Водно-топливная композиция и способ ее приготовления


 


Владельцы патента RU 2559055:

Иванов Игорь Алексеевич (RU)

Изобретение относится к водно-топливной композиции для применения в тепловых и ракетных двигателях, работающих на жидком углеводородном топливе, которая включает дисперсионную среду - углеводородное топливо и дисперсионную фазу - водосодержащую композицию, при этом устойчивость водно-топливной композиции достигается путем установления равенства плотностей водосодержащей композиции и углеводородного топлива за счет соотношения компонентов, при этом в качестве водосодержащей композиции используется водно-спиртовой раствор. Также раскрывается способ получения водно-топливной композиции. Технический результат заключается в получении водно-топливной композиции с улучшенными техническими, экономическими и экологическими параметрами. 2 н.п. ф-лы, 3 пр.

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в тепловых и ракетных двигателях, работающих на жидком углеводородном топливе.

Известна водно-топливная композиция в виде многофазной эмульсии на основе водной фазы и нефтепродуктов, которая включает непрерывную водную фазу, фазу капелек нефтепродуктов, диспергированных в непрерывной водной фазе, фазу внутренних водяных капелек, диспергированных в фазе нефтепродукта, не растворимое в воде соединение, суспендированное в фазе внутренних водяных капелек, и поверхностно-активное вещество, содержащееся практически целиком в граничном слое между фазой капелек нефтепродукта и непрерывной водной фазой многофазной эмульсии (см. патент РФ №2141996, C10L 1/32, B01F 3/08).

В результате образуется стабильная многофазовая эмульсия, которую можно готовить с использованием минимальных количеств поверхностно-активного вещества.

Способ приготовления известной водно-топливной композиции (см. тот же патент), при осуществлении которого приготавливают в воде суспензию не растворимого в воде соединения, приготавливают фазу нефтепродукта, приготавливают эмульсию типа воды в нефтепродукте с суспензией в фазе этого нефтепродукта, приготавливают непрерывную водную фазу и приготавливают многофазную эмульсию воды в эмульсии нефтепродукта в непрерывной водной фазе в присутствии поверхностно-активного вещества.

Известная водно-топливная композиция очень сложна, требует трудоемкого способа ее приготовления, а также возможна коррозия топливной аппаратуры за счет прямого контакта с водной фазой.

Из известных водно-топливных композиций наиболее близкой к заявленной по технической сущности является водно-топливная композиция в виде водно-топливной эмульсии, предназначенная для двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком углеводородном топливе, включающей дисперсионную среду - углеводородное топливо и дисперсионную фазу воду и эмульгирующую систему, представленную низкомолекулярным анионным поверхностно-активным веществом и неонным поверхностно-активным веществом (см. Патент РФ №2365618, C10L 1/32).

Известный способ приготовления стабильных эмульсионных углеводородных смесей включает смешение углеводородного сырья с водным электроактивированным католитным раствором с pH 10,2÷12 (см. Патент РФ №2365618, C10L 1/32, B01F 3/08, B01F 17/00).

Недостатком прототипа является применение дорогого эмульгатора и возможность расслоения при длительной стоянке транспортных средств, где она может быть применима.

Применение способа приготовления стабильных эмульсий за счет использования активированной воды с pH 10,2÷12 практически невозможно реализовать, так как производство такой воды в больших объемах очень сложно, из-за изменения pH воды в зависимости от расстояния до электродов и величина pH обычно сохраняется не более 2 суток. Поэтому применение такой воды в качестве водной фазы, водно-топливной эмульсии для двигателей проблематично.

Технической задачей заявленного изобретения является приготовление стабильной водно-топливной композиции без специальных эмульгаторов для применения в тепловых и ракетных двигателях.

Техническая задача решается за счет того, что в водно-топливной композиции, включающей дисперсионную среду - углеводородное топливо и дисперсионную фазу - водосодержащую композицию, устойчивость водно-топливной композиции достигается путем установления равенства плотностей водосодержащей композиции и углеводородного топлива за счет соотношения компонентов, при этом в качестве водосодержащей композиции используется водно-спиртовой раствор.

В способе приготовления водно-топливной композиции смешивают углеводородное топливо с водосодержащей композицией и плотность водосодержащей композиции создают равной плотности углеводородного топлива путем растворения в спирте требуемого количества воды.

Примеры осуществления изобретения для дизельных двигателей.

