Жидкая топливная композиция, способ ее получения и их варианты

 

Изобретение относится к составам жидких топливных композиций и способам их получения. Композиция содержит смесь отработанного масла и 20% воды с остаточным нефтепродуктом, или их смесь с 5-25% лигнина или осадка от очистки сточных вод, или торфа, или с 5-25% лигнина или осадка от очистки сточных вод или торфа. Описаны также способы их получения. Композиция обладает высокой устойчивостью и низкой стоимостью. 6 с. и 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к составам жидких топливных композиций и способам их получения.

Известна жидкая топливная композиция, содержащая 12-20% воды, 0,5-1,5% алкилфенолполигликолевого эфира в качестве эмульгатора и до 80% смешанного моторного топлива, состоящего из 10% дизельного топлива и 90% нефтяного масла (Заявка ФРГ N 3093372, кл. C 10 L 1/32, 1982).

В качестве нефтяного масла используют отработанные масла, мазут или угольное масло.

Недостатком такой топливной композиции являются ее дороговизна за счет использования в композиции дизельного топлива и эмульгатора.

Наиболее близким к изобретению является топливная композиция и способ ее получения, заключающийся в эмульгировании смеси, содержащей до 80% нефтяных топлив в композиции с водой и с добавлением 0,1-5% поверхностно-активных веществ (Японский патент N 53-41688, кл. C 10 L 1/32 1978 г.).

В качестве нефтяных топлив предлагается использовать отработанные масла.

Недостатком такой топливной композиции является ее дороговизна из-за необходимости применения поверхностно-активных веществ (ПАВ) для стабилизации жидкой топливной композиции.

Целью изобретения является снижение стоимости при достаточной устойчивости жидкой топливной композиции.

Поставленная цель достигается за счет того, что в составе топливных композиций в основном используются отходы и дешевые компоненты, а также сравнительно малозатратные способы их приготовления. Во-первых, жидкие топливные композиции на основе отработанных масел и воды содержат дополнительно остаточный нефтепродукт при следующем соотношении компонентов, мас.%: вода 10-20, остаточный нефтепродукт в смеси с отработанными маслами до 100.

Во-вторых, жидкие топливные композиции на основе отработанных масел и воды содержат дополнительно остаточный нефтепродукт и твердый компонент, выбранный из группы: лигнин или осадок от очистки сточных вод, или торф при следующем соотношении компонентов, мас.%: вода 10-20; лигнин, или осадок от очистки сточных вод, или торф 5-25; остаточный нефтепродукт в смеси с отработанными маслами до 100.

В-третьих, жидкая топливная композиция на основе отработанного масла и воды содержит дополнительно твердый компонент, выбранный из группы: лигнин или осадок от очистки сточных вод, или торф при следующем соотношении компонентов, мас. %: вода 10-20; твердый компонент 5-25; отработанное масло до 100.

В качестве компонента в жидких топливных композициях в качестве водной фазы могут применяться водосодержащие отработанные смазочно-охлаждаемые жидкости (СОЖ) - смесь воды 5-40%, остальное - минеральные масла, присадки и механические примеси.

Способ получения жидкой топливной композиции ведут тремя методами.

Во-первых, отработанное масло подвергают предварительной механообработке, а затем смешивают и гомогенизируют с водой и/или, возможно, с водосодержащей отработанной смазочно-охлаждающей жидкостью, и остаточным нефтепродуктом с получением топливной композиции, содержащей 10-20% воды, и/или при необходимости отработанную водосодержащую смазочно-охлаждающую жидкость и смесь остаточного нефтепродукта с отработанным маслом до 100.

Во-вторых, твердый компонент, выбранный из группы: лигнин или осадок от очистки сточных вод, или торф подвергают механообработке и измельчению до среднего размера частиц 10-50 мкм, затем добавляют в них воду и/или при необходимости водосодержащую СОЖ и смесь остаточного нефтепродукта с отработанным маслом и диспергируют с получением топливной композиции, содержащей 10-20% воды, 5-25% лигнина или осадка от очистки сточных вод, или торфа и до 100 остаточного нефтепродукта в смеси с отработанными маслами.

В-третьих, твердый компонент, выбранный из группы: лигнин или осадок от очистки сточных вод, или торф подвергают механообработке и измельчению до среднего размера частиц 10-50 мкм, затем добавляют в обработанный твердый компонент воду и/или при необходимости водосодержащую отработанную СОЖ и отработанное масло и диспергируют с получением топливной композиции, содержащей 10 - 20% воды, 5-25% лигнина, или осадка от очистки сточных вод, или торфа и до 100 отработанного масла.

