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1、10申请公布号CN104152194A43申请公布日20141119CN104152194A21申请号201410369545X22申请日20140730C10L1/3220060171申请人湖南大学地址410082湖南省长沙市河西岳麓山湖南大学环境科学与工程学院72发明人袁兴中冷立健王侯肖智华蒋龙波吴志斌黄丹莲梁婕陈耀宁曾光明74专利代理机构湖南兆弘专利事务所43008代理人赵洪54发明名称一种微乳化燃油及其制备方法57摘要一种微乳化燃油，包括7599WT的基质燃油、0515WT的鼠李糖脂，055WT的甘油，05WT的水和05WT的助溶剂。本发明采用柴油或生物柴油为基质燃油，以生物表面活性剂。
2、鼠李糖脂为乳化剂，以甘油或甘油/水混合物为增溶相与低温流动性改善剂，具有透明、均一、稳定不分层、改善基质燃油的低温流动性、燃烧效率高、节能减排等特点。51INTCL权利要求书1页说明书6页附图1页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书6页附图1页10申请公布号CN104152194ACN104152194A1/1页21一种微乳化燃油，其特征在于，包括7599WT的基质燃油、0515WT的鼠李糖脂，055WT的甘油，05WT的水和05WT的助溶剂。2根据权利要求1所述的微乳化燃油，其特征在于，包括895915WT的基质燃油、565WT的鼠李糖脂，1535WT的甘油，。
3、02WT的水和01WT的助溶剂。3根据权利要求1所述的微乳化燃油，其特征在于，包括91WT的基质燃油、5WT的鼠李糖脂，15WT的甘油，15WT的水和1WT的助溶剂。4根据权利要求1所述的微乳化燃油，其特征在于，包括895WT的基质燃油、65WT的鼠李糖脂，2WT的甘油和2WT的水。5根据权利要求1所述的微乳化燃油，其特征在于，包括915WT的基质燃油、55WT的鼠李糖脂，3WT的甘油。6根据权利要求1至3中任一项所述的微乳化燃油，其特征在于，所述的助溶剂为正丙醇、正丁醇、正戊醇、丙酮中的一种或多种。7根据权利要求1至5中任一项所述的微乳化燃油，其特征在于，所述基质燃油为柴油、生物柴油中的一种。
4、或两种的混合物。8一种如权利要求1至7中任一项所述微乳化燃油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤将所述鼠李糖脂加入所述基质燃油中进行超声溶解形成逆胶束体系，然后在所述逆胶束体系中选择性的加入甘油、水、助溶剂，进行搅拌步骤得到所述微乳化燃油。9根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述超声时间510MIN，超声频率为28KHZ。10根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌步骤的时间为510MIN。权利要求书CN104152194A1/6页3一种微乳化燃油及其制备方法技术领域0001本发明涉及微乳燃油技术领域，尤其涉及一种低温稳定型的微乳化燃油及其制备方法。背景技术00021943年。
5、，苏尔曼SCHULMAN和霍尔HOAR首次报道了一种由水、油和两亲物质分子组成的、光学上各向同性、热力学上稳定的溶液体系，其在外观上呈透明或半透明状。这种分散体系，可以是油分散到水中O/W型，也可以是水分散在油中W/O型。分散相的质点为球形，但半径非常小，通常为10100NM范围。1959年，苏尔曼等人正式将这一体系称为“微乳液”。研究表明，在许多工业和技术领域，如三次采油、洗涤去污、催化化学反应介质、药物传递、燃料微乳加工等领域中，微乳液都具有潜在的应用价值。0003随着人类社会的不断发展，对石油等燃料的需求也越来越大。但是石油资源有限，过渡的开发导致石油资源日趋短缺及能源价格上涨，同时也导。
6、致全球环境污染日益严重，开发研究一种有前途的、清洁的替代燃料已逐渐引起人们的重视。0004目前普遍使用的燃油在低温条件下会析出结晶体，较大的石蜡晶体之间具有较强的亲和力，有可能形成更大的结晶体。当温度进一步降低时，燃油中有更多的蜡晶析出，析出的晶体将向平面方向发展形成板状或片状结晶，并相互连接形成网状结构，将未凝油包裹起来，使燃油失去流动性。燃油中蜡晶的析出会引起输油管、过滤器和喷油嘴堵塞，造成供油中断而使燃油机难以正常运转，也给燃油的储运和装卸带来很大困难。因此如何改善燃油的低温流动性能也是当前燃料加工行业的研究热点之一。0005解决燃油低温流动性问题，传统上主要通过以下三条途径00061脱。
