Спосіб приготування емульгованого палива та пристрій для його здійснення

1. Спосіб приготування у промисловому масштабі емульгованого палива із води в органічній сполуці (сполуках), причому дисперсійне середовище палива є органічним і паливо містить менше ніж 20% за об'ємом води і принаймні одну добавку, необхідну для формування емульсії, який відрізняється тим, що проводять, по суті, такі операції:

(а) введення добавки (добавок) у ємкість, забезпечену принаймні однією мішалкою з осьовим прокачуючим переміщенням, і яка містить принаймні органічну сполуку(сполуки),

(б) гомогенізації, одержаної в результаті об'єму V рідини, тобто органічних сполук і добавок, за допомогою мішалки при такому співвідношенні Qc/V:

Qc/V ≥ 100 год.-1

краще

Qc/V ≥ 250 год.-1

і найкраще

1000 год.-1 ≥ Qc/V ≥ 300,

де Qc - це швидкість циркуляції рідини всередині ємкості,

(в) забезпечення циркуляції рідини, гомогенізованої за допомогою мішалки, у гілці циркуляції, що відходить від ємкості, і через принаймні одну емульгувальну систему, розміщену у згаданій гілці, з такою швидкістю, щоб співвідношення V/Qcirc складало:

0 год. <V/Qcirc≤ 2 год.,

краще

0 год. <V/Qcirc≤ 1,8 год.,

і найкраще

0 год. <V/Qcirc≤ 1,5 год.,

де Qcirc - це швидкість циркуляції рідини у гілці циркуляції,

(г) подачі водної фази, необхідної для утворення емульсії, у гілку циркуляції, перед емульгувальною системою та

(е) підтримування гомогенізації в ємкості і циркуляції рідини у гілці циркуляції доти, поки емульсія не набере бажаних характеристик відносно стабільності при зберіганні.

2. Спосіб згідно з п. 1, який відрізняється тим, що він передбачає виконання перед операцією (а) операції (ап), під час якої добавки, необхідні для утворення емульсії, змішують принаймні з одним розчинником у порядку, який відповідає зменшенню в'язкості добавок, причому ці розбавлення виконують у ємкості, забезпеченій принаймні однією мішалкою з осьовим прокачуючим переміщенням і, бажано, також засобами для нагрівання та охолодження.

3. Спосіб згідно з п. 1 або 2, який відрізняється тим, що розчинник, який використовують при операції (ап), вибирають із групи органічних сполук, що служать для утворення емульсії розчинника типу спирт, кетон типу простого або складного ефіру, та однієї із добавок, яка має адекватні властивості розчинника відносно інших добавок.

4. Спосіб згідно з будь-яким із пп. 1-3, який відрізняється тим, що органічну сполуку вибирають із палив, базованих на нафті, бензинів, газойлів, гасів та палив для індивідуальних жител, причому ці продукти краще обробляти сполуками, що містять кисень, такими як трет-амілметиловий ефір (TAME) або метил терт-бутиловий ефір (МТБЕ) стосовно бензинів, або такими, як диметиловий ефір (ДМЕ), диметокисметан (ДММ), або триетоксипропан (ТЕП) стосовно газойлів, або рафіновані чи нерафіновані масла рослинного або тваринного походження, або їх етерифіковані похідні.

5. Спосіб згідно з будь-яким із пп. 1-4, який відрізняється тим, що водну фазу інжектують в гомогенізовану рідину з витратою Qe, пропорційною швидкості циркуляції об'єму Qc рідини у згаданій ємкості, причому співвідношення Qe/Qc коливається від 0 до 1.

6. Спосіб згідно з п. 5, який відрізняється тим, що водну фазу інжектують в гомогенізовану рідину з витратою Qe, вибраною таким чином, що Qe/Qc коливається від 0,05 до 0,20.

7. Пристрій для здійснення способу згідно з будь-яким із пп. 1-6, який відрізняється тим, що він має у своєму складі закриту ємкість (1), забезпечену мішалкою (2) з осьовим зміщенням та трьома трубопроводами (3), (4), (5) подачі текучого середовища відповідно для органічної сполуки (сполук), добавок та емульсії, трубопроводом (6) для випуску текучого середовища і, можливо, нагрівальною і/або охолоджуючою системою, причому трубопроводи (5) та (6) приєднані до трубопроводу циркуляції (7), що визначає гілку циркуляції, яка має також вхідний трубопровід (9) та емульгувальну систему (8) і, в довершення, трубопроводом видачі емульгованої рідини (10), який розміщений або на ємкості (1), або на гілці циркуляції (5,6,7) вище або нижче у напрямі потоку відносно емульгувальної системи (8).

8. Пристрій згідно з п. 7, який відрізняється тим, що трубопровід (4) призначений для інжектування суміші добавок, заздалегідь приготованої і гомогенізованої у другій ємкості (11), забезпеченій мішалкою (12) з осьовим переміщенням для гомогенізації згаданої суміші добавок, і яка має вхідні трубопроводи (13) і вихідний трубопровід (4) для суміші, а також, можливо, систему нагрівання і/або охолодження згаданої ємкості (11).

9. Пристрій згідно з п. 7 або 8, який відрізняється тим, що ємкості (1) та (11) відповідно забезпечені мішалками (2) та (12), які здійснюють перемішування в подовжньому напрямі відносно осі обертання, створюючи змінний заданий рівень зсуву.

10. Пристрій згідно з будь-яким із пп. 7-9, який відрізняється тим, що емульгувальна система (8) має у своєму складі принаймні один емульгувальний насос і/або одну або більше динамічних мішалок, забезпечених парою ротор/статор з малою повітряною щілиною (фіксованою або змінною) та високою швидкістю обертання, яка переважно перевищує 2000 об./хв.

11. Пристрій згідно з будь-яким із пп. 7-10, який відрізняється тим, що замість емульгувальної системи, або перед чи за цією системою у напрямі потоку передбачені одна або більше статичних мішалок і/або одна або більше емульгувальних машин, які працюють за допомогою механічного впливу або ультразвуку, або СВЧ випромінювання.

12. Пристрій згідно з будь-яким із пп. 7-11, який відрізняється тим, що трубопровід для інжектування води в гілку (7) забезпечений принаймні однією системою диспергування крапель.

13. Спосіб згідно з пп. 1-6 який відрізняється тим, що його застосовують для приготування емульгованих моторних палив із води у нафтопродукті, особливо емульсій води в газойлі або води у бензині для спалювання в стаціонарних або таких, що транспортуються, двигунах внутрішнього згорання.