Способ получения эмульгированногоТОплиВА для дВигАТЕлЕй ВНуТРЕН-НЕгО СгОРАНия Советский патент 1981 года по МПК B01F3/08 C10L1/32 

1

Изобретение относится к техническим процессам, а именно к получению топлива.

Известен способ получения устойчивой водной эмульсии в дизельном топливе,по которому в качестве эмульгатора используют алкилоламид синтетических жирных кислот в количестве Oj,2-p,4 масс.%; При этом вязкость э му льсии достигала 30 - 20 сП .

1едостаткоМ известного способа является недостаточно высокое качество топлива за счет повышенной вязкости топлива сверх допустимых пределов, что делает затруднительнши его сжигамиб; в двигателях и1-за ухудшения процессов топливоподачи и распыливания.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения эмульгированного топлива для двигателей внутреннего сгорания путем смешивания жидкого углеводородного горючего с эмульгатором. При этом, для получения водно-бензиновых эмульсий с содержанием воды 10-40%,в смесь вводят более 2,5 масс.% смеси полиоксиэтиленовых соединений 22 .

Однако по известному способу качество топлива недостаточно высокое из-за быстрого разделения воды и топлива, в связи с чем требуется непрерывное механическое перемешивание в течение всего времени работы двигателя.

Цель изобретения - повышение качества топлива за счет получения высокодисперсной агрегативноустойчивой эмульсии типа вода-масло.

Поставленная цель достигается ем, что способ получения эмульгированного топлива для двигателей внутреннего сгорания осуществляется путем смешивания жидкого углеводородного горючего с эмульгатором в две стадии,смешивая н-а первой стадии 3035% горючего,водный раствор,содержащий О ,03-0,05% Na-соли диэтилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты (от конечной массы эмульгированного оплива) до получения концентрированной эмульсии типа масло в воде концентрацией 250-300%, на второй -, смешивая 65-70% горючего с полученной концентрированной эмульсией и 0,17-0,20% смесью эфиров сорбита

