Нефтяное топливо с наночастицами и способ его приготовления
Формула / Реферат
1. Нефтяное топливо, отличающееся тем, что, по существу, не содержит частиц, представляющих собой молекулярные кластеры, размером более чем 10 нм.
2. Нефтяное топливо по п.1, отличающееся тем, что, по существу, не содержит частиц, представляющих собой молекулярные кластеры, размером более чем 5 нм.
3. Нефтяное топливо по п.2, отличающееся тем, что, по существу, не содержит частиц, представляющих собой молекулярные кластеры, размером более чем 3 нм.
4. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой бензин.
5. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой дизельное топливо.
6. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой керосин.
7. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой тяжелое дизельное топливо.
8. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой биодизельное топливо.
9. Способ приготовления нефтяного топлива, соответствующего любому из пп.1-8, включающий в себя стадию пропускания обычного жидкого нефтяного топлива через магнитное поле с величиной магнитной индукции в воздушном зазоре, составляющей по меньшей мере 8000 Гс, и градиентом магнитного поля по меньшей мере 1,5 Т/см в направлении, пересекающем силовые линии магнитного поля.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что величина магнитной индукции в воздушном зазоре составляет по меньшей мере 10000 Гс, а градиент магнитного поля по меньшей мере 1,8 Т/см.
11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что магнитное поле образовано двумя N-полюсами или двумя S-полюсами двух постоянных магнитов с величиной магнитной индукции более чем 5000 Гс и собственной коэрцитивностью более 18000 Э, при этом одноименные полюса двух постоянных магнитов расположены оппозитно друг другу с зазором между ними, составляющим менее 0,5 мм.
12. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что магнитное поле представляет собой магнитное поле переменного тока.
Текст
007625 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к нефтяному топливу, в особенности к нефтяному топливу, содержащему в основном наночастицы, и способу его приготовления. Уровень техники Молекулы различных известных нефтяных топлив существуют в виде кластеров молекул. Каждый кластер молекул включает в себя от нескольких дюжин до десятков тысяч молекул, образующих частицы размером от нескольких дюжин нанометров до нескольких десятков тысяч нанометров в диаметре. Такие большие кластеры обуславливают ухудшение распыления нефтяного топлива. При сжигании нефтяного топлива в некоторых случаях эти кластеры трудно сжечь полностью. Особенно затруднено полное сжигание нефтяного топлива в цилиндрах двигателя из-за ограничения процесса сжигания взрывным горением. Поэтому тепловой к.п.д. двигателя при использовании нефтяного топлива в двигателях внутреннего сгорания ограничен величиной приблизительно 38% или менее, и при этом двигатель будет производить большое количество тепловых выбросов и химических загрязнений. Длительное время предпринимались поиски различных способов улучшения скорости сжигания углеводородного топлива. Один из таких способов заключается во введении в нефтяное топливо различных добавок, другой способ состоит в использовании электромагнитного поля для обработки нефтяного топлива. В ранее известных конструкциях устройств для экономии топлива путем его намагничивания для обработки нефтяного топлива использовали одновременно как магнитное поле, так и статическое электрическое поле. Примером могут служить устройства для экономии топлива серий DJ, в которых было использовано два постоянных магнита с величиной магнитной индукции 1200 Гс для южных полюсов магнитов. Южные полюса располагались оппозитно друг другу с зазором 2,8-3,0 мм, через который протекает нефтяное топливо. Такое техническое решение предполагает одновременное воздействие на нефтяное топливо статического электрического поля. В патенте Китая ZL892133344 раскрыто устройство для экономии топлива, достигаемой путем воздействия на него магнитным полем. В этом устройстве используют два постоянных магнита с величиной магнитной индукции на поверхности N-полюса, составляющей 4300-4600 Гс, и собственной коэрцитивностью 15000-18000 Э. N-полюса расположены оппозитно друг другу с зазором между ними, равным 0,51,1 мм, через который протекает нефтяное топливо, обрабатываемое магнитным полем. Такое техническое решение не требует приложения какого-либо дополнительного электростатического поля. В патенте Китая ZL92206719.8 описано устройство