Способ приготовления стабильных эмульсионных углеводородных смесей

 

Изобретение относится к способам приготовления эмульсий мазута для их использования в промышленных целях. Способ приготовления стабильных углеводородных эмульсий включает смешение углеводородного сырья (мазута) с разбавителем, в качестве которого используют водный электроактивированный католитный раствор с рН 11,2-12,0 и восстановительным потенциалом 800-900 мВ в количестве 10-30% от объема исходного топлива. Технический результат - упрощение процесса приготовления стабильных эмульсий из вязких углеводородных смесей типа мазута с повышением их качества. 1 табл.

Изобретение относится к способам приготовления эмульсий мазута и бензина в промышленных целях для повышения степени горения топлива и снижения содержания токсичных продуктов горения.

Известен способ получения стабильных эмульсий вязких углеводородов [1], принятый за прототип. Как известно, водно-топливные эмульсии отличаются высокой корродирующей способностью, которая быстро приводит к преждевременному износу двигателей или топливных установок. Для частичной локализации данного явления в прототип вводится щелочь, что повышает стоимость готового продукта и снижает его энергетические возможности. К тому же этот способ характеризуется 2-3-ступенчатым циклом введения воды, присадок и топлива, что усложняет способ технически, и значительно повышает себестоимость процесса.

Предлагаемое изобретение решает задачу устранения отмеченных недостатков. Это достигается тем, что в способе приготовления стабильных эмульсионных углеводородных смесей, включающем смешивание углеводородного сырья с разбавителем, согласно изобретению в качестве последнего используют водный электроактивированный католитный раствор с рН 11,2÷12 и восстановительным потенциалом 800-900 мВ в количестве 1÷29 мас.%.

Эмульсии готовят следующим образом. Мазут, нефть или любые масла подогревают до температуры 60-70 градусов и в них вводят необходимое количество католитного раствора, полученного на любом серийном электроактиваторе (типа СТЭЛ-10 АК и др.), и подогретого до температуры 60 градусов. При использовании в качестве исходных продуктов бензина или керосина их не подогревают. Компоненты перемешивают любым способом до полной гомогенизации раствора. Дозы введения католитных растворов зависят от степени чистоты исходного мазута и требований экологии, связанных с предельными выбросами сажи, и варьируются от 1 до 29 мас.%.

Хорошие поверхностно-активные свойства католитного раствора обеспечивают полученным эмульсионным растворам уникальные по стойкости свойства. Так, мазутно-католитные эмульсии определенных параметров не расслаиваются в течение полугода, масляно-католитные эмульсии (МГ-8 и МГ-10) при содержании католитных растворов в количестве до 29 мас.% практически не расслаиваются в течение нескольких часов. И даже бензино-католитныс эмульсии расслаиваются только на 85÷90%. При этом эмульсии с католитом отличаются (благодаря соответствующим физико-химическим свойствам католитных растворов) высоким антикоррозирующим эффектом без добавления каких-либо специальных присадок.

Наиболее эффективными оказывается мазутно-католитные эмульсии. В нижеприведенной таблице даются сравнительные характеристики исходного топочного сернистого зольного мазута М-100 и его католитных эмульсий при разной дозе католитных растворов.

Из данных таблицы следует, что в эмульсиях в лучшую сторону смещаются характеристики по вязкости, содержанию серы, механических примесей и зольности. Это характеризует смеси как более экологически чистое топливо. В то же время в эмульсиях наблюдаются аномальные явления, связанные со спецификой физико-химического состояния католитных электроактивированных растворов (в частности с высокой гидрофильной поверхностной активностью). Это в первую очередь относится к плотности растворов. При разбавлении мазута католитом общий объем раствора увеличивается более чем на 10% от суммарного объема составляющих. Это приводит к понижению плотности эмульсии и сказывается на ее вязкости. Последнее обстоятельство не только облегчает транспортировку топлива, но и оказывается особенно важным при распылении эмульсии через топливные форсунки. Повышается степень дисперсии эмульсии (размер капель менее 5 мкм), что обеспечивает лучшую сгораемость топлива.

Из данных таблицы следует, что теплотворная способность (теплота горения) топлива снижается в расчете на килограмм сухого топлива. Однако, принимая во внимание увеличение объема топлива по сравнению с исходным, можно утверждать, что общее количество тепла, получаемого за счет лучшего горения эмульсии, остается примерно одинаковым по сравнению с чистым мазутом. Расчеты показывают, что если за 1,0 принять сумму тепла, выделенного при горении определенной массы мазута, то сумма тепла, произведенного соответствующей массой мазутно-католитной эмульсии, приготовленной с 20% дозой католита, равна 0,98-0,99.

Таким образом, мазутно-католитные эмульсии, обладая целым рядом преимуществ перед чистым мазутом и мазутно-водными эмульсиями, при определенных концентрациях католита не отличается от чистого мазута по общей теплотворной способности.

Источники информации 1. Патент РФ 2091444, С 10 L 1/32, 13.12.94. Бюл. 27 - прототип.

Формула изобретения

Способ приготовления стабильных эмульсионных углеводородных смесей, включающий смешение углеводородного сырья (мазута) с разбавителем, отличающийся тем, что в качестве последнего используют водный электроактивированный католитный раствор с рН 11,2-12,0 и восстановительным потенциалом 800-900 мВ в количестве 10-30% относительно объема исходного топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1