[go: up one dir, main page]

RU2635664C1 - Method of producing hydrated fuel - Google Patents

Method of producing hydrated fuel Download PDF

Info

Publication number
RU2635664C1
RU2635664C1 RU2017104865A RU2017104865A RU2635664C1 RU 2635664 C1 RU2635664 C1 RU 2635664C1 RU 2017104865 A RU2017104865 A RU 2017104865A RU 2017104865 A RU2017104865 A RU 2017104865A RU 2635664 C1 RU2635664 C1 RU 2635664C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
mixture
amount
surfactant
water
Prior art date
Application number
RU2017104865A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Пименов
Александр Владимирович Покровский
Наталья Леонидовна Ефимова
Сергей Иванович Зубакин
Анил КУМАР
Original Assignee
Юрий Александрович Пименов
Александр Владимирович Покровский
Наталья Леонидовна Ефимова
Сергей Иванович Зубакин
Анил КУМАР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Юрий Александрович Пименов, Александр Владимирович Покровский, Наталья Леонидовна Ефимова, Сергей Иванович Зубакин, Анил КУМАР filed Critical Юрий Александрович Пименов
Priority to RU2017104865A priority Critical patent/RU2635664C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2635664C1 publication Critical patent/RU2635664C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C10PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10LFUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L1/00Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/32Liquid carbonaceous fuels consisting of coal-oil suspensions or aqueous emulsions or oil emulsions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention describes a method of producing hydrated diesel fuel with the addition of water and an emulsifier by treatment in a vibrocavitational homogenizer with a rotating operating element - rotor with a perforated surface and a stationary operating element - stator, wherein diesel fuel is pre-mixed with the surfactant, which is a high-temperature condensation product of a mixture of vegetable oils and mono- or diethanolamine in an amount of 1.0-1.5 wt %, the resulting mixture is fed into a vibrocavitational homogenizer at a specific consumption of the mixture not more than 2.5 g/cm2 of the rotor working surface per second and the peripheral speed of its rotation is not less than 20 m/s, after which an aqueous phase in an amount of 10-20 wt % of the total amount of fuel with surfactant with pre-dissolved carbamide in the aqueous phase in an amount of 30-35 wt %, after which the mixture is fed in a stream to the homogenizer in batches not exceeding 10% per pass with the parameters specified above.
EFFECT: producing stable fuel emulsions resistant to low temperatures.
2 cl, 2 ex, 2 tbl

Description

Изобретение относится к новым топливным эмульсиям, в которых дисперсионной средой служит углеводородное топливо, а дисперсной фазой - вода, преимущественной областью применения которых являются двигатели внутреннего сгорания транспортных средств.The invention relates to new fuel emulsions, in which the dispersion medium is hydrocarbon fuel, and the dispersed phase is water, the primary field of application of which is the internal combustion engines of vehicles.

Разрабатывается способ получения водно-топливных эмульсий, которые являются моторным топливом, в котором дисперсионной среды представлены дизельным топливом и различными марками бензина.A method is being developed for producing water-fuel emulsions, which are motor fuel, in which the dispersion medium is represented by diesel fuel and various grades of gasoline.

Актуальность получения устойчивых водно-топливных эмульсий и их использования объясняется необходимостью решения задач энергосбережения и экологической безопасности при работе энергетических топливных машин.The relevance of obtaining stable water-fuel emulsions and their use is explained by the need to solve the problems of energy conservation and environmental safety during the operation of energy fuel machines.

Многочисленными экспериментами установлено, что вода оказывает следующее влияние на рабочий процесс в двигателях внутреннего сгорания (ДВС):Numerous experiments have established that water has the following effects on the working process in internal combustion engines (ICE):

- снижает температуру горения и скорость горения топливовоздушной смеси;- reduces the combustion temperature and the burning rate of the air-fuel mixture;

- тормозит развитие предпламенного окисления углеводородов;- inhibits the development of flame oxidation of hydrocarbons;

- ускоряет превращение выделяемой окиси углерода в нейтральную двуокись;- accelerates the conversion of the released carbon monoxide into neutral dioxide;

- уменьшает содержание в выхлопных газах окислов азота;- reduces the content of nitrogen oxides in the exhaust gases;