1. В качестве дисперсионной среды используется дизельное топливо с плотностью Р=840 кг/м3. В качестве компонента водосодержащей композиции используется биоэтанол с плотностью Р=790 кг/м3. Для определения доли биоэтанола в водосодержащей композиции составляем балансовое уравнение и решаем: (Рводы=1000 кг/м3)

790х+1000(1-х)=840х=0,76

Таким образом, в водосодержащей композиции должны быть 76% биоэтанола и 24% воды. В таких пропорциях заливаем компоненты в камеру типовой смесительной установки и в результате смешения получаем водно-спиротовой раствор с плотностью Р=840 кг/м3.

На основании многочисленных исследований, в том числе и автора, установлено, что в дизелях, работающих на водно-топливных эмульсиях, наибольший эффект достигается при содержании воды в эмульсиях от 10 до 20%. Поэтому наиболее простой вариант достижения эффективного результата будет при смешивании 50% дизельного топлива и 50% водно-спиртового раствора в типовой смесительной установке. Образованная водно-топливная композиция будет состоять из 50% дизельного топлива, 38% биоэтанола и 12% воды. При этом обеспечивается устойчивость водно-топливной композиции без специальных эмульгаторов, что очень важно, особенно для транспортных дизелей. Для различных типов дизелей оптимальное соотношение дизельного топлива и водно-спиртового раствора может меняться.

2. В качестве дисперсионной среды используется флотский мазут Ф5 с плотностью Р=955 кг/м3. В качестве компонента водосодержащей композиции используется биоэтанол с плотностью Р=790 кг/м3. Для определения доли биоэтанола в водно-топливной композиции составляем балансовое уравнение и решаем: (Рводы=1000 кг/м3)

790х+1000(1-х)=955х=0,214

Таким образом, в водосодержащей композиции должны быть 21,4% биоэтанола и 78,6% воды. В таких пропорциях заливаем компоненты в камеру типовой смесительной установки и в результате смешения получаем водно-спиротовой раствор с плотностью Р=955 кг/м3.

Для достижения близкого к 20% содержания воды в водно-топливной композиции наиболее простой вариант достижения эффективного результата будет при смешивании 75% флотского мазута Ф5 и 25% водно-спиртового раствора в типовой смесительной установке. Образованная водно-топливная композиция будет состоять из 75% флотского мазута Ф5, 5,4% биоэтанола и 19,6% воды. При этом обеспечивается устойчивость водно-топливной композиции без специальных эмульгаторов, что дает возможность использовать данную композицию для большинства судовых тихоходных дизелей.

Пример осуществления изобретения для ракетных двигателей.

Для большинства жидких ракетных двигателей в качестве горючего компонента используется керосин, который является дисперсионной средой с плотностью Р=800 кг/м3 а в качестве компонента водосодержащей композиции используется биоэтанол с плотностью Р=790 кг/м3. Для определения доли биоэтанола в водосодержащей композиции составляем балансовое уравнение и решаем: (Рводы=1000 кг/м3)

790х+1000(1-х)=800х=0,95

Таким образом, в водосодержащей композиции должны быть 95% биоэтанола и 5% воды. В таких пропорциях заливаем компоненты в камеру типовой смесительной установки и в результате смешения получаем водно-спиртовой раствор с плотностью Р=800 кг/м3.

Оптимальное количественное соотношение водно-спиртового раствора и керосина в горючем компоненте ракетного топлива для различных типов ракет определяется экспериментальным путем.

1. Водно-топливная композиция для применения в тепловых и ракетных двигателях, работающих на жидком углеводородном топливе, включающая дисперсионную среду - углеводородное топливо и дисперсионную фазу - водосодержащую композицию, отличающаяся тем, что устойчивость водно-топливной композиции достигается путем установления равенства плотностей водосодержащей композиции и углеводородного топлива за счет соотношения компонентов, при этом в качестве водосодержащей композиции используется водно-спиртовой раствор.

2. Способ приготовления водно-топливной композиции, включающий смешивание углеводородного топлива с водосодержащей композицией, отличающийся тем, что плотность водосодержащей композиции создают равной плотности углеводородного топлива путем растворения в спирте требуемого количества воды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к топливной эмульсии для дизелей на основе дизельного топлива с добавлением спирта, эмульгатора, смеси мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты и воды, при этом топливная эмульсия дополнительно содержит смазывающую присадку ДПА-ЛубриКор при следующих соотношениях компонентов, %: этанол 5,0-50,0; вода 0,5-5,0; алкенилсукцинимид 0,25-1,0; смесь мыл диэтаноламина и олеиновой кислоты 0,2; смазывающая присадка 0,02; дизельное топливо - до 100.
Изобретение описывает топливный гель, который включает поверхностно-активное вещество - продукт обработки смеси моно- и диалкилфенолов окисью этилена - и керосин, при этом он дополнительно содержит перекись водорода, при следующем соотношении компонентов, об.% Поверхностно-активное вещество 0,05 Перекись водорода 0,95 Керосин остальное до 100.