для экономии топлива за счет воздействия магнитного поля, выполненное с двойной полостью. Техническое решение в соответствии с данным патентом включает использование трех постоянных магнитов цилиндрической формы. Один из магнитов размещен внутри полости для магнитного фильтра. Как указано в патенте, функция этого магнита заключается в намагничивании жидкого топлива и адсорбировании веществ из железа с магнитными свойствами,находящихся в топливе. Поверхности северных (N) полюсов двух других магнитов обращены друг к другу, и между ними оставлен зазор 0,5-1,1 мм для протекания углеводородного топлива. В одном предпочтительном примере воплощения магнит изготовлен из материала NF30H, и его собственная коэрцитивность составляет 15000-18000 Э при величине магнитной индукции на поверхности N-полюса, составляющей 4600-5200 Гс. В патенте Китая ZL94113546.9 описана улучшенная конструкция устройства для экономии топлива,воздействующее на топливо магнитным полем и выполненное с двойной полостью. Конфигурация этого устройства для экономии топлива подобна устройству, описанному в вышеупомянутом патенте КитаяZL92206719.8. Отличие состоит в том, что к каждой задней поверхности двух оппозитно расположенных магнитов прикреплены замыкающие магнитные шайбы, и, кроме того, замыкающие магнитные шайбы прикреплены к обратной стороне магнита, размещенного в полости для магнитного фильтра, и к нижней поверхности полости для магнитного фильтра, оппозитно размещенному в ней магниту. В патенте отмечено, что наличие магнитных шайб усиливает величину магнитной индукции путем формирования в устройстве для экономии топлива замкнутой магнитной цепи. Помимо того, постоянный магнит, предусмотренный по указанному патенту, выполнен в форме цилиндра из материала NF30 и характеризуется собственной коэрцитивностью, соответствующей 18000-20000 Э, и величиной магнитной индукции дляN-полюса, составляющей 4000-5200 Гс. Зазор между двумя оппозитными постоянными магнитами, служащий для прохода потока топлива, составляет 0,5-2,0 мм. Хотя вышеуказанные способы (аналоги), известные из уровня техники, позволяют получить топливо с более мелкодисперсными частицами и в определенной степени улучшают его сжигание, они не могут обеспечить получение нефтяного топлива с мелкодисперсными частицами, размеры которых соответствуют нанометрическим размерам и достаточны для заметного улучшения сжигания топлива. Помимо того, небольшие частицы, полученные при осуществлении известных способов, являются неустойчивыми частицами. Поэтому эти известные устройства для экономии топлива должны быть присоединены непосредственно к двигателям, направляя обработанное нефтяное топливо прямо в двигатели. Раскрытие изобретения Настоящее изобретение обеспечивает нефтяное топливо с наночастицами, по существу не содержащее частиц размером более 10 нм, предпочтительно топливо не содержит частиц размером более 5 нм,-1 007625 более предпочтительно оно не содержит частиц размером более 3 нм. Нефтяным топливом в соответствии с настоящим изобретением может быть бензин, дизельное топливо, керосин, тяжлое дизельное топливо или другое нефтяное топливо или какая-либо их смесь в любом сочетании. Изобретение, кроме того, обеспечивает способ получения нефтяного топлива с наночастицами,включающий в себя стадию пропускания известного жидкого нефтяного топлива, содержащего большие кластеры молекул, через магнитное поле с величиной магнитной индукции в воздушном зазоре, по меньшей мере, равной 8000 Гаусс и градиент магнитного поля, по меньшей мере, 1,5 Т/см в направлении пересечения силовых линий магнитного поля. Согласно способу по данному изобретению, указанное магнитное поле может быть создано двумя постоянными магнитами с величиной магнитной индукции более 5000 Гс и собственной коэрцитивностью более 18000 Эс на поверхностях N-полюса, причем эти же полюса двух постоянных магнитов расположены оппозитно друг другу с зазором между ними менее 0,5 мм. Помимо того, указанное магнитное поле в способе согласно настоящему изобретению может быть магнитным полем переменного тока. Нефтяным топливом, имеющим отношение к данному изобретению, может быть какое-либо нефтесодержащее вещество, которое может быть использовано в качестве топлива, включая нефтяное топливо,применяемое в двигателях и в другом оборудовании, например, нефтяное топливо, используемое для сжигания в котлах. Нефтяным топливом может быть сырая нефть, или же нефтяное топливо может быть получено из сырой нефти или биовещества, и такое нефтяное топливо включает в себя, но не в качестве ограничения,бензин, дизельное топливо, керосин, тяжелое дизельное топливо, биодизельное топливо и т.