- испаряясь, повышает давление в цилиндрах;- evaporating, increases the pressure in the cylinders;

- взаимодействуя с поверхностью рабочей камеры, очищает ее от нагара посредством микровзрывного действия;- interacting with the surface of the working chamber, cleans it of carbon deposits by means of microexplosive action;

- увеличивает полноту сгорания топливовоздушной смеси;- increases the completeness of combustion of the air-fuel mixture;

- выравнивает изменение крутящего момента по углу поворота ДВС и тем самым способствует увеличению мощности двигателя.- equalizes the change in torque in the angle of rotation of the engine and thereby contributes to an increase in engine power.

С этим связаны многочисленные попытки подачи воды различными способами в цилиндры двигателя. Как указано в патентах US 1701621 и US 4696638, наукой признана возможность производить начальную концентрированную эмульсию воды с тяжелым гидрокарбонатным маслом и затем разбавлять этой эмульсией моторное топливо, например бензин, с тем, чтобы получить конечную композицию топлива.This is associated with numerous attempts to supply water in various ways to the engine cylinders. As indicated in patents US 1701621 and US 4696638, science recognized the ability to produce an initial concentrated emulsion of water with heavy bicarbonate oil and then dilute motor fuel such as gasoline with this emulsion in order to obtain the final fuel composition.

Использование водно-топливных эмульсий возможно при условии, что водно-топливная эмульсия является устойчивой в течение 72 часов при эксплуатации транспортного средства, не менее месяца - при периодическом простаивании транспортного средства или не менее 3-х месяцев - при хранении.The use of water-fuel emulsions is possible provided that the water-fuel emulsion is stable for 72 hours during the operation of the vehicle, for at least a month - with periodic downtime of the vehicle, or at least 3 months - during storage.

Кроме того, водно-топливная эмульсия должна иметь ощутимо более высокие по сравнению с чистым топливом экологические показатели и желательно более низкую стоимость, чем чистое топливо.In addition, the water-fuel emulsion should have significantly higher environmental performance compared to clean fuel and preferably lower cost than clean fuel.

Применение поверхностно-активных веществ (ПАВ) является достаточно апробированным подходом к получению эффективных эмульгирующих систем и водно-топливных эмульсий. В настоящее время насчитывается множество составов ПАВ, предназначенных для применения в пищевой и косметической отраслях, а также в производстве моющих средств. Некоторые из них используются и для получения водно-топливных эмульсий. Кроме этого имеются патенты, в которых представлены эмульсии, предназначенные специально для использования в качестве моторного топлива. Примерами служат патенты US: 1498340; 1533158; 1701691; 3587581; 3807973; 3876391; 4199316; 4244702; 4696638, в которых ПАВ включают в себя любой эмульгатор или смесь эмульгаторов, применяемых в технике. Более подробно патент US 3527581 содержит описание эмульсии воды в бензине. Применяемая смесь ПАВ состоит, по крайней мере, из двух компонентов, один из которых растворяется преимущественно в воде, другой - в углеводородной фазе. В качестве ПАВ используется смесь жирных кислот C12-C20, аминов, алкиламиноспиртов с C3-C5 и алкилфенолов с C8-C12 в алкильной группе. Патент US 3807973 содержит ПАВ - диэтаноламид жирной кислоты, моноэфир триэтаноламина и жирной кислоты триэтаноламина и жиров кислоты триэтаноламина.The use of surface-active substances (surfactants) is a fairly proven approach to obtaining effective emulsifying systems and water-fuel emulsions. Currently, there are many surfactant compositions intended for use in the food and cosmetic industries, as well as in the production of detergents. Some of them are also used to obtain water-fuel emulsions. In addition, there are patents in which emulsions are designed specifically for use as motor fuel. Examples are US patents: 1498340; 1,533,158; 1,701,691; 3,587,581; 3807973; 3,876,391; 4,199,316; 4,244,702; 4696638, in which surfactants include any emulsifier or mixture of emulsifiers used in the art. In more detail, US Pat. No. 3,527,581 describes a water emulsion in gasoline. The surfactant mixture used consists of at least two components, one of which is dissolved mainly in water, the other in the hydrocarbon phase. As a surfactant, a mixture of C12-C20 fatty acids, amines, C3-C5 alkylamino alcohols and C8-C12 alkyl phenols in the alkyl group is used. US patent 3807973 contains a surfactant - fatty acid diethanolamide, triethanolamine monoester and triethanolamine fatty acid and triethanolamine fatty acids.

