текучих сред внутри него, первый впускной порт, предусмотренный в верхней по потоку части основного корпуса (41), через который протекает первая текучая среда (G4), способствующий смешиванию корпус (38) трубчатой формы, расположенный внутри основного корпуса (41) и имеющий продольную ось (С1), проходящую в направлении, согласованном с направлением потока первой текучей среды (G4), причем противоположные концы способствующего смешиванию корпуса оставлены открытыми, и второй впускной порт (45), предусмотренный в периферийной стенке основного корпуса, через который протекает вторая текучая среда (G5) в направлении наружной периферийной стенки способствующего смешиванию корпуса (38).

Аппарат для смешивания трех компонентов и набор для смешивания трех адгезивных компонентов // 2588531

Изобретение относится к аппарату для смешивания трех адгезивных компонентов и набору для смешивания трех адгезивных компонентов, пригодных в качестве смесительного контейнера трехкомпонентного смешанного адгезивного средства, используемого, например, при хирургической или стоматологической операции (хирургическом или стоматологическом лечении).

Технологическая линия для производства эмульсии // 2588199

Изобретение относится к производству водоустойчивых эмульсионных взрывчатых веществ. Технологическая линия производства эмульсии содержит последовательно сообщенные аппараты с весоизмерительным устройством, краны, эластичные компенсаторы, фильтры, насосы, проточные электронагреватели.

Ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива // 2617223

Изобретение может быть использовано в системах топливоподачи двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Предложен ультразвуковой смеситель компонентов биоминерального топлива, содержащий ультразвуковой пьезоизлучатель 2, размещенный в полости корпуса 3 смесителя биологического и минерального компонентов топлива, электронный блок управления 5 с питанием постоянным напряжением (+12 В), состоящий из стабилизатора напряжения 4, задающего генератора импульсов 9, трансформатора 8 и высокочастотного генератора импульсов 7, соединенного электропроводами 4 с излучателем 2. Высокочастотный генератор импульсов 7 содержит регулятор 11 частоты выходного сигнала. Технический результат: обеспечение стабильного высокочастотного и регулируемого сигнала, качественное смешивание компонентов биоминерального топлива с образованием мелкодисперсной однородной среды и повышение энергетического эквивалента биоминерального топлива, обработанного ультразвуком. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.