п. Нефтяное топливо с наночастицами согласно изобретению представляет собой нефтяное топливо,по существу не содержащее частиц размером более 10 нм. Термин "не содержащее по существу частиц размером более 10 нм" означает, что частицы размером более 10 нм составляют менее чем 10% от общей массы нефтяного топлива, предпочтительно менее чем 5%, более предпочтительно менее 1%, наиболее предпочтительно такие частицы не могут быть обнаружены с помощью современной аппаратуры. В одном предпочтительном примере осуществления нефтяное топливо согласно данному изобретению по существу не содержит частиц размером более 5 нм. В другом предпочтительном примере осуществления нефтяное топливо согласно данному изобретению по существу не содержит частиц размером более 3 нм. Аналогичное приведенному определение термина "не содержащее по существу частиц размером более 10 нм" применимо к предпочтительным примерам воплощения настоящего изобретения, указанным выше. В данном изобретении под термином "магнитная индукция в воздушном зазоре" подразумевается максимальная величина напряженности магнитного поля (известная также как "магнитная индукция") в зазоре, через который протекает нефтяное топливо, образованном между имеющими одинаковую полярность поверхностями магнитов, оппозитными друг другу. Градиент магнитного поля в настоящем изобретении означает максимальную величину градиента напряженности магнитной индукции в зазоре (т.е. степень пространственной неоднородности). Нефтяное топливо с наночастицами согласно данному изобретению может сохранять вышеуказанные размеры наночастиц в течение не менее чем 12 ч, предпочтительно не менее чем 24 ч, более предпочтительно не менее 48 ч, еще более предпочтительно не менее 36 ч, и наиболее предпочтительно по меньшей мере одну неделю. Нефтяное топливо с наночастицами согласно изобретению может быть приготовлено путем пропускания обычного жидкого нефтяного топлива, имеющего напряженность магнитного поля в воздушном зазоре по меньшей мере 8000 Гс и градиент магнитного поля, по меньшей мере, 1,5 Т/см в направлении пересечения с магнитными силовыми линиями. Помимо указанных требований по величинам магнитной индукции в воздушном зазоре и градиента магнитного поля, настоящее изобретение не имеет другого особого требования к магнитному полю для обработки нефтяного топлива. Магнитное поле может быть создано с помощью постоянного магнита или комбинации постоянных магнитов или аппарата устройства переменного тока. Согласно упомянутому выше способу приготовления нефтяного топлива с наночастицами величина магнитной индукции в воздушном зазоре для обработки нефтяного топлива составляет, по меньшей мере 8000 Гс, предпочтительно по меньшей мере 10000 Гс, более предпочтительно по меньшей мере 12000,15000, 18000 Гс, и наиболее предпочтительно по меньшей мере 20000 Гс. В соответствии с упомянутым выше способом приготовления нефтяного топлива с наночастицами градиент магнитного поля при обработке нефтяного топлива составляет по меньшей мере 1,5 Т/см, предпочтительно по меньшей мере 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0, 2,1, 2,2, 2,3, 2,4 и 2,5 Т/см. В одном воплощении данного изобретения магнитное поле используют для обработки обычного нефтяного топлива с целью получения нефтяного топлива с наночастицами согласно настоящему изо-2 007625 бретению, образованными с помощью двух постоянных магнитов, имеющих величину магнитной индукции, по меньшей мере, 5000 Гс на поверхностях их N-полюсов и собственную коэрцитивность, по меньшей мере 18000 Э, при этом два указанных полюса расположены оппозитно с оставленным зазором между ними менее чем 0,5 мм. В данном примере воплощения величина магнитной индукции на поверхность N-полюса постоянного магнита составляет по меньшей мере 6000 Гс, более предпочтительно по меньшей мере 8000 Гс и наиболее предпочтительно по меньшей мере 10000 Гс. В этом воплощении предпочтительно магниты имеют собственную коэрцитивность по меньшей мере 20000 Э, более предпочтительно по меньшей мере 22000 Э и наиболее предпочтительно по меньшей мере 25000 Э. Величина зазора между двумя магнитами в данном примере воплощения предпочтительно составляет от менее чем 0,5 до 0,1 мм, более предпочтительно находится в интервале от 0,45 до 0,2 мм, наиболее предпочтительно составляет около 0,3 мм. В данном воплощении два постоянных магнита расположены оппозитно друг к другу N-полюсами или S-полюсами. Однако предпочтительно располагать их