Из других патентов можно отметить следующие. Патент SU 699005 содержит ПАВ - смесь диэфира пентаэритрита и олеиновой кислоты с полиэтиленгликолевым эфиром ангидросорбата и олеиновой кислоты или с тетраэтиленгликолевым эфиром изооктилфенола.Other patents include the following. Patent SU 699005 contains a surfactant - a mixture of pentaerythritol diester and oleic acid with polyethylene glycol ether of anhydrosorbate and oleic acid or with tetraethylene glycol ether of isooctyl phenol.

Из патенте RU 2213768 известен способ приготовления эмульгатора для получения водотопливных эмульсий путем смешивания поверхностно-активного вещества с водой, нагреву полученной смеси подвергают до температуры, не превышающей 90°C, с последующим перемешиванием в аппарате, использующем принцип электромагнитного вихревого слоя ферромагнитных элементов при частоте вращения магнитного поля 1400-3000 об/мин и энергонапряженности 2-5 кВт/дм3 в рабочей зоне. предусмотрены варианты смешивания ПАВ с алифатическим спиртом.From patent RU 2213768 a method for preparing an emulsifier for producing water-fuel emulsions by mixing a surfactant with water is known, the resulting mixture is heated to a temperature not exceeding 90 ° C, followed by stirring in an apparatus using the principle of an electromagnetic vortex layer of ferromagnetic elements at a speed a magnetic field of 1400-3000 rpm and an energy intensity of 2-5 kW / dm 3 in the working area. There are options for mixing surfactants with aliphatic alcohol.

В патенте №2365618 описана водно-топливная эмульсия, предназначенная для двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком углеводородном топливе.Patent No. 2365618 describes a water-fuel emulsion intended for internal combustion engines operating on liquid hydrocarbon fuel.

Способ получения водно-топливной эмульсии заключается в том, что смешивают дисперсионную среду - углеводородное топливо и дисперсную фазу - воду. Эмульгирующая система, предназначенная для получения указанной водно-топливной эмульсии, содержит: первую группу компонентов, представленную низкомолекулярным анионным поверхностно-активным веществом и неионным поверхностно-активным веществом в соотношении от 3:1 до 6:1 соответственно, компонент или смесь компонентов из второй группы, представленной гидрофобизатором и высокомолекулярным поверхностно-активным веществом, вещество из третьей группы, выбранное из бетаина, пропанола-2, сорбита, дистиллятов нефти, и вещество или смеси веществ из четвертой группы, являющихся маслокомпенсирующими агентами. Технический результат - получение устойчивых водно-топливных эмульсий не менее 72 часов.A method of obtaining a water-fuel emulsion consists in mixing a dispersion medium — hydrocarbon fuel and a dispersed phase — water. An emulsifying system for producing said water-fuel emulsion comprises: a first group of components, represented by a low molecular weight anionic surfactant and a nonionic surfactant in a ratio of 3: 1 to 6: 1, respectively, a component or mixture of components from the second group represented by water repellent and a high molecular weight surfactant, a substance from the third group selected from betaine, propanol-2, sorbitol, oil distillates, and a substance or mixture of a substance TV from the fourth group, which are oil-compensating agents. EFFECT: obtaining stable water-fuel emulsions for at least 72 hours.

Известен способ получения водоэмульсионного топлива по патенту №2566306 от 20.10 2015. Способ заключается в циркуляции смеси углеводородов с водой через виброкавитационный гомогенизатор не менее трех раз при относительном центробежном ускорении ротора не менее 1200 g, и зазором между ротором и статором не более 0,25 мм.A known method of producing water-based emulsion fuel according to patent No. 2566306 dated October 20, 2015. The method consists in circulating a mixture of hydrocarbons with water through a vibrocavitation homogenizer at least three times with a relative centrifugal acceleration of the rotor of at least 1200 g and a gap between the rotor and stator of not more than 0.25 mm .

