Композиция водно-топливной эмульсии

Изобретение относится к нефтепродуктам для автомобилей, в частности к композициям водно-топливных эмульсий. Эмульсия содержит 65-95 об.% бензина или дизельного топлива, 5-35 об.% воды, 0,5-1 вес.% от всей эмульсии эмульгатора и 0,01-0,4 вес.% от всей эмульсии стабилизатора. В качестве стабилизатора композиция содержит соли четырехвалентного титана рицинолевой и 10-оксистеариновой кислот. Композиция обладает повышенной седиментационной устойчивостью.

 

Изобретение относится к нефтепродуктам для автомобилей, в частности к композициям водно-топливных эмульсий, применение которых приводит к существенному снижению уровня токсичных выбросов в атмосферу и экономии топлива без заметного уменьшения мощностных и экономических характеристик двигателя.

Известна композиция, содержащая воду, бензин, эмульгаторы: пентол (диэфир пентаэритрита и олеиновой кислоты) совместно с твин-80 (продукт оксиэтилирования эфира ангидридосорбита и олеиновой кислоты) в весовом соотношении 2:1, пентол совместно с оп-4 (продукт оксиэтилирования алкилфенола) в соотношении 3:1 в количестве 5-15% объемных в расчете на заэмульгированную воду (см. Доклады Всесоюзной научной конференции "Защита воздушного бассейна от загрязнений токсичными выбросами транспортных средств", 12-14 октября 1977 г. г.Харьков, Ч.1, с.382-395).

Известна также композиция, содержащая 67,8-94,4% углеводородного топлива, 5-25% воды, 1,15-3,95% эмульгатора, 0,05-0,2% стабилизатора солей Tilkom KE-4 (ди-изо-пропокси-титаниум бис(этил)3-оксобутаноат) (US 5372613, С 10 L 1/32, 13.12.1994). Эта композиция взята нами в качестве прототипа.

Задачей изобретения является повышение седиментационной устойчивости водно-топливной эмульсии за счет присутствия в эмульсии стабилизатора - солей четырехвалентного титана рицинолевой и 10-оксистеариновой кислот.

Поставленная задача решается тем, что композиция водно-топливной эмульсии, содержащая бензин или дизельное топливо, воду, эмульгатор и стабилизатор, в качестве стабилизатора содержит соль четырехвалентного титана рицинолевой и 10-оксистеариновой кислот при следующем соотношении компонентов:

бензин или дизельное топливо	65-95 об.%
вода	5-35 об.%
эмульгатор	0,5-1 вес.% от всей эмульсии
стабилизатор	0,01-0,4 вес.% от всей эмульсии

Бензин и дизельное топливо применяют всех марок. Воду применяют дистиллированную или очищенную на бытовых фильтрах. В качестве эмульгатора применяют пентол в смеси с твин-80 в весовом соотношении 2:1, пентол в смеси с ОП-4 в весовом соотношении 3:1. Весовое соотношение эмульгаторов определяет наилучшие эмульгирующие свойства при их применении в концентрации 0,5-1% от всей эмульсии. Нижний и верхний показатель состава эмульгатора соответствуют хорошей агрегативной устойчивости эмульсии. В качестве стабилизатора применяют соли четырехвалентного титана в количестве 0,01-0,4 вес.% от всего эмульгатора. В данном интервале концентраций стабилизатора сохраняется хорошая седиментационная устойчивость эмульсии.

Для приготовления эмульсии растворяют эмульгатор в воде, а стабилизатор в бензине или дизельном топливе, затем с помощью ультразвукого диспергатора перемешивают оба раствора вместе для создания эмульсии. После приготовления эмульсии ее используют вместо бензина в автомобилях.

Сущность изобретения поясняется примерами.

Пример 1. В 20 мл дистиллированной воды растворяют 0,48 г смеси пентола с твин-80 в соотношении 2:1. В 80 мл бензина А-76 растворяют 0,1 г соли титана 10-оксистеариновой кислоты, смешивают водный раствор с бензиновым раствором с помощью ультразвукового диспергатора УЗДН-1 до образования устойчивой эмульсии. Затем эту эмульсию переносят в цилиндр объемом 50 мл с притертой пробкой и с этого момента начинают отсчет времени. Верхние 25 мл эмульсии отбирают пипеткой в другой цилиндр, где после перемешивания определяют плотность. По формуле

где ρ - плотность эмульсии, г/см³; ρ₁ - плотность воды, г/см³; ρ₀ - плотность раствора ПАВ в бензине, г/см³, рассчитывают объемную долю воды в эмульсии непосредственно после диспергирования (θ₀) и объемную долю воды в верхнем слое (25 мл) через определенный отрезок времени (θ_t). Разница (θ₀-θ_t) характеризует седиментационную стабильность данной эмульсии. За стабильность эмульсии принимают время, за которое концентрация воды в верхнем слое (25 мл) уменьшилась вдвое. Стабильность эмульсии равна 120 часам.

Пример 2. В 20 мл воды, очищенной на бытовом фильтре, растворяют 2 г смеси пентола с ОП-4 в соотношении 3:1. В 80 мл бензина АИ-95 растворяют 0,01 г соли титана и рицинолевой кислоты. Смешивают два раствора на ультразвуковом диспергаторе. Определяют стабильность как в примере 1. Стабильность эмульсии равна 56 часам.

Пример 3. В 20 мл водопроводной воды, очищенной на бумажном фильтре, растворяют 2 г смеси пентола с ОП-4 в соотношении 3:1. В 80 мл дизельного топлива растворяют 0,2 соли титана 10-оксистеариновой кислоты. Смешивают два раствора на ультразвуковом диспергаторе. Определяют стабильность как в примере 1. Стабильность эмульсии равна 153 часам.

Таким образом, добавление солей четырехвалентного титана в эмульсию значительно увеличивает время седиментационной (кинетической) устойчивости водно-бензиновой эмульсии.

Композиция водно-топливной эмульсии, содержащая бензин или дизельное топливо, воду, эмульгатор, стабилизатор, отличающаяся тем, что в качестве стабилизатора она содержит соли четырехвалентного титана рицинолевой и 10-оксистеариновой кислот при следующем соотношении компонентов:

Бензин
или дизельное топливо	65-95 об.%
Вода	5-35 об.%
Эмульгатор	0,5-1 мас.% от всей эмульсии
Стабилизатор	0,01-0,4 мас.% от всей эмульсии