оппозитно друг другу N-полюсами. В рассматриваемом воплощении указанный постоянный магнит может быть выполнен из любого материала, выбранного из группы материалов, включающей N30, N33, N35, N38, N40, N43, N45, N48,при этом указанные материалы характеризуются более высокой энергией магнитного поля и собственной коэрцитивностью, и соответствуют материалам с постфиксом N, M, H, SH, ЕН или UH (например,N38SH). По сравнению с известными нефтяными топливами углеводородное топливо с наночастицами согласно данному изобретению обладает превосходными характеристиками и может быть широко использовано применительно ко всему оборудованию и устройствам, в которых сжигают нефтяное топливо. Если в качестве примера выбрать двигатель внутреннего сгорания, то нефтяное топливо с наночастицами, соответствующее изобретению, может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания с различным уровнем мощности, включая, но не в качестве ограничения, двигатели для мотоциклов, легковых автомобилей, грузовых автомобилей, дизельных автомобилей большой мощности, танков, катеров и морских судов, а также включая двигатели для машинного оборудования, электрогенераторов и бурового оборудования и.т.д. При использовании в двигателях внутреннего сгорания нефтяное топливо с наночастицами согласно настоящему изобретению, по сравнению с обычным нефтяным топливом, демонстрирует такие преимущества как экономия расхода топлива на 20-30%, снижение загазованности от выхлопа автомобилей на 50-80%, а также возможность увеличения мощности транспортных средств, устранения отложений двуокиси углерода, увеличения срока службы двигателя и уменьшения уровня шума и т.д. В качестве другого примера можно привести котлы и промышленные печи, использующие нефтяное топливо с наночастицами согласно настоящему изобретению, в которых потребление нефтяного топлива, по сравнению с применением обычных нефтяных топлив, может быть уменьшено на 16,8-20% при такой же тепловой эффективности. Благодаря тому, что нефтяное топливо с наночастицами согласно изобретению может сохранять наночастицы в течение продолжительного периода времени, область применения такого нефтяного топлива расширяется. Настоящее изобретение будет раскрыто подробно со ссылками на нижеследующие конкретные примеры осуществления и чертежи, но не ограничено ими. Краткое описание чертежей Фиг. 1 - конкретное воплощение устройства для осуществления способа приготовления нефтяного топлива с наночастицами согласно настоящему изобретению. Фиг. 2 - другое воплощение устройства для осуществления способа приготовления нефтяного топлива с наномолекулами согласно настоящему изобретению. Фиг. 3 - результаты измерений размеров частиц нефтяного топлива, соответствующего настоящему изобретению, проведенных с использованием метода рассеивания нейтронов с малым углом рассеивания. Фиг. 4 - соответствующие периоды релаксации Т 2 дизельных топлив для двух различных расходов топлива в различные моменты времени до и после обработки топлива с помощью способа, соответствующего настоящему изобретению. Фиг. 5 - соответствующие периоды релаксации T1 дизельных топлив для двух различных расходов топлива в различные моменты времени до и после обработки топлива с помощью способа, соответствующего настоящему изобретению. Фиг. 6 - соответствующая вязкость дизельных топлив для двух различных расходов топлива в различные моменты времени до и после обработки с помощью способа, соответствующего настоящему изобретению. Фиг. 7 - соответствующая плотность дизельных топлив для двух различных расходов топлива в различные моменты времени до и после обработки с помощью способа, соответствующего настоящему изобретению.-3 007625 Осуществление изобретения Пример 1. Устройство, подобное описанному в патенте Китая 8921334, было использовано для обработки обычного нефтяного топлива для получения нефтяного топлива с наночастицами согласно данному изобретению. Однако, как параметры магнитов, используемых в данном изобретении, так и зазор между магнитами отличались от устройства по вышеупомянутому патенту. Характерная конструкция устройства показана на фиг. 1. Устройство содержит корпус 1, два постоянных магнита 2 и 3, заглушку 4, соединительные патрубки 5 и 6, уплотнительные кольца 9 и 10. В центральной части корпуса 1 имеется полость намагничивания, ориентированная перпендикулярно продольному каналу. Полость намагничивания вмещает два цилиндрических постоянных магнита 2 и 3. После размещения внутри полости намагничивания двух указанных постоянных магнитов с двумя Nполюсами или двумя