Наиболее близким по технической сущности и взятым за прототип является способ получения водно-топливной эмульсии, включающий смешение топлива, воды и стабилизатора-поверхностно-активного вещества. Смешение осуществляют 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. (Патент РФ №2100413 от 27.12.1997)The closest in technical essence and taken as a prototype is a method of producing a water-fuel emulsion, comprising mixing fuel, water and a stabilizer-surfactant. Mixing is carried out in the emulsification unit with the same initial mass ratio of fuel and water or excess water with forced circulation of the formed emulsion with the gradual introduction of fuel into it to a predetermined ratio of fuel and water. (RF patent No. 2100413 dated 12/27/1997)

Расслоение эмульсии дизельного топлива, приготовленной по предлагаемому способу, не наблюдается в течение 4 мес., смеси эмульсии и бензина - в течение 1 мес.The separation of the emulsion of diesel fuel prepared by the proposed method is not observed for 4 months, a mixture of emulsion and gasoline for 1 month.

К недостаткам способов получения указных обратных топливных эмульсий относятся нестабильность полученной эмульсии гидратированного топлива при отрицательных температурах. Все известные эмульсии при отрицательных температурах разрушаются, т.к. при этом происходит фазовый переход воды - она замерзает. Происходит разрушение слоя ПАВ на границе вода-топливо и при оттаивании эмульсия расслаивается на компоненты.The disadvantages of the methods for producing said reverse fuel emulsions include the instability of the obtained emulsion of hydrated fuel at negative temperatures. All known emulsions at low temperatures are destroyed, because in this case, a phase transition of water occurs - it freezes. The surfactant layer is destroyed at the water-fuel interface and upon thawing, the emulsion is stratified into components.

Задачей изобретения является разработка способа получения высокоэффективного гидратированного водоэмульсионного топлива с хорошими эксплуатационными характеристиками.The objective of the invention is to develop a method for producing highly efficient hydrated water-based fuel emulsion with good performance.

Техническим результатом от использования изобретения является разработка способов получения стабильных топливных эмульсий, устойчивых до температуры -10°C.The technical result from the use of the invention is the development of methods for producing stable fuel emulsions, resistant to a temperature of -10 ° C.

Задача решается и технический результат достигаются тем, что для получения высокоэффективного гидратированного топлива используют поверхностно-активное вещество (ПАВ), полученное путем высокотемпературной конденсации смеси растительных масел и моно- или диэтаноламина, а также карбамид (мочевину), которые в совокупности обеспечивают экологичность отработанных газов при использовании топлива, а в также позволяют получать устойчивые эмульсии до температуры -10°C.The problem is solved and the technical result is achieved by using a surfactant obtained by high-temperature condensation of a mixture of vegetable oils and mono- or diethanolamine, as well as carbamide (urea), which together provide an environmentally friendly exhaust gas to obtain highly efficient hydrated fuel. when using fuel, and also make it possible to obtain stable emulsions up to a temperature of -10 ° C.

Разработанный способ получения гидратированного топлива заключается в том, что в качестве ПАВ используют продукт высокотемпературной конденсации смеси растительных масел и моно- или диэтаноламина, который в количестве 1,0-1,5 масс. % предварительно смешивают с дизельным топливом и обрабатывают в виброка-витационном гомогенизаторе с вращающимся рабочим элементом - ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом - статором при удельном расходе смеси не более 2,5 г/см2 рабочей поверхности ротора в секунду и окружной скорости его вращения не менее 20 м/сек, после чего в полученную смесь вводят водную фазу в количестве 10-20 масс. % от общего количества топлива с ПАВ, с предварительно растворенным в количестве 30-35 масс. % карбамидом, и общую смесь подают в потоке в упомянутый гомогенизатор порциями, не превышающими 10% за один проход с указанными выше параметрами.The developed method for producing hydrated fuel consists in the fact that a high-temperature condensation product of a mixture of vegetable oils and mono- or diethanolamine, which is in the amount of 1.0-1.5 mass, is used as a surfactant. % are pre-mixed with diesel fuel and processed in a vibro-gravity homogenizer with a rotating working element - a rotor with a perforated surface and a stationary working element - stator with a specific mixture flow rate of not more than 2.5 g / cm 2 of the rotor working surface per second and its peripheral speed rotation of at least 20 m / s, after which the aqueous phase is introduced into the resulting mixture in an amount of 10-20 mass. % of the total amount of fuel with a surfactant, with previously dissolved in an amount of 30-35 mass. % urea, and the total mixture is fed in stream to the said homogenizer in portions not exceeding 10% in one pass with the above parameters.