В качестве отработанного масла можно использовать отработанные автомобильные, машинные, трансформаторные, гидравлические и другие масла.

В качестве остаточного нефтепродукта можно использовать тяжелые нефтепродукты нативного и вторичного происхождения, например гудрон, полугудрон, крекинг-остаток, тяжелые смолы пиролиза, нефтешламы и другие. Отработанные масла и остаточный нефтепродукт можно смешивать в любых соотношениях.

Механообработку, смешение и гомогенизацию можно проводить в диспергаторе Хотунцева-Пушкина, роторно-пульсационном аппарате, дезинтеграторе, эмульсоле, вибромельнице и других диспергирующих аппаратах.

Следующие примеры даны для иллюстрации изобретения, которыми не следует ограничивать рамки данного изобретения.

Пример 1 Исходный торф: W^a= 10,1%; А^a= 11,36%; V^daf=68,13%; С^daf=53,54%; H^daf=5,25%; S_t^d=0,2%; N^daf= 1,73% высушивали до воздушно-сухого состояния (W^a=10,1%), затем подвергали механообработке и измельчению до среднего размера частиц 10 мкм в дезинтеграторе ДЭЗИ-11 при числе оборотов 12000 мин^-1 и частоте удара порядка 10^-3-10^-4 с в течение 10 с.

Полученный измельченный торф смешивали с водой и отработанным трансформаторным маслом (кинематическая вязкость при 40^oC - 8,5 мм²/с, плотности 900 кг/м³, и содержание воды 0,2%, механических примесей 0,2%) с нефтяным гудроном (плотность 985 кг/м³ содержание воды 2,2%, механических примесей 0,2%) в массовом соотношении масла и гудрон 20:80. Количество торфа в композиции составляет 5%, воды 20%, остальное - смесь отработанного трансформаторного масла с гудроном. Смешение проводят в роторно-пульсационном аппарате при числе оборотов 2800 мин^-1 в замкнутом контуре так, чтобы степень циркуляции составляла порядка 3.

В результате получается достаточно дешевая и стабильная в течение 30 сут водотопливная композиция с вязкостью 0,45 Пас при 50^oC, содержащая 5,0 мас. % торфа.

Пример 2 Исходный торф, как в примере 1, подвергают измельчению в дезинтеграторе ДЭЗИ-11 до среднего размера частиц 50 мкм.

Затем измельченный торф смешивали с водой и отработанной смазочно-охлаждающей жидкостью, которая представляет собой смесь воды, минеральных масел, присадок и механических примесей (содержание воды - 20%, кинематическая вязкость при 50^oC 29 мм²/с) и смесью отработанного трансформаторного масла (кинематическая вязкость при 100^oC 17 мм²/с, содержание воды и механических примесей 0,2%) с полугудроном (плотность 942 кг/м³; содержание воды 2,1%, механических примесей 0,2%), взятых в массовом соотношении 50:50.

Смешение и гомогенизацию осуществляли в дезинтеграторе ДЭЗИ-11.

Количество воды в смеси с отработанной смазочно-охлаждающей жидкостью составило 20%, торфа 25%, остальное - смесь дистиллатных и остаточных нефтепродуктов и механических примесей.

В этом случае также получаем достаточно дешевую топливную композицию с вязкостью при 30^oC 1,22 Пас и стабильную более 30 сут.

Пример 3 Исходный осадок от очистки сточных вод (влажность 58,0%, плотность 1500 кг/м³ содержание минеральной части 30%, состав органической части - белки - 50%; жиры 30%; углеводы 20%) подвергали механообработке и измельчению в лабораторной вибромельнице до среднего размера частиц 35 мкм.

Полученный измельченный влажный осадок смешивают в роторно-пульсационном аппарате с отработанным машинным маслом (вязкость при 20^oC 0,65 Пас, содержание механических примесей 2,3%; воды 2,5%) и нефтяным остатком с температурой кипения выше 260^oC (плотность 925 кг/м³; содержание воды 1,0%, механических примесей 0,5%). Содержание всех компонентов следующее, мас.%: вода 15, осадок от очистки сточных вод 20, остаточный нефтепродукт в смеси с отработанным маслом 55.

В результате получается дешевая жидкая топливная композиция с вязкостью 1,2 Пас при 20^oC и 0,35 Пас при 80^oC и стабильностью до 30 сут.

Пример 4 Лигнин Байкальского ЦБК (влажность 42%, содержание в мас.% в расчете на сухое вещество: лигнина до 40, волокна до 14, минеральных примесей до 14,5) подвергали измельчению и механообработке в диспергаторе Хотунцева-Пушкина при числе оборотов 1400 мин^-1 и толщине зазора 0,5 мм до среднего размера частиц 39 мкм.