7、蜡燃油的低温流动性差，主要是由于含正构烷烃过多的缘故。采取脱蜡的方法从燃油馏分中除去一部分正构烷烃后，燃油的低温流动性就可以得到改善。但是采取脱蜡的方法不仅增大燃油生产成本，使成品油的十六烷值下降，而且收率很低。00072调入二次加工馏分和煤油我国的高含蜡原油，在二次加工过程中所得到的催化裂化和延迟焦化燃油馏分，都具有较低的凝点。用它们与直馏燃油馏分调合，可以制得低温性能良好的轻燃油。但是，延迟焦化和催化裂化燃油馏分中含烯烃和芳烃较多，调入过多的催化裂化馏分，就会使燃油的安定性变差，燃烧性能降低。00083加入低温流动性改进剂向燃油中添加低温流动性改进齐俗称降凝剂是改善燃油低温流动性的一种理想。
8、的方法。国内外现有技术一般是采用在燃油中加入少量的添加剂能在低温下改善泵送性能和过滤性能，使燃油能正常通过油管与过滤器，维持发动机的正常工作。这种方法具有效果好、加剂量少、成本低和操作方便等优点。但是一般的低温流动性改进剂很难与燃油混匀，容易出现燃油与低温流动性改进剂分层，低温流动性改进剂对燃油的改进效果差、感受性低等问题。0009生物柴油是一种解决能源危机的绿色产品，但随着生物柴油的规模化发展，副产物甘油的合理利用成为生物柴油产业发展的关键问题之一。其处理与应用将直接影响生物说明书CN104152194A2/6页4柴油的生产成本，因此甘油合理的应用研究逐渐成为新的热点。当前对甘油的利用主要集。
9、中于将其深加工转化为其它价值产品，但成本普遍较高，难以商业化。对甘油最直接、简单、经济的做法是将其作为燃料进行利用，但是单独的甘油作为燃料使用具有热值低、点火困难、粘度高、燃烧产生丙烯醛等污染物等缺点，因此将甘油与其他燃油混合使用具有较好的应用前景，但甘油与燃油具有不互溶性。发明内容0010本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种微乳化燃油，具有透明、均一、稳定不分层、改善基质油的低温流动性、燃烧效率高、节能减排等特点；还提供了一种微乳化燃油的制备方法，对甘油进行能源化利用，工艺简单、无二次污染，生产成本低。0011为解决上述技术问题，提供了一种微乳化燃油，包括7599WT的基质燃。
10、油、0515WT的鼠李糖脂，055WT的甘油，05WT的水和05WT的助溶剂。0012进一步的，微乳化燃油包括895915WT的基质燃油、565WT的鼠李糖脂，1535WT的甘油，02WT的水和01WT的助溶剂。0013进一步的，微乳化燃油包括91WT的基质燃油、5WT的鼠李糖脂，15WT的甘油，15WT的水和1WT的助溶剂。0014进一步的，微乳化燃油包括895WT的基质燃油、65WT的鼠李糖脂，2WT的甘油和2WT的水。0015进一步的，微乳化燃油包括915WT的基质燃油、55WT的鼠李糖脂和3WT的甘油。0016进一步的，前述的助溶剂为正丙醇、正丁醇、正戊醇、丙酮中的一种或多种。0017。
11、进一步的，前述基质燃油为柴油、生物柴油中的一种或两种的混合物。0018进一步的，前述甘油优选为分析纯甘油或生物柴油生产过程中酯化反应产生的粗甘油或粗甘油的提纯物。0019作为本发明的同一技术构思，本发明还提供了上述的微乳化燃油制备方法，包括以下步骤将鼠李糖脂加入基质燃油中进行超声溶解形成逆胶束体系，然后在所述逆胶束体系中选择性的加入甘油、水、助溶剂，进行搅拌步骤得到所述微乳化燃油。0020进一步的，超声的时间510MIN，超声频率为28KHZ。0021进一步的，搅拌步骤的时间为510MIN。0022本发明的创新点在于0023本发明提供了一种低温稳定型微乳化燃油，该微乳化燃油采用柴油或生物柴油为。
12、基质燃油，以生物表面活性剂鼠李糖脂为乳化剂，甘油作为增溶相与低温流动性改善剂，鼠李糖脂在基质燃油中形成逆胶束体系，通过微乳的方式实现甘油或甘油/水混合物与基质燃油的混匀得到微乳化燃油。在微乳化燃油中，甘油在基质燃油中形成纳米颗粒的极性核，不仅可以解决甘油与基质燃油的混合问题，且可以利用微乳中甘油颗粒物燃烧过程中的微爆效应达到燃烧反应完全、节能减排等目的。另外，甘油或甘油/水混合物的添加还可以提高常规基质燃油的低温稳定性，最终得到透明、均一、稳定不分层，可在低温条件下长期保存亦可保持稳定不分层的微乳化燃油，解决了现有技术中基质燃油低温稳定性差，与甘油无法混匀，容易分层等缺陷。微乳化燃油中的甘油既。