Для дизельного топлива с низким цетановым числом одновременно с ПАВ дополнительно вводится в качестве промотора горения, например, циклогексилнитрат в количестве 0,05-0,5 масс. %.For diesel fuel with a low cetane number, simultaneously with a surfactant, it is additionally introduced as a combustion promoter, for example, cyclohexyl nitrate in an amount of 0.05-0.5 mass. %

Порядок ввода компонентов в композицию в разработанном способе обусловлен необходимостью получения высококачественной эмульсии с одновременным сокращением технологического цикла. Кроме того, карбамид - это твердое кристаллическое вещество и его невозможно ввести в воду при одновременном вводе воды в дизельное топливо (ДТ), т.к. он нерастворим в неполярных растворителях. Необходимо предварительное введение ПАВ в ДТ для его равномерного распределения по объему композиции.The procedure for introducing components into the composition in the developed method is due to the need to obtain a high-quality emulsion with a simultaneous reduction in the technological cycle. In addition, urea is a solid crystalline substance and it cannot be introduced into water while water is introduced into diesel fuel (DT), because it is insoluble in non-polar solvents. It is necessary to preliminarily introduce a surfactant into a diesel fuel for its uniform distribution over the volume of the composition.

В качестве ПАВ используют продукт высокотемпературной конденсации смеси растительных масел и моно- или диэтаноламина.As a surfactant, a high-temperature condensation product of a mixture of vegetable oils and mono- or diethanolamine is used.

Из литературного источника "ВЕСТНИК ВГУ, СЕРИЯ: ХИМИЯ. БИОЛОГИЯ. ФАРМАЦИЯ, 2013, №2 с. 39-41), И.Э. Карпеева и другие «Синтез амидов жирных кислот подсолнечного масла» известен способ получения ПАВ путем высокотемпературной конденсации смеси растительных масел и моно- или диэтаноламина.From the literary source "Bulletin of the Voronezh State University, SERIES: CHEMISTRY. BIOLOGY. PHARMACY, 2013, No. 2, pp. 39-41), IE Karpeeva and others" Synthesis of amides of fatty acids of sunflower oil "there is a known method for producing surfactants by high-temperature condensation of a mixture of vegetable oils and mono- or diethanolamine.

Моноэтаноламиды получают путем нагревания триглицеридов и моноэтаноламина при мольном соотношении 1:3 в течение 3-х часов при 120-130°C. Полученные по окончании нагревания моноэтаноламиды содержат глицерин (около 10%). Глицерин является веществом, широко используемым в различных косметических, моющих и др. средствах в качестве смягчающего агента.Monoethanolamides are obtained by heating triglycerides and monoethanolamine at a molar ratio of 1: 3 for 3 hours at 120-130 ° C. The monoethanolamides obtained at the end of heating contain glycerin (about 10%). Glycerin is a substance widely used in various cosmetics, detergents, and other products as an emollient.

Из патента РФ №2451666 также известен каталитический способ получения алкилоламидов из триглицеридов жирных кислот и моно- или диэтаноламина в присутствии едкого натрия.From the patent of the Russian Federation No. 2451666 there is also known a catalytic method for producing alkylolamides from triglycerides of fatty acids and mono- or diethanolamine in the presence of sodium hydroxide.

