способ получения бензино-водно-спиртовой эмульсии

Формула изобретения

Способ получения бензино-водно-спиртовой эмульсии, включающий смешение топлива, воды и стабилизатора - поверхностно-активного вещества, отличающийся следующим соотношением компонентов, мас.%: бензин 80-85, вода 9,47-10, эмульгатор 0,53 при дополнительном введении спирта (С¹-С⁵) в количестве 5-10 мас.%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству моторных топлив, в частности получения высокооктанового бензина, и может быть использовано в нефтеперерабатывающей промышленности.

Известны способы получения водно-топливной эмульсии (1), включающие подачу в топливо другого компонента, как без использования стабилизирующего агента, так и с использованием стабилизатора.

Известен способ эмульгирования с помощью роторной мельницы (2) со скоростью 1650 об/мин.

Известны способы получения устойчивых эмульсий (3) типа масло/вода при использовании в качестве диспергирующего агента анионного ПАВ, который первоначально смешивают с водой, а затем к полученной смеси добавляют стабилизатор неионное ПАВ.

Известные способы получения водно-топливной эмульсии обеспечивают их стабильность всего лишь на несколько минут. Кроме того, эмульсии типа масло в воде оказывают сильное коррозирующее действие на топливную аппаратуру и по этой причине не используются.

Известен способ получения эмульсионного топлива (4). Способ включает смешение эмульгатора с топливом и последующее добавление воды к получению смеси. Основным недостатком этого способа является получение эмульсии, обладающей низкой стабильностью. Для эмульсии легкого топлива (дизельное топливо, бензин) стабильность сохраняется от нескольких минут до нескольких десятков минут. Для изготовления водно-топливных эмульсий используются способы, позволяющие, как правило, получить эмульсию типа воды в масле (обратная эмульсия), так как эмульсии типа масло в воде (прямая эмульсия) оказывают сильное коррелирующее действие на топливную аппаратуру. Однако эмульсии легкого топлива типа вода в масле нестабильны.

Ближайшим аналогом является способ получения водно-топливной эмульсии (5), включающий смешение топлива, воды и стабилизатора поверхностно-активного вещества. Смешение осуществляется в узле эмульгирования при одинаковом исходном массовом соотношении топлива и воды или избытке воды с принудительной циркуляцией формируемой эмульсии при постепенном введении в нее топлива до заданного соотношения топлива и воды. Способ осуществляют, одновременно смешивая воду, стабилизатор и топливо. Введение топлива в формируемую эмульсию осуществляют при соотношении скоростей их потоков 1:1:50. Последовательность смешивания такова, что к воде добавляют стабилизатор, а затем топливо.

Недостатком данного способа являются недостаточно высокие экологические характеристики целевого продукта, его детонационные и пусковые свойства и высокая седиминтация.

Одной из наиболее серьезных проблем при применении бензино-спиртовой смеси является их низкая стабильность и, в особенности, чувствительность к воде.

Задачей изобретения является устранение вышеописанных недостатков.

Сущность изобретения заключается в получении гомогенных и эмульсионных композиций моторных топлив на основе бензиновых фракций, воды и высокооктановых кислородосодержащих соединений при использовании поверхностно-активных веществ (ПАВ) как стабилизаторов эмульсии, вовлекаемых в небольшом количестве.

Поставленная задача получения бензино-водно-спиртовой эмульсии решается путем смешения топлива, воды и эмульгатора, в следующем соотношением компонентов: бензина 80-85 мас.%, воды 9,47-10 мас.% и эмульгатора 0,53 мас.%, с дополнительным введением спирта (С¹-С⁵) в количестве 5-10 мас.%.

На чертеже представлена схема лабораторной установки эмульгирования бензино-метанольных смесей, где

1 - емкость для эмульгирования,

2 - термостат,

3,4 - термометры,

5,6,7 - емкости,

8,9,10 - вентили,

11 - шприц,

13 - мешалки,

14 - электродвигатель,

15 - пробоотборник,

16 - насос.

Пример осуществления способа

Приготовление бензино-спиртовых эмульсий происходит в сосуде 1 емкостью 500 мл, термостатируемой термостатом 2. Температура воды в термостате фиксируется термометром 3 и регулируется при помощи контактного термометра 4. Метанол, вода и газоконденсатный бензин подаются соответственно из емкостей 5, 6, 7. Для регулирования их расхода служат вентили 8, 9, и 10. Подача эмульгатора в сосуд 1 осуществляется при помощи медицинского шприца 11 и специального дозирующего устройства 12. Перемешивание жидких фаз осуществляется с помощью ультразвуковой мешалки 13, которая работает от электродвигателя 14. Для дополнительного перемешивания и повышения однородности эмульсии, ее дисперсности, а также для удобства отбора проб (проба отбирается через кран 15) смесь дополнительно перекачивается насосом 16 производительностью 57,6 л/ч и возвращается вновь в емкость. В смесь, согласно изобретению, содержащую 80 мас.% прямогонного бензина, 10 мас.% воды, вводились различные эмульгаторы и до 100 мас.% этанола. Эмульсия, стабильность которой сохранялась в течение 24 часов, является не расслаивающейся. Результаты представлены в таблице.

Наименов. реагента	Количество добавляемого реагента, мас.%
0,05	0,1	0,2	0,53	1,0	5,0
Пентол	не рассл.	-	-	-	-	-
Неонол	не рассл.	-	-	-	-	-
ОП-7	рассл.	не рассл.	-	не рассл.	-	-
ОП-10	не рассл.	-	-	не рассл.	-	-
Синтанол	рассл.	рассл.	не рассл.	-	-	-
Интанол	рассл.	не рассл.	-	-	-	-
Смесь СЖС	-	-	-	-	-	не рассл.

Таким образом, полученные эмульсии, содержащие бензин, этанол и воду, позволяют избегать нежелательных явлений, связанных с низкой стабильностью бензино-метановых смесей в присутствии воды. Вода в данном случае выполняет функцию антидетонационной добавки, подавляет калильное зажигание (неуправляемое воспламенение рабочей смеси), снижает температуру в камере сгорания, токсичность отработанных газов и пожароопасность. Вода в исходном виде является, прежде всего, балластной добавкой, снижающей цикловые давления и температуру.

Источники информации

1. Пат. Японии № 57-205400.

2. Пат. США № 4394131.

3. Заявка Японии № 1-252697.

4. WO 85/04183.

5. RU Пат. 2100413 Кл. 6 C10L 1/32.