13、是增溶的极性相，也是一种低温稳定燃说明书CN104152194A3/6页5料添加剂，改善了基质燃油的低温流动性能，使微乳化燃油倾点、凝点、冷滤点较基质油要低，具有更好的低温稳定性与流动性。0024与现有技术相比，本发明的优点在于00251本发明通过微乳化的方法制备微乳化燃油，是一种热力学稳定体系与乳化燃料相反，能自发形成透明、均一的体系，分散相粒径小，可在低温下长期稳定保存。00262微乳化燃油的粘度适中，接近未掺水燃油的粘度。00273微乳燃油比纯燃油燃烧更加充分，由于微爆作用、水煤气反应加速燃烧和水滴汽化时吸热可以降低燃烧火焰温度，减少颗粒物、NOX等污染物的生成，达到良好的节能环保效果，。
14、是一种新型的、具有较大潜能的清洁能源。00284本发明提供的微乳化燃油的制备方法，可自发形成，无需强力搅拌，制备工艺简单，制备过程中无次生环境污染，且制备出的产品具有低温流动性能好，燃烧性能突出，减排污染物等优势。附图说明0029为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。0030图1为本发明实施例2的微乳化燃油的制备流程图。具体实施方式0031以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。0032以下实施例和对比例中中所采用的材料和仪器均为市售。SPAN80又名司。
15、班80，TWEEN80又名失水山梨醇单油酸酯聚氧乙烯醚。0033实施例10034一种低温稳定型微乳化燃油是由0柴油、鼠李糖脂、甘油配制而成，其质量百分量为00350柴油915WT、鼠李糖脂55WT、甘油3WT。0036一种低温稳定型微乳化燃油的制备方法，包括以下步骤00371、按上述各组分含量，先将鼠李糖脂加入0柴油，以28KHZ的超声频率进行超声溶解6MIN形成逆胶束体系；00382、在逆胶束体系中入甘油，搅拌65MIN后得到微乳化燃油。0039实施例20040一种低温稳定型微乳化燃油是由0柴油、鼠李糖脂、甘油、水配制而成，其质量百分量为00410柴油895WT、鼠李糖脂65WT、甘油2WT。
16、、水2WT。0042参见图1，一种低温稳定型微乳化燃油的制备方法，包括以下步骤00431、按上述各组分含量，先将鼠李糖脂加入0柴油，以28KHZ的超声频率进行超声溶解7MIN形成逆胶束体系；00442、在逆胶束体系中入甘油与水的混合物甘油和水的质量比为11，搅拌6MIN说明书CN104152194A4/6页6后得到微乳化燃油。0045实施例30046一种低温稳定型微乳化燃油是由0柴油、鼠李糖脂、甘油、水、丙酮配制而成，其质量百分量为00470柴油91WT、鼠李糖脂5WT、甘油15WT、水15WT、丙酮1WT。0048一种低温稳定型微乳化燃油的制备方法，包括以下步骤00491、按上述各组分含量，。
17、先将鼠李糖脂加入0柴油，以28KHZ的超声频率进行超声溶解5MIN形成逆胶束体系；00502、在逆胶束体系中先加入丙酮，然后再加入甘油与水的混合物甘油和水的质量比为11，搅拌5MIN后得到微乳化燃油。0051在实施例3中，助溶剂丙酮可以替换成正丙醇、正丁醇或正戊醇，还可以替换成正丙醇、正丁醇、正戊醇、丙酮中两种或多种形成的混合物，助溶剂的含量可以是05WT，均可达到与实施例3相同或相似的技术效果。0052实施例40053一种低温稳定型微乳化燃油是由生物柴油、鼠李糖脂、甘油配制而成，其质量百分量为0054生物柴油91WT、鼠李糖脂55WT、甘油35WT。0055其中生物柴油为本领域常用的生物柴油。
18、，本实施例采用的生物柴油具体是通过大豆油与甲醇在NAOH催化条件下制备得到。0056一种低温稳定型微乳化燃油的制备方法，包括以下步骤00571、按上述各组分含量，先将鼠李糖脂加入生物柴油，以28KHZ的超声频率进行超声溶解8MIN形成逆胶束体系；00582、在逆胶束体系中入甘油，搅拌65MIN后得到微乳化燃油。0059在以上实施例中，所采用的基质燃油还可以是柴油和生物柴油的混合物。0060实施例50061一种低温稳定型微乳化燃油是由0柴油、鼠李糖脂、甘油、水配制而成，其质量百分量为00620柴油75WT、鼠李糖脂15WT、甘油5WT、水5WT。0063一种低温稳定型微乳化燃油的制备方法，包括以。