Изобретение относится к способу получения жидкого угольного топлива, который включает гомогенизирование продуктов термического передела угля, при этом осуществляют совместное гомогенизирование полукокса, смольной фракции и подсмольной воды таким образом, что полукокс фракции 3-5 мкм суспендируется в микрокапли смольной фракции, которые являются дисперсной фазой эмульсии с дисперсной средой в виде подсмольной воды, а получаемое топливо приобретает кинематическую вязкость 10-40 cSt при температуре 50°С.

Изобретение описывает жидкое угольное топливо, состоящее из тонкодисперсной смеси твердой части в виде микрочастиц полукокса/кокса и жидкой части в виде смольной фракции, полученных после термического передела угля-сырца, где тонкодисперсная смесь представляет собой двойную суспензионно-эмульсионную систему, в которой в качестве твердой части используют совместно микрочастицы угля-сырца и продукты его термического передела в виде микрочастиц полукокса/кокса, а в качестве жидкой части используют жидкие продукты термического передела того же угля-сырца, при этом смольная фракция используется для капсулирования групп твердых микрочастиц угля-сырца и полукокса/кокса в микрокапли эмульсии, а подсмольная вода используется в качестве дисперсной среды.

Изобретение описывает эмульгирующую композицию для гомогенизации и реэмульгирования топлива, которая содержит в пересчете на общий вес композиции первую смесь i), содержащую а) от 5% до 40% N-олеил-1,3-пропилендиамина, б) от 60% до 95% по весу N,N′,N′-полиоксиэтилен-N-таллового пропилендиамина и ii) от 5% до 40% изопропилбензола или керосина, добавляемого в первую смесь.

Изобретение относится к применению, по меньшей мере, одного (С6-C15)этоксилата спирта и, по меньшей мере, одного (С8-С24)алкиламидо (C1-С6)алкилбетаина в жидком углеводородном топливе, содержащем меньше чем 50 м.д.
Изобретение относится к способу получения углеводородного автомобильного топлива, который заключается в том, что исходное углеводородное автомобильное топливо смешивают с дистиллированной водой в равных весовых пропорциях, полученную водотопливную смесь в трубчатом проточном реакторе подвергают воздействию волн СВЧ частотой 10-30 ГГц, затем обрабатывают в вихревом трубчатом реакторе при избыточном давлении 0,5-3,5 МПа и температуре 10-30°C в присутствии сплавов металлов Cr, Ni, Fe, из которых выполнены завихрители вихревого трубчатого реактора.
Изобретение может быть использовано в области нефтедобывающей промышленности. Способ переработки жидких нефтешламов в гидратированное топливо включает нагрев и очистку нефтешлама.

Изобретение относится к противоизносной присадке для малосернистого дизельного топлива на основе карбоновых кислот, при этом она дополнительно содержит полиэтиленполиамин, а в качестве карбоновых кислот используются технические алкил(С16-С18)салициловые кислоты при массовом соотношении полиэтиленполиамин: технические алкил(С16-С18)салициловые кислоты, равном 0,007-0,035:1,0.

Изобретение относится к растворению твердых органических материалов. Изобретение касается способа солюбилизации твердых органических материалов, заключающегося во взаимодействии твердого органического материала с окислителем в перегретой воде, чтобы образовалось солюбилизированное органическое растворимое вещество.

Изобретение описывает депрессорную присадку для парафинистых нефтей и предотвращения асфальтено-смоло-парафиновых отложений, включающую сополимер этилена и винилацетат, неионогенное поверхностно-активное вещество и растворитель, при этом в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества она содержит блоксополимер окисей этилена и пропилена или оксиэтилированный алкилфенол, или оксиэтилированный жирный амин, в качестве растворителя - ароматический растворитель, и дополнительно монобутиловый эфир этиленгликоля, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополимер этилена и винилацетата 5-15, блок-сополимер окисей этилена и пропилена, или оксиэтилированный алкилфенол, или оксиэтилированный жирный амин 5-15, монобутиловый эфир этиленгликоля 0-2, ароматический растворитель - остальное.
Настоящее изобретение относится к топливной композиции, в состав которой входит нитрат полиспирта, флегматизатор и стабилизатор, при этом в качестве флегматизатора применяется гетероциклическое соединение, выбранное из группы пятичленных гетероциклических соединений: 3,4,5-триметилизоксазол, 3-метил-5-пропил-1,2,4-оксадиазол, 3,4-диметилфуразан, 3,4-диметилфуроксан, 3-этокси-4-метилфуроксан, 3-пропокси-4-метилфуроксан, 3-бутокси-4-метилфуроксан, 3-амокси-4-метилфуроксан, 3-изоамокси-4-метилфуроксан, 3-циклогексилокси-4-метилфуроксан, 3-(2′-метоксиэтокси)-4-метилфуроксан, 3-(2′-этоксиэтокси)-4-метилфуроксан или циклогексилнитрат при следующем соотношении компонентов, мас.