Получают моноэтаноламиды со следующими качественными показателями: содержание основного вещества 86,7-87,2 мас. %, содержание моноэтаноламина 0,7-1,0 мас. % содержание глицерина 10,0-10,5 мас. %Get monoethanolamides with the following quality indicators: the content of the basic substance 86.7-87.2 wt. %, monoethanolamine content 0.7-1.0 wt. % glycerol content 10.0-10.5 wt. %

Ниже приведены примеры приготовления гидратированного топлива с применением разработанного способа.The following are examples of the preparation of hydrated fuel using the developed method.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Гидратированное топливо получают следующим образом. Дизельное топливо марки Л или З смешивают с продуктом высокотемпературной конденсации смеси растительных масел и моно- или диэтаноламина, который взят в количестве 1,0-1,5 масс. %, полученную смесь направляют в виброкавитационный гомогенизатор с вращающимся рабочим элементом - ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом - статором при удельном расходе смеси 2,5 г/см2 рабочей поверхности ротора в секунду и окружной скорости его вращения 20 м/с. После обработки в гомогенизаторе в полученную смесь вводят водную фазу в количестве 10-20 масс. % от общего количества топлива с ПАВ, с предварительно растворенным в количестве 30-35 масс. % карбамидом.Hydrated fuel is prepared as follows. Diesel fuel of grade L or Z is mixed with the product of high-temperature condensation of a mixture of vegetable oils and mono- or diethanolamine, which is taken in an amount of 1.0-1.5 mass. %, the resulting mixture is sent to a vibro-cavitation homogenizer with a rotating working element - a rotor with a perforated surface and a stationary working element - stator at a specific mixture flow rate of 2.5 g / cm 2 of the working surface of the rotor per second and its peripheral speed of rotation of 20 m / s. After processing in a homogenizer, the resulting mixture is introduced into the aqueous phase in an amount of 10-20 mass. % of the total amount of fuel with a surfactant, with previously dissolved in an amount of 30-35 mass. % carbamide.

Общую смесь подают в потоке порциями, не превышающими 10% за один проход с указанными выше параметрами, удельном расходе смеси 2,5 г/см2 рабочей поверхности ротора в секунду и окружной скорости его вращения 20 м/сек.The total mixture is fed in a stream in portions not exceeding 10% in one pass with the above parameters, the specific consumption of the mixture is 2.5 g / cm 2 the working surface of the rotor per second and the peripheral speed of its rotation of 20 m / s.

Наработаны образцы гидратированного топлива с содержанием воды 5,0-30,0%, содержащие ПАВ в количестве 0,5-2,0%. Их свойства приведены в сводной таблице 1.Samples of hydrated fuel with a water content of 5.0-30.0%, containing surfactants in an amount of 0.5-2.0%, have been accumulated. Their properties are shown in summary table 1.

Стабильность полученных образцов значительно различается и лежит в пределах от 1 суток до 90 суток и более, что позволяет синтезировать эмульсии с различными свойствами. Наиболее оптимальными являются эмульсии гидратированного топлива с содержанием воды 10-20% и содержанием ПАВ 1,0-1,5%.The stability of the obtained samples varies significantly and ranges from 1 day to 90 days or more, which allows the synthesis of emulsions with various properties. The most optimal are emulsions of hydrated fuel with a water content of 10-20% and a surfactant content of 1.0-1.5%.

Figure 00000001
Figure 00000001

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Способ получения гидратированного топлива аналогичен примеру 1.The method of producing hydrated fuel is similar to example 1.

Наработаны образцы гидратированного топлива с содержанием воды в пределах 5-30%. В воде предварительно растворено максимальное количество (30-35%) карбамида. Полученные образцы испытывались в морозильной камере при -10°С в течение 4 суток. Гидратированное топливо представляет собой белую непрозрачную маслянистую жидкость с характерным запахом.Samples of hydrated fuel with a water content in the range of 5-30% have been accumulated. In water, the maximum amount (30-35%) of urea was previously dissolved. The resulting samples were tested in a freezer at -10 ° C for 4 days. Hydrated fuel is a white, opaque, oily liquid with a characteristic odor.

Температура вспышки гидратированного топлива (ГТ) на 2-5 градусов Цельсия выше температуры вспышки исходного ДТ.The flash point of hydrated fuel (GT) is 2-5 degrees Celsius above the flash point of the original diesel fuel.

Максимальный размер капель воды в ГТ до и после выдержки при температуре -10 градусов Цельсия не превышает 2 мкмThe maximum size of water drops in GT before and after exposure at a temperature of -10 degrees Celsius does not exceed 2 microns

Стабильность эмульсий не изменилась.The stability of the emulsions has not changed.