19、下步骤00641、按上述各组分含量，先将鼠李糖脂加入0柴油，以28KHZ的超声频率进行超声溶解10MIN形成逆胶束体系；00652、在逆胶束体系中入甘油与水的混合物甘油和水的质量比为11，搅拌10MIN后得到微乳化燃油。0066实施例60067一种低温稳定型微乳化燃油是由0柴油、鼠李糖脂、甘油配制而成，其质量百分量为00680柴油99WT、鼠李糖脂05WT、甘油05WT。0069一种低温稳定型微乳化燃油的制备方法，包括以下步骤00701、按上述各组分含量，先将鼠李糖脂加入0柴油，以28KHZ的超声频率进行超声说明书CN104152194A5/6页7溶解5MIN形成逆胶束体系；00712、在逆胶。
20、束体系中入甘油，搅拌5MIN后得到微乳化燃油。0072对比例10073一种微乳化燃油是由0柴油、司班80、甘油配制而成，其质量百分量为00740柴油9482WT、司班805WT、甘油018WT。0075一种微乳化燃油的制备方法，包括以下步骤00761、按上述各组分含量，先将司班80加入生物柴油，以28KHZ的超声频率进行超声溶解5MIN形成逆胶束体系；00772、在逆胶束体系中入甘油，搅拌10MIN后得到微乳化燃油。0078在对比例1中甘油的含量最多只能达到018WT；甘油含量超过018WT的部分不能与柴油混溶，只能沉在微乳化燃油的底部。0079对比例20080一种微乳化燃油是由0柴油、司班8。
21、0、吐温80、甘油配制而成，其质量百分量为00810柴油947WT、司班80吐温80125WT、甘油030WT。0082一种微乳化燃油的制备方法，包括以下步骤00831、按上述各组分含量，先将司班80与吐温的混合物司班80和吐温80质量比12加入生物柴油，以28KHZ的超声频率进行超声溶解5MIN形成逆胶束体系；00842、在逆胶束体系中入甘油，搅拌10MIN后得到微乳化燃油。0085在对比例2中甘油的含量最多只能达到030WT；甘油含量超过030WT的部分不能与柴油混溶，只能沉在微乳化燃油的底部。0086从实施例1至6和对比例1、2的对比可知，实施例中甘油的增溶量最高可达到5，而对比例中甘油。
22、的增容量最高只能达到030WT，不到实施例的十分之一。0087对比例30088一种微乳化燃油及其制备方法。该微乳化燃油是由0柴油、鼠李糖脂、水配制而成，其质量百分量为00890柴油925WT、鼠李糖脂5WT、水25WT。0090一种微乳化燃油的制备方法，包括以下步骤00911、按上述各组分含量，先将鼠李糖脂加入0柴油，以28KHZ的超声频率进行超声溶解5MIN形成逆胶束体系；00922、在逆胶束体系中入水，搅拌10MIN后得到微乳化燃油。0093分别将实施例1至4和对比例1至3的微乳化燃油进行倾点、凝点、浊点、粒径和运动粘度、稳定性检测。其中倾点的检测方法参照石油产品倾点测定法GB/T3535。
23、2006标准方法；凝点的检测方法参照石油产品凝点测定法GB/T5L019831991标准方法；浊点的检测方法参照石油浊点测定法GB/T698619861991标准方法；运动粘度的检测方法参照石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法GB/T2651988；粒径采用马尔文ZETASIZERNANOZEN3600利用动态光散射原理测定。检测结果列于表1中。0094表1各实施例中微乳化燃油性能检测结果表0095说明书CN104152194A6/6页80096生物柴油采用大豆油与甲醇在NAOH催化条件下制得。0097从表1的结果可知实施例1至4的微乳化燃油具有低温稳定性，放置3个月以上均不分层；同时粘度适中，倾点、凝点、浊点等性能明显优于对比例1至3。0098以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神实质和技术方案的情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。说明书CN104152194A1/1页9图1说明书附图CN104152194A。