[发明专利]一种船用残渣燃料油乳化剂及制备方法

说明书

本发明涉及表面活性剂、胶体与界面化学，是一种船用掺水残渣燃料油的乳化剂及其制备方法。在油和水形成的乳状液中、本发明可降低界面张力和界面能，提高热力学不稳定分散体系的稳定性。乳化的燃料油燃烧产生微爆，将乳化燃料油二次雾化成细小的油颗粒，使其与空气接触比表面积成倍提高，克服燃料油粘度对雾化影响，使燃烧速度加快，火焰强度提高；同时水蒸气在高温下与碳发生水煤气反应，提高燃料油热值有效转换效率，降低燃料实际消耗和成本，控制烟气中污染物质或气体的排放，保护大气环境。是一项具有深远社会和经济效益节能环保技术。主要用于船用残渣燃料油和锅炉燃料油的乳化。

技术领域

本发明涉及物理化学，表面活性剂、胶体及界面化学，是一种船用含水残渣燃料油的乳化剂及制备方法。

背景技术

根据我国国家标准规定，船用燃料油分为两类产品，一是馏分型船用燃料，二是残渣型船用燃料。馏分型燃料包括DMX(相当-10#轻柴油)、DMA(相当0#普通柴油)、DMZ、DMB等，主要在高速柴油机及中速柴油机中使用，主要是为短距离航行的中小型船舶提供动力，例如在长江、运河航行的运沙土船、渔船、干散货船等等，或用于船舶的辅机发电使用等。残渣型燃料包括船用残渣燃料油RMD80、RME180、RMG380等。主要用于低速柴油机，或者与馏分型燃料混合后用于低速柴油机。船用燃料油根据50℃时运动粘度的差异，通常分为180CST、380CST、500CST等，主要用在国际运输船舶，以及在沿海、沿江运输的较大船型上，发动机马力大的要求粘度高，最高可达到700CST。180CST、380CST是市场上的主流品种。2015年12月31日中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局、中国国家标准化管理委员会颁布船用燃料油标准最新版本GB17411-2015。

现在市场应用的船用燃料油分为内贸和保税船用燃料油。内贸船用燃料油是以炼油企业生产的渣油、油浆或蜡油等为主料，经调合企业配以页岩油、水上油、煤柴和芳烃塔底等辅料，调合成为船用重质燃料油，经内贸船供油商供应给内贸船。保税船用燃料油，是炼厂直接生产船用燃料油，在出口监管仓中，经保税船供油企业供应给外贸船。

国际海事组织海上环境保护委员会第70届会议决定自2020年1月1日起，在全球范围内实施船用燃油硫含量不超过0.50％m/m的规定，并出台了相关的《国际防止船舶造成污染公约》修正案、导则和通函等。

重油也称渣油和燃料油，是原油提取汽油、柴油后的剩余重质油，其特点是分子量大、黏度高，重油比重一般在0.82～0.95，热值在10000～11000kcal/kg，其成分主要是碳氢化合物，另外含有部分的硫黄及微量的无机化合物。做为燃料时，直接燃烧不节能和环保。

现有的乳化剂对重油进行乳化后，在储运过程中会产生水油分离现象，燃烧时火焰不稳定，不能够完全燃烧，还会冒黑烟，污染环境。燃料油作为重油，难以充分雾化，不完全燃烧现象较为突出，结焦现象严重，有效热效率偏低，污染排放严重超标。船舶排放大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等，是全球和我国治理的重点，也是难点。

在油和水形成的分散体系中，由于界面张力和界面能的存在，使体系处于热力学不稳定体系，为提高分散体系的稳定性，通常需要加入第三组分---乳化剂。乳化剂是能够改善乳状液中各种构成相之间的表面张力，使之形成均匀稳定的分散体系或乳状液的物质。乳化剂是表面活性物质，分子中同时具有亲水基和亲油基，它聚集在油/水界面上，可以降低界面张力和减少形成乳状液所需要的能量，从而提高乳状液的稳定性。

燃料油乳化燃烧能产生“微爆”效应，将重油雾化颗粒二次雾化成更为细小的油颗粒，使油颗粒与空气接触的比表面积成倍提高，克服燃料油粘度对雾化的影响，使燃烧速度加快，火焰强度提高。同时水蒸气在高温下与碳发生水煤气反应，相应提高燃料油热值的有效转换效率，降低燃料的实际消耗和成本，也控制烟气中污染物质或气体的排放，保护大气环境。因此，燃料油乳化技术是一项具有深远社会和经济效益的节能环保技术。