Введение циклогексилнитрата в количестве до 1,0% не сказывается на свойствах таких эмульсий. (М.О. Лернер. Химические регуляторы горения моторных топлив, Москва, изд. Химия, 1979)The introduction of cyclohexyl nitrate in an amount of up to 1.0% does not affect the properties of such emulsions. (M.O. Lerner. Chemical regulators of the combustion of motor fuels, Moscow, ed. Chemistry, 1979)

Figure 00000002
Figure 00000002

На предварительных испытаниях проверялась работоспособность двигателя 2Ч8,5/11 при работе на гидратированном топливе различной рецептуры. На всех режимах, в том числе и при горячих пусках, двигатель работал устойчиво.In preliminary tests, the performance of the 2CH8.5 / 11 engine was tested while working on hydrated fuel of various formulations. In all modes, including during hot starts, the engine worked stably.

Использование композиций с испытанными рецептурами позволяет снизить удельный эффективный расход топлива до 15% по массе.The use of compositions with tested formulations can reduce the specific effective fuel consumption of up to 15% by weight.

Использование гидратированного топлива с испытанными рецептурами позволяет значительно улучшить экологические характеристики дизельной установки, особенно значительный эффект наблюдается по снижению эмиссии окислов азота (до 45%).The use of hydrated fuel with tested formulations can significantly improve the environmental characteristics of a diesel installation, a particularly significant effect is observed in reducing the emission of nitrogen oxides (up to 45%).

Claims (2)

1. Способ получения гидратированного топлива на основе дизельного топлива с добавлением воды и эмульгатора путем обработки в виброкавитационном гомогенизаторе с вращающимся рабочим элементом-ротором с перфорированной поверхностью и неподвижным рабочим элементом-статором, отличающийся тем, что дизельное топливо предварительно смешивают с поверхностно-активным веществом ПАВ, представляющим собой продукт высокотемпературной конденсации смеси растительных масел и моно- или диэтаноламина в количестве 1,0-1,5 масс. %, полученную смесь подают в виброкавитационный гомогенизатор при удельном расходе смеси не более 2,5 г/см2 рабочей поверхности ротора в секунду и окружной скорости его вращения не менее 20 м/с, после чего в полученную смесь вводят водную фазу в количестве 10-20 масс. % от общего количества топлива с ПАВ, с предварительно растворенным в воной фазе карбамидом в количестве 30-35 масс. %, после чего смесь подают в потоке в упомянутый гомогенизатор порциями, не превышающими 10% за один проход с упомянутыми выше параметрами.1. A method of producing hydrated fuel based on diesel fuel with the addition of water and an emulsifier by processing in a vibro-cavitation homogenizer with a rotating working element-rotor with a perforated surface and a stationary working element-stator, characterized in that diesel fuel is pre-mixed with a surfactant surfactant representing the product of high temperature condensation of a mixture of vegetable oils and mono - or diethanolamine in an amount of 1.0-1.5 mass. %, the resulting mixture is fed into a vibro-cavitation homogenizer with a specific mixture consumption of not more than 2.5 g / cm 2 of the working surface of the rotor per second and a peripheral speed of rotation of at least 20 m / s, after which the aqueous phase is introduced in the amount of 10- 20 mass. % of the total amount of fuel with a surfactant, with urea pre-dissolved in the won phase in an amount of 30-35 mass. %, after which the mixture is fed in a stream to the said homogenizer in batches not exceeding 10% in one pass with the above parameters. 2. Способ получения гидратированного топлива по п. 1, отличающийся тем, что для дизельного топлива с низким цетановым числом одновременно с ПАВ дополнительно вводят в качестве промотора горения циклогексилнитрат в количестве 0,05-0,5 масс. %.2. The method of producing hydrated fuel according to claim 1, characterized in that for diesel fuel with a low cetane number, simultaneously with a surfactant, cyclohexyl nitrate is additionally introduced as a combustion promoter in an amount of 0.05-0.5 mass. %
RU2017104865A 2017-02-15 2017-02-15 Method of producing hydrated fuel RU2635664C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104865A RU2635664C1 (en) 2017-02-15 2017-02-15 Method of producing hydrated fuel