и олеиновой кислоты (рт конечной массы эмульгированного топлива до получения эмульсии типа вода в масле с заданным соотношением фаз. Отличительным признаком предлагаемого способа является осуществление npotijecca смешивания исходных реагентов в две стадии путем смешивания на: первой стадии 30-35% жидко углеводородного горючего с водным раствором На - соли диэтилгексилово го эфира сульфоянтарной кислоты до получения концентрированной эмульсии типа масло в воде, на второй, смешивая 65-70% жидкого углеводород ного горючего с полученной концентрированной эмульсией и смесью эфиро сорбита и олеиновой кислоты до полу чения эмульсии типа вода в масле с заданным соотношением фаз. Другое отличие заключается в том что на первой стадии используют жидкое углеводородное горючее и вод ный раствор, содержащий 0,03-0,05% Нд - соли, диэтилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты (от конечной массы эмульгированного топлива)и доводят концетраиию горючего в водн растворэ до 250-360%. Ше одним отличием способа являе ся то, что на второй стадии используют 0,17-0,20% смесь эфиров сорбита и олеиновой кислоты (от конечной массы эмульгированного топлива} .По предлагаемому способу приготовление эмульгированного топлива ведут с ис пользованием в качестве эмульгатора композиции поверхностно-активных BentecTS (ПАВ), состоящей из маслорастворимой смеси эфиров сорбита и олеиновой кислоты и водорастворимой Na - соли дйэтилгексилового .эфира сульфоянтарной кислоты. Улучшение качества обеспечиваетс г1ыбранным ПАВ и повышени(гм дисперсности капель воды н стабильности водно-топливной, эмульсии (ВТЭ), последнее достигают тем, что процесс ведут в две стадии: вначале готовят концентрированную эмульсию типа масло-вода эмульгированный концент рат) путем введения части жидкого горхмего (30,-35%) в водный раствор эмульгатора через затопленную под его уровень форсунку при давлении подачи, предпочтительно равном ,5. МПа, а затем полученный эмульгированный концентрат подают в оставшуюся часть горючего (65-70% и одйовремюнно с подачей эмульгируют аналогичным способом при давлени предпочтительно равном 1,0-1,5 МПа, до получения заданного соотношения фаз и эмульсии типа вода-масло. Для йриготовления эмульгированного концентрата в качестве дисперсионной среды используют водный раствор На - соли дйэтилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты в количестве 0,03-0,05 масс.% эмульгированного топлива и устанавливают концентрацию жидкого горюч;его (фа3aJ в дисперсионной среде в пределах 250 - 300%. При проведении второй стадии эмульгирования в оставшуюся часть жидкого горючего предварительно вводят 0,17-0,20% по массе смеси эфиров сорбита и олеиновой кислоты, так что после завершения процесса приготовления эмульгированного топлива, его состав характеризуется содержанием 10 масс.% воды, 0,20 0,25 масс.% эмульгаторов и остальное ( 90%) по массе - жидкое горючее. Пример. Для получения эмульгированного топлива с содержанием 10 масс.% воды готовят раствор 5 г Na - соли дйэтилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты в 1 литре дистиллированной воды, подают в него насосом под давлением 2 МЦа дизельное топливо(ДЛ) в количестве 2,8 (30-35%) кг через затоп- ленную под уровень водного раствора форсунку при температуре 23С и в результате- получают концентрированную эмульсию типа масло-вода (эмульгированный концентрат) в количестве 3,8 кг. Дисперсность капель топлива ДЛ в концентрате оценивают по среднему диаметру величиной 2,4-3,2 мкм. Затем полученный концентрат таким же образом насосом под давлением 1,2 МПа подают в оставшуюся часть, равную 6,2 кг (65-70%)дизельного топлива(ДЛ), предварительно введя в него 20 г смеси эфиров сорбита и олеиновой кислоты, в результатеполучают 10 кг водно-топливной эмульсии типа вода-масло, пригодной для сжигания в двигателе внутреннего сгорания. ВТ эмульсия содержит 10 масс.% воды, 0,20-0,25 масс.% ПАВ и характеризуется размером капель фазы по среднему диаметру л. 1,14 - 1,20 мкм и вязкостью 3,5 - 5,0 сСт, в зависимости от начальной вязкости дизтоплива. При этом вязкость эмульгированного топлива на основе дизельного летнего при 10 масс.% воды не превышает 5 сСт при начальной вязкосг:. ДЛ 3,8 сСТ. Концентрат без изменения качества может храниться при нормальной температуре в течение более 10 сут. Стабильность водно-топливной эмульсии (втэ) по показателю агрегативной устойчивости оценивается временем более 30 сут по дисперсности размером капель 1,14 - 1,20 мкм, (отделения свободной водной фазы за это время не наблюдается). Предлагаемый способ позволяет снизить также затраты энергии на проведение операции эмульгирования за счет сокращения времени эмульгирования, которое обуславливается лишь временем впрыска фазы на первой и второй стадиях, для чего можно использовать простое оборудсйание в в де нагнетательного насоса и впрыски вающей форсунки,и осуществлять про цесс непрерывно. Кроме того применение 2-х ступен чатого эмульгирования позволяет получить .более высокодисперсную эмул сию воды в жидком топливе, по сравнению с известным способом, так как при одностадийном впрыске более пло ной фазы (ды) в менее плотную сре ду жидкое топливо) при ра.спаде сплошной струи жидкости для получен капель желаемого порядка величины необходимо более высокое давление впрыска, чем в случае распада пленк той же жидкости, как это имеет мест при распаде водной фазы, предварительмо растянутой в пленку оболочек капель на.первой стадии эмульгирования в известном способе. И наконец, использование предяа емс композиции ПАВ для, эмультррвания топлива позволяет снизить вяз кость водно-топливной эмульсия: ВЧРё},снизить количество вво;шмь1Х ПАВ до 0,20-0,25% и при этом пояу чить достаточно высокодисперсную агрегативноустойчивую эмульсию : типа вода - масло, удовлетворяющую требованиям для сжигания в двигателях внутреннего сгорания. Формула изобретения 1.Способ получения эмульгированно топлива для двигателей внутреннего сгорания путем смешивания жидкого .углеводородного горючего с эмульгатором, отлич- ающийся тем, что, с целью повышения качества топлива за счет получения высокодисперсной агрегативноустойчивой эмульсии типа вода - масло, процесс ведут в две стадии, смешивая на первой стйдии 30-35% жидкого углеводородного горючего с водным раствором На - соли диэтилгексилового эфира сульфоянтарной кислоты до получения концентрированной эмульсии типа масло в воде,на второй - смешивая 65-70% жидкого углеводородного горючего с полученной концентрированной эмульсией и смесью эфиров сорбита и олеиновой кислоты до получения э льсии типа вода в масле с заданным соотношением Фаз. 2.Способ по П.1, отличающийся тем,. что на первой стадии используют жидкое, углеводородное горючее и водный раствор, содержамрй 0,03-0,005% Na соли диэтилгекснлового эфира сульфоянтарной кислоты (от конечной массы эмульгированного топливф 3.Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что на второй стадии используют 0,17-0,20% смесь эфиров сорбита и олеиновой кислоты (от конечной массы эмульгированного топлива) и доводят концентрацию гО -рючего в водном растворе до 250-300%, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство ССС № 295573, кл. В 01 F 17/00, 1971. 2.Peter Bruce. D. SAE Prep Г ., , 760547. Экспресс-информация. ИРД, № 15, 1977, с. 3-8 (прототипЬ