Полученный измельченный лигнин смешивали с отработанным моторным маслом (смесь минерального и синтетического масла) (вязкость при 20^oC 0,45 Пас, содержание механических примесей 1,5%) и водой в роторно-пульсационном аппарате при числе оборотов 2800 мин^-1 путем трехкратного пропускания смеси с получением жидкой топливной композиции. Содержание, мас.%: воды 15, лигнина 7,5, отработанного масла - остальное.

Получена при этом достаточно дешевая жидкая топливная композиция, вязкость которой 0,87 Пас при 20^oC. Стабильность более 30 сут.

Пример 5 Исходный торф (состав приведен в примере 1) подвергали измельчению и механообработке до среднего размера частиц 25 мкм в дезинтеграторе ДЭЗИ-11. Полученный торф смешивали с отработанной смазочно-охлаждающей жидкостью (СОЖ), представляющую смесь отработанных СОЖ "Инструментальная" и Лубрисол (плотность 900 кг/м³, кинематическая вязкость 28 мм²/с при 20^oC, содержание воды 12%), водой и смесью отработанного цилиндрового масла (плотность 926 кг/м³ кинематическая вязкость при 100^oC 67 мм²/с, содержание механических примесей 0,1%, воды 0,2%) и полугудрона (состав приведен в примере 2) с получением топливной дисперсной системы в эмульсоле при числе оборотов 8000 мин^-1 за два прохода.

Полученная достаточно дешевая жидкая топливная композиция содержала мас. %: торфа 10; воды 20,4, остальное - смесь отработанного цилиндрового масла в смеси с отработанной смазочно-охлаждающей жидкостью с полугудроном. Вязкость такого топлива при 50^oC 1,4 Пас, стабильность 30 сут.

Пример 6 Исходный торф (состав приведен в примере 1) обрабатывали как в примере 5, затем смешивали с отработанной смазочно-охлаждаемой жидкостью (состав как в примере 5), водой и отработанным цилиндровым маслом (плотность 917 кг/м³, вязкость кинематическая при 40^oC 380 мм²/с, содержание механических примесей 0,6%, воды 1,5%) и гомогенизировали как в примере 5.

Получали дешевую жидкую топливную композицию, содержащую мас.%: торфа 10, воды в смеси с отработанной смазочно-охлаждающей жидкостью 10, остальное - до 100 отработанное масло.

Вязкость при 5^oC 0,75 Пас, стабильность более 30 сут.

Пример 7 Отработанное трансформаторное масло (кинематическая вязкость при 40^oC 12,8 мм²/с, содержание воды 0,7%, механических примесей 1,7%) подвергали предварительной механообработке в диспергаторе Хотунцева-Пушкина путем однократного пропускания, затем смешивали с водой и с полугудроном (плотность 875 кг/м³, содержание воды 1,5%, механических примесей 0,3%) и гомогенизировали в эмульсоле с получением дешевой топливной композиции, содержащей, мас.%: воды 10, смеси масла и остаточного нефтепродукта 50:50 - 90. Вязкость такой топливной композиции при 50^oC 0,41 Пас, стабильность более 30 сут.

Пример 8 Смесь отработанных индустриальных масел ИГП-20 и ИГД-68 (плотность 880 кг/м³, вязкость при 40^oC 58 мм²/с, содержание механических примесей 0,8%, воды 0,2%) подвергали предварительной механообработке в роторно-пульсационном аппарате за один проход. К обработанной смеси добавили отработанную смазочно-охлаждающую жидкость (содержание воды 10 мас.%, кинематическая вязкость при 50^oC 29 мм²/с), воду и нефтяной остаток с температурой кипения выше 260^oC (плотность 925 кг/м³ содержание воды 1,5 мас.%, механических примесей 1,6%) и гомогенизировали 3-кратным смешением в диспергаторе Хотунцева-Пушкина.

Получили дешевую жидкую топливную композицию, содержащую 20% отработанной смазочно-охлаждающей жидкости, остальное - смесь масел и нефтяного остатка и стабильную более 30 сут.

Пример 9
Смесь отработанных индустриальных масел (как в примере 8) подвергали предварительно механообработке в диспергаторе Хотунцева-Пушкина 3-кратным пропусканием. К обработанному продукту добавили воду и нефтяной гудрон (плотность 995 кг/м³ вязкость при 80^oC 800 сСт; содержание механических примесей 0,8%, воды 2,5%) и гомогенизировали двукратным пропусканием через роторно-пульсационный аппарат.