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017104865A RU2635664C1 (en) 2017-02-15 2017-02-15 Method of producing hydrated fuel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2635664C1 true RU2635664C1 (en) 2017-11-15

Family

ID=60328672

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017104865A RU2635664C1 (en) 2017-02-15 2017-02-15 Method of producing hydrated fuel

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2635664C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2349632C1 (en) * 2007-11-20 2009-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменская государственная сельскохозяйственная академия" Method of producing fuel emulsion
EA200900610A1 (en) * 2009-02-10 2010-02-26 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Эко Газ Ойл Групп" METHOD FOR OBTAINING WATER-FUEL EMULSION AND COMPOSITION MULTI-COMPONENT FUEL
CN103060032A (en) * 2013-01-18 2013-04-24 福建省新然环保能源有限公司 Temperature-resistant microemulsified methanol diesel oil and preparation method thereof
RU2535710C2 (en) * 2013-03-18 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Processing of liquid oil slimes to hydrated fuel
CN103254952B (en) * 2012-02-20 2015-08-19 闫冬良 A kind of preparation of water base micro-emulsion diesel

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2349632C1 (en) * 2007-11-20 2009-03-20 Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тюменская государственная сельскохозяйственная академия" Method of producing fuel emulsion
EA200900610A1 (en) * 2009-02-10 2010-02-26 Товарищество С Ограниченной Ответственностью "Эко Газ Ойл Групп" METHOD FOR OBTAINING WATER-FUEL EMULSION AND COMPOSITION MULTI-COMPONENT FUEL
CN103254952B (en) * 2012-02-20 2015-08-19 闫冬良 A kind of preparation of water base micro-emulsion diesel
CN103060032A (en) * 2013-01-18 2013-04-24 福建省新然环保能源有限公司 Temperature-resistant microemulsified methanol diesel oil and preparation method thereof
RU2535710C2 (en) * 2013-03-18 2014-12-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)" Processing of liquid oil slimes to hydrated fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tan et al. The potential of waste cooking oil-based biodiesel using heterogeneous catalyst derived from various calcined eggshells coupled with an emulsification technique: A review on the emission reduction and engine performance
Hagos et al. Water-in-diesel emulsion and its micro-explosion phenomenon-review
RU2227155C2 (en) Method of preparation of emulsified fuel and a device for its realization
CN102643688A (en) Nanometre fuel additive and preparation method for same
JP2008255208A (en) Additive for water-solubilized oil, method for producing the same additive, and method for producing water-solubilized oil by using the same additive
EP1101815A2 (en) Diesel engine fuel in microemulsion form and method for preparing it
JP2005504875A (en) Diesel fuel emulsion
JP2010265334A (en) Dispersion stabilizer for water addition and dissolution in fuel oil and waste oil
RU2635664C1 (en) Method of producing hydrated fuel
Kowthaman et al. Influence of surfactants on quaternary emulsion blend and experimental investigations on the influence of hydrogen enriched quaternary blend in DICI engine
JPS60206893A (en) Preparation of w/o type emulsion fuel oil
RU2085270C1 (en) Method of preparing microemulsions
Praveena et al. Effect of aluminium oxide hydroxide Nano fluid in castor oil biodiesel fuelled diesel engine
Mondal et al. Combustion and performance characteristics of a diesel engine using emulsified diesel prepared by ultrasonicator
Ivanov et al. Level recession of emissions release by motor-and-tractor diesel engines through the application of water-fuel emulsions
JP4472013B2 (en) Water-in-oil emulsion fuel
WO2001062876A1 (en) Compositions
Kumar et al. Microemulsification-based hybrid oxygenated biofuel for CI engine locomotives: with special reference to “preparation” techniques and “performance” analysis
CN104531244B (en) A kind of microemulsion biodiesel
Leng et al. Application of biosurfactant in fuel formulation
RU2367683C2 (en) Fuel-water emulsion
US20030163952A1 (en) Compositions
WO2020159350A2 (en) Process for the production of an improved diesel fuel
Lohith et al. Improving Solubility and Stability of Alcohol Fuels with Surfactants
Kowthaman Synthesis of biodiesel from Schizochytrium oil using renewable catalyst and study of its quaternary blend phase behaviour

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20190216