Изобретение относится к способу обработки смолы таллового масла. Способ обработки смолы таллового масла, содержащей стероловые спирты и, возможно, древесные спирты жирных кислот и смоляных кислот, источником которых является талловое масло, отличается тем, что: по меньшей мере часть жирных кислот и смоляных кислот высвобождают из стероловых эфиров и эфиров древесных спиртов и преобразуют в низшие алкиловые эфиры; полученные таким образом алкиловые эфиры удаляют путем испарения из смолы, затем конденсируют и полученный конденсат гидрируют.
Изобретение относится к области переработки органических отходов и может быть использовано в сельском, коммунальном хозяйстве, в топливной промышленности в качестве топлива для транспортных средств, теплоэлектростанций, котельных.

Настоящее изобретение относится к области нефтепереработки и нефтехимии, конкретно - к составу октаноповышающей добавки к бензину и композиции, содержащей эту добавку, предназначенной для использования в двигателях внутреннего сгорания.

Изобретение описывает биотопливо, содержащее ацетали и растительные масла, при этом биотопливо представляет смесь диэтилформаля 40-80 об.% и глицеридов ненасыщенных жирных кислот 20-60 об.%.

Группа изобретений относится к области получения искусственной нефти из парниковых газов. Предложен способ получения искусственной нефти из газа, содержащего CO2, искусственная нефть, полученная вышеуказанным способом, применение искусственной нефти, а также применение газа, содержащего CO2 в предложенном способе.

Изобретение относится к композиции топлива для инжекторного дизельного двигателя, которая включает в себя основное количество топлива и минимальное эффективное количество продукта реакции (i) гидрокарбил-замещенного соединения, содержащего, по меньшей мере, одну третичную аминогруппу, причем гидрокарбил-замещенное соединение выбирают из группы, состоящей из С10-С30-алкил- или алкенилзамещенных амидопропилдиметиламинов и С12-С200-алкил- или алкенилзамещенных сукцинилкарбонилдиметиламинов, и (ii) соли галогензамещенной карбоновой кислоты С2-С8, при этом полученный продукт реакции, по существу, не содержит нековалентно связанных анионных веществ.

Изобретение относится к композиции авиационного неэтилированного бензина, которая содержит бензин каталитического риформинга, алкилбензин, толуол и антидетонационную присадку, при этом композиция дополнительно содержит бензиновую фракцию, выкипающую в пределах 62-85°С, а в качестве антидетонационной присадки - монометиланилин и метилтретбутиловый эфир при следующем соотношении компонентов, % масс.: алкилбензин 15,0-25,0; толуол 10,0-20,0; бензиновая фракция, выкипающая в пределах 62-85°С, 20,0-35,0; монометиланилин 1,5-3,0; метилтретбутиловый эфир 5,0-10,0; бензин каталитического риформинга остальное.

Изобретение относится к нефтеперерабатывающей промышленности и может быть использовано для переработки нефтесодержащих отходов эмульсионного и эмульсионно-суспензионного типа, отработанных моторных масел и т.п.
Изобретение описывает универсальное дизельное топливо, состоящее из базового компонента с присадками, в количестве 0,02-0,04 мас.% противоизносной присадки и 0,15-0,30 мас.% цетаноповышающей присадки, при этом базовый компонент представляет собой фракцию нефти, выкипающую в пределах 170-340°C, или ее смесь с газойлем замедленного коксования и/или каталитического крекинга, выкипающих в пределах 170-340°C, с последующими гидроочисткой и гидродепарафинизацией или гидроизомеризацией, а также глубокой стабилизацией до температуры начала кипения не ниже 175°C, позволяющих получить показатели качества, удовлетворяющие дизельному топливу как для умеренного климата, так и для холодного и арктического климата: Цетановое число, не менее 51 Плотность при 15°C, кг/м3 820-840 Температура вспышки в закрытом тигле, °C, не менее 55 Кинематическая вязкость при 40°C, мм2/с 2,0-4,0 Технический результат заключается в получении универсального дизельного топлива, которое обладает повышенной температурой вспышки и кинематической вязкостью, что позволяет использовать его как для холодного и арктического топлива, так и для умеренного климата. 6 пр.
Наверх