Получили дешевую и стабильную в течение 30 сут жидкую топливную композицию, содержащую 16% воды, остальное - смесь отработанного индустриального масла с гудроном в массовом соотношении 35:65.

Пример 10
Исходный торф (как в примере 1) предварительно измельчали и механообрабатывали в дезинтеграторе ДЭЗИ-11 с получением измельченного продукта со средним размером частиц 27 мкм.

Затем измельченный торф смешивали с отработанной смазочно-охлаждающей жидкостью, водой и смесью цилиндрового и машинного масел (вязкость кинематическая при 40 ^oC 788 мм²/с, содержание воды 2,2%, механических примесей 0,16 мас.%) в роторно-пульсационном аппарате путем 3-кратной гомогенизации.

Получили дешевую и стабильную в течение 30 сут жидкую топливную композицию, содержащую, мас. %: торфа 10, воды в смеси со смазочно-охлаждающей жидкостью 20; остальное - смесь масел до 100. Вязкость такой композиции 0,85 Пас при 20^oC.

Пример 11
Лигнин (состав приведен в примере 7) подвергали измельчению и механообработке в дезинтеграторе ДЭЗИ-11 до среднего размера частиц 28 мкм.

Полученный измельченный лигнин смешивали и гомогенизировали в роторно-пульсационном аппарате с водой и смесью отработанных масел, состав приведен в примере 1.

Получили дешевую и стабильную жидкую топливную композицию, содержащую, мас. %: лигнина 5, воды 20, остальное - до 100 смесь отработанных масел. Вязкость такого топлива 0,68 Пас при 20^oC, стабильность более 30 сут.

Формула изобретения

1. Жидкая топливная композиция на основе отработанного масла и воды, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит остаточный нефтепродукт при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вода - 10 - 20
Остаточный нефтепродукт смеси с отработанным маслом - До 100
2. Жидкая топливная композиция на основе отработанного масла и воды, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит твердый компонент в виде лигнина, или осадка для очистки сточных вод, или торфа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вода - 10 - 20
Лигнин, или остаток от очистки сточных вод, или торф - 5 - 25,
Остаточный нефтепродукт в смеси с отработанным маслом - До 100
3. Жидкая топливная композиция на основе отработанного масла и воды, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит твердый компонент в виде лигнина, или осадка от очистки сточных вод, или торфа при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Вода - 10 - 20
Лигнин, или осадок от очистки сточных вод, или торф - 5 - 25
Отработанное масло - До 100
4. Жидкая топливная композиция по пп.1 - 3, отличающаяся тем, что она содержит водосодержащую отработанную смазочно-охлаждающую жидкость или ее смесь с водой.

5. Способ получения жидкой топливной композиции по п.1, включающий смешивание отработанного масла с водой и остаточным нефтепродуктом и их гомогенизацию, отличающийся тем, что отработанные масла подвергают предварительной механообработке, а затем дальнейшим совместным смешиванием и гомогенизацией с водой и остаточным нефтепродуктом, получают топливную композицию, содержащую компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Вода - 10 - 20
Остаточный нефтепродукт с отработанным маслом - До 100
6. Способ получения жидкой топливной композиции по п.2, включающий смешивание отработанного масла с водой, отличающийся тем, что дополнительно используют твердый компонент, выбранный из группы: лигнин, осадок от очистки сточных вод, или торф, предварительно подвергаемый механообработке и измельчению до среднего размера частиц 10 - 50 мкм, затем добавляют в механообработанный твердый компонент воду и смесь отработанного масла с остаточным нефтепродуктом и диспергируют с получением топливной композиции, содержащей компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Вода - 10 - 20
Лигнин, или остаток от очистки сточных вод, или торф - 5 - 25
Остаточный нефтепродукт в смеси с отработанным маслом - До 100
7. Способ получения жидкой топливной композиции по п.3, включающий смешивание отработанного масла с водой, отличающийся тем, что дополнительно используют твердый компонент, выбранный из группы: лигнин, осадок от очистки сточных вод, или торф, предварительно подвергаемый механообработке и измельчению до среднего размера частиц 10 - 50 мкм, затем добавляют в механообработанный твердый компонент, воду и отработанное масло и диспергируют с получением топливной композиции, содержащей компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Вода - 10 - 20
Лигнин, или осадок от очистки сточных вод, или торф - 5 - 25
Отработанное масло - До 100
8. Способ по пп.5 - 7, отличающийся тем, что используют водосодержащую отработанную смазочно-охлаждающую жидкость и/или смесь с водой.