S-полюсами, расположенными оппозитно друг другу, верх указанной полости намагничивания был герметизирован с помощью заглушки 4. Постоянные магниты 2 и 3 изготовлены из материала N35SH, создают магнитную индукцию приблизительно 8000 Гс на поверхностях N-полюса и имеют величину собственной коэрцитивности, равную 22000 Э. Зазор между двумя магнитами для прохождения нефтяного топлива был равен 0,4 мм. Пример 2. Устройство, подобное описанному в патенте Китая 94113646.9, использовали для обработки обычного нефтяного топлива с целью получения нефтяного топлива с наночастицами согласно данному изобретению. Однако, как параметры магнитов, используемых в данном изобретении, так и зазор между магнитами отличаются от устройства по вышеупомянутому патенту. Конструкция этого устройства показана на фиг. 2. Представленное на фиг. 2 устройство содержит корпус 1, изготовленный посредством литья под давлением из сплава алюминия. Корпус 1 имеет продольный цилиндрический канал и внутреннюю резьбу на внутренней поверхности стенки, выполненную на обоих концах канала. В корпусе 1 имеется полость для магнитного фильтра и полость для намагничивания. Эти две полости ориентированы в вертикальном направлении и сообщаются с полостью продольного канала корпуса 1. Два конца канала герметично соединены с соединительными патрубками 13 и 14 посредством винтовых резьб. Соединительные патрубки могут быть выполнены из сплава алюминия или из латуни. Проточный канал внутри соединительного патрубка на одном конце имеет форму раструба, расширяющегося в направлении внутрь, и соединен с корпусом устройства. Остальная часть канала соединительного патрубка представляет собой прямолинейный трубопровод и соединена с трубопроводом подачи топлива, карбюратором или топливным эжекционным насосом. В полости намагничивания выполнено цилиндрическое отверстие, в которое вставлены два постоянных магнита, расположенных оппозитно друг другу. Между постоянными магнитами 3 и 4 образован зазор для прохода топлива, составляющий 0,45 мм. Два северных полюса (или два южных полюса) постоянных магнитов 3 и 4 расположены оппозитно друг другу. Для образования замкнутой магнитной цепи к другому (противоположному) концу каждого постоянного магнита прикреплены магнитные замыкающие шайбы 7 и 8. Полость для размещения магнитного фильтра представляет собой ступенчатое отверстие, сообщающееся с продольным каналом корпуса 1 и поверхностью корпуса 1. В полости для магнитного фильтра установлен постоянный магнит 2. К одному торцу постоянного магнита 2 прикреплена магнитная замыкающая шайба 6. Другой торец постоянного магнита 2 расположен оппозитно магнитной замыкающей шайбе 5, прикрепленной к нижней поверхности полости для магнитного фильтра. В результате такого выполнения образован фиксированный зазор размером 3 мм для потока топлива. Магнитная замыкающая шайба 5 установлена в нижней части полости для магнитного фильтра, имеющей вогнутую внутреннюю поверхность. Эта шайба может быть зафиксирована посредством неподвижной посадки или соединения с помощью адгезива. Все используемые постоянные магниты 2, 3 и 4 имели цилиндрическую форму и были изготовлены из металла N35SH. Диаметр магнита равен 20 мм, высота - 12 мм. Магнитная индукция на торцевой поверхности N-полюса постоянного магнита соответствует 6000 Гс, а собственная коэрцитивность постоянного магнита составляет 20000 Э. Магнитные замыкающие шайбы 5,6,7 и 8 выполнены в виде диска или цилиндра диаметром 22 мм и толщиной 5 мм. Магнитные шайбы могут быть изготовлены из металла с магнитной проводимостью, такого как чистая сталь DT4, или же они могут быть выполнены из кремнистой стали. Пример 3. Устройство, такое же, как и в примере 2, используют для обработки обычного топлива с целью получения нефтяного топлива с наночастицами, соответствующего данному изобретению. Однако в данном примере параметры магнитов, используемых в данном изобретении, и зазор между магнитами отличаются от устройства, описанного в указанных патентах, и в нем не применяют замыкающие магнитные шайбы.-4 007625 Магнитная индукция на поверхностях N-полюса составляет 8000 Г, а собственная коэрцитивность 24000 Э. Зазор между двумя магнитами был равен 0,3 мм. Нижеследующие примеры приведены для иллюстрации физических свойств и характеристик нефтяного топлива с наночастицами согласно данному изобретению. Пример 4. Для измерения размера частиц в нефтяном топливе, соответствующем изобретению, был использован метод рассеивания нейтронов с малым углом рассеивания (SANS - метод). Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) провел испытания нефтяного топлива, обработанного в устройстве, раскрытом в примере 2, с помощью SANS - метода. Путем сопоставления двух образцов, один из которых представлял собой обычное нефтяное топливо, а другой - нефтяное топливо, обработанное в устройстве, описанном в примере 2, было установлено, что первый образец содержал частицы из молекулярных кластеров размером более 300 нм, в то время как размер частиц во втором образце не превышал 3 нм и оставался таким в течение по меньшей мере одной недели. Метод испытаний Рассеивание нейтронов под малым углом (SANS) является современным экспериментальным методом исследования и измерения характеристик микроструктуры материала. В особенности, этот метод эффективен для текучих сред и "мягких" (магнитных) материалов, учитывая трудности, возникающие при исследовании таких образцов с применением существующей аппаратуры, например, микроскопа. Метод рассеивания нейтронов с малым углом рассеивания позволяет измерить распределение плотности или флуктуации в пространстве волновых векторов. Но для большинства образцов может быть получена конкретная информация относительно их микроструктуры. Этот метод, как правило, используют для измерения размеров частиц, их формы и распределения в текучих средах со сложной структурой, таких как коллоиды, растворы полимеров, поверхностно-активные сложные вещества и микроэмульсии. Размеры длины, доступные для измерения в настоящее время в лабораториях мира, использующих нейтронную технологию, составляют от 1 нм до 1 мкм при применении известных приборов при реализацииSANS- метода. В NIST-центре были проведены три серии экспериментов на различных образцах с помощью аппаратуры типа NG7-SANS. Используемые длины волн нейтронов составляли 0,60 и 0,81 нм, а интервал импульсов (Q, волновой вектор рассеивания) изменялся от 0,008 до 1 нм-1, что соответствует размеру длины от 1 до 120 нм. Нефтяным топливом, выбранным в качестве образцов, служило обычное дизельное топливо, полученное в Crown Service Station in Gaithersburg, Maryland, US. Устройство для магнитной обработки нефтяного топлива представляло собой устройство согласно примеру 1, обеспеченное заявителем. При проведении испытаний образцы были помещены в цилиндрические ячейки. Длина пробега нейтрона составляла 1 мм, диаметр пучка нейтронов равен 12,7 мм и, следовательно, измеренный объем образца составлял 0,2 мл. Результаты испытаний В трех сериях испытаний образцы не обработанного магнитным полем нефтяного топлива, после их доставки, были исследованы дважды в течение одного месяца. Два измерения немного отличались по диапазону параметра Q. Результаты обоих исследований аналогичным образом показали, что образцы топлива содержат молекулярные кластеры размером более 300 нм, как это иллюстрируется одной из кривых линий, обозначенной на фиг. 3 индексом D1 (которому соответствует кружок). Как показано на этой фигуре, указанная кривая интенсивности (рассеивания) возрастает при низких величинах Q, достигающих до 0,008 нм-1. Форма этой кривой не обязательно соответствует кривой Гинье. Данная форма кривой не может обеспечить определение размеров молекулярных кластеров, поскольку их размер находится вне и выше предельного размера, который может быть измерен с помощью данного прибора. Верхний измеряемый предел размера кластера соответствует Q=0,008 нм-1, т.е. 120 нм в радиусе движения по окружности или 310 нм по диаметру сферы. Но по существу можно определить, что эти кластеры имеют квазимикронные размеры, т.е. 0,5-2 мкм. В отношении состава кластеров аппаратура для рассеивания нейтронов не может обеспечить точную информацию. Однако можно с определенностью заключить, что каждый из этих кластеров перемещается как единое молекулярное образование. Вследствие того, что большинство молекулярных цепочек структуры нефтяного топлива имеет размеры менее 10 нм, эти кластеры можно считать молекулярными кластерами или связанными молекулами. Благодаря тому, что интенсивность рассеивания прямо пропорциональна произведению как количества этих частиц, так и их "контраста" с остальным топливом, то трудно вычислить ту или другую из этих количественных величин. Помимо того, те же образцы топлива были обработаны в устройстве, описанном в примере 1, при этом топливо протекало через устройство за счет гравитации. Собранные образцы топлива исследовали дважды в неделю с помощью вышеупомянутого метода при величине параметра Q, удовлетворяющего неравенству 0,008Q1 нм-1. Результаты испытаний графически отображены на той же фигуре и являются более высокими (D4A - квадраты, D4B - треугольники). Индексы D4A отображают результаты исследований того же образца дизельного топлива, результаты испытаний которого отображены индексом D1,-5 007625 но непосредственного после обработки с помощью устройства, описанного в примере 1. Индексом D4B обозначены опытные данные для того же образца D4A, исследованного через неделю. Эти два результата измерений подобны, но заметно отличаются от полученных для необработанного топлива тем, что они демонстрируют отсутствие тенденции увеличения интенсивности (рассеивания) при низких значениях Q. Результаты измерений на фиг. 3 представлены в логарифмических координатах. Средняя величина дляD4A и D4B составляет 1 см-1 (площадь сечения рассеивания на единицу объема), но интенсивность дляD1 в области низких Q от нескольких раз до десяти раз превышает данные испытаний, обозначенные какD4. Фактически вся кривая может быть охарактеризована как относительно горизонтальная, демонстрирующая, что в диапазоне измерений (0,008 нм-1 до 0,4 м-1) отсутствуют частицы, которые могут быть измерены. Опыты были повторены дважды, и были получены аналогичные результаты, каждый с использованием нефтяного топлива, только что обработанного в устройстве, соответствующем примеру 1. Выводы Измерения SANS-методом показывают, что обычное дизельное топливо содержит частицы размером более чем 300 нм. Однако в обычных образцах такие частицы исчезают после того, как топливо подвергают обработке в устройстве согласно примеру 1. Размер частиц в топливе, подвергнутом обработке,находится в нанометровом диапазоне размеров. В обработанном нефтяном топливе частиц размером более 3 нм обнаружено не было. Пример 5. Данный пример демонстрирует изменения физических свойств нефтяного топлива с наночастицами в соответствии с настоящим изобретением по сравнению с обычным нефтяным топливом. С помощью известных способов были определены T1 и Т 2 методом ядерного магнитного резонанса,проводились измерения вязкости, измерения плотности для двух образцов дизельного топлива до и после его протекания через устройство, описанное в примере 1, при различных расходах, а именно, при одном расходе равном 10 л/ч и другом расходе - 20 л/ч. Результаты опытов можно охарактеризовать следующим образом: 1) Время релаксации Т 2 в различные моменты времени до и после фильтрования дизельного топлива при двух расходах (см. табл. 1 и фиг. 4). 2) Время релаксации T1 в различные моменты времени до и после фильтрования дизельного топлива при двух расходах (см. табл. 1 и фиг. 5). 3) Вязкость дизельного топлива в различные моменты времени до и после фильтрования дизельного топлива при двух расходах (см. табл. 2 и фиг. 6). 4) Плотность дизельного топлива в различные моменты времени до и после фильтрования дизельного топлива при двух расходах (см. табл. 3 и фиг. 7) Таблица 1 Результаты измерений Т 2 и T1 методом ядерного магнитного резонанса для дизельного топлива в различные моменты периоды времени до и после обработки Таблица 2 Результаты измерений вязкости дизельного топлива в различные моменты времени до и после обработки-6 007625 Таблица 3 Результаты измерений плотности дизельного топлива в различные моменты времени до и после обработки Из вышеприведенных результатов можно видеть, что дизельное топливо явно изменило свои физические свойства после его протекания через устройство, раскрытое в примере 1, и эти изменения главным образом заключаются в том, что период релаксации T1 и Т 2 обработанного дизельного топлива уменьшается, свидетельствуя о том,что молекулы дизельного топлива поляризованы действием магнитного поля. Фиг. 1 и фиг. 2 показывают, что процесс восстановления является периодическим процессом; вязкость обработанного дизельного топлива заметно уменьшается, при этом для расходов топлива 10 и 20 л/ч максимальное снижение величины вязкости составляет 22,6 и 14,5% соответственно; плотность обработанного дизельного топлива снижается, при этом максимальное снижение величины плотности составляет 0,3%. Как видно, по истечении 24 ч первоначальная плотность не восстанавливается. Пример 6. Для проверки характеристик нефтяного топлива с наночастицами, соответствующего настоящему изобретению, устройство, описанное в примере 2, было установлено на двух автомобилях типа Landrover 110V8 и на грузовом автомобиле DAF. Определялись потребление топлива и состав выхлопного газа. Транспортные средства, на которых проводились испытания: 1) Первый Landrover 110V8 со снятым показанием общего пробега 20193 км. 2) Второй Landrover 110V8 с общим пробегом 42814 км. 3) Грузовой автомобиль DAF с общим пробегом 42814 км. Параметры, анализируемые по результатам испытаний 1. Потребление топлива транспортным средством, без установки на нем устройства согласно настоящему изобретению, при прохождении расстояния 100 км с одной и той же скоростью. 2. Содержание СО и уровень загазованности для транспортного средства, без установки на нем устройства, соответствующего изобретению, после пробега 100 км с постоянной скоростью. 3. Потребление топлива транспортным средством, снабженным устройством в соответствии с настоящим изобретением, при прохождении расстояния 100 км с одной и той же скоростью. 4. Содержание СО и уровень загазованности для транспортного средства с устройством, соответствующим изобретению, после пробега 100 км с постоянной скоростью. Процедура испытаний Стадия 1. Перед проведением опытов снимают данные с прибора, показывающего общее расстояние, пройденное автомобилем. Записывают скорость автомобиля, как только он начинает нормально работать. Заправленный топливом автомобиль перемещается на расстояние 100 км по мощеной дороге, двигаясь со скоростью 120 км/ч. Затем заполняют топливный бак (остатком топлива из автомобиля) для контроля потребления топлива. Стадия 2. Устройство согласно настоящему изобретению устанавливают на автомобиль за входным топливным фильтром. Затем используют автомобиль при нормальных условиях работы. Стадия 3. После расходования трех баков топлива вновь проводят испытания автомобиля с помощью метода согласно стадии 1. Испытания повторяют 3 раза. Потребление топлива отображают как среднюю величину, полученную в этих опытах. Когда автомобиль прибывает в исходный пункт, немедленно проверяют уровень содержания СО.-7 007625 Оборудование для испытаний Контрольно-измерительный прибор (газоанализатор) для определения содержания СО: тип WT201, изготовлен фирмой MESSER, Южная Африка. Результаты испытаний Длина пробега автомобиля 100 км без установки на нем устройства, соответствующего настоящему изобретению: Загазованность выхлопного газа без установки устройства, соответствующего изобретению Расход топлива в случае установки устройства согласно изобретению Таким образом, после установки устройства согласно данному изобретению, т.е. использования нефтяного топлива с наночастицами согласно данному изобретению, была достигнута экономия топлива 30,4% для первого Landrover, 42,9% для второго Landrover и 34% для грузового автомобиля DAF Загазованность выхлопного газа при использовании устройства, соответствующего изобретению Таким образом, после установки устройства согласно данному изобретению, т.е. использования нефтяного топлива с наночастицами согласно данному изобретению, содержание СО снизилось на 35% для первого Landrove и на 79% для второго Landrover. Грузовой автомобиль DAF больше не производил на выхлопе черный дым. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Нефтяное топливо, отличающееся тем, что, по существу, не содержит частиц, представляющих собой молекулярные кластеры, размером более чем 10 нм. 2. Нефтяное топливо по п.1, отличающееся тем, что, по существу, не содержит частиц, представляющих собой молекулярные кластеры, размером более чем 5 нм. 3. Нефтяное топливо по п.2, отличающееся тем, что, по существу, не содержит частиц, представляющих собой молекулярные кластеры, размером более чем 3 нм. 4. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой бензин. 5. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой дизельное топливо. 6. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой керосин. 7. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой тяжелое дизельное топливо. 8. Нефтяное топливо по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что указанное нефтяное топливо представляет собой биодизельное топливо. 9. Способ приготовления нефтяного топлива, соответствующего любому из пп.1-8, включающий в себя стадию пропускания обычного жидкого нефтяного топлива через магнитное поле с величиной магнитной индукции в воздушном зазоре, составляющей по меньшей мере 8000 Гс, и градиентом магнитного поля по меньшей мере 1,5 Т/см в направлении, пересекающем силовые линии магнитного поля. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что величина магнитной индукции в воздушном зазоре составляет по меньшей мере 10000 Гс, а градиент магнитного поля по меньшей мере 1,8 Т/см.-8 007625 11. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что магнитное поле образовано двумя N-полюсами или двумя S-полюсами двух постоянных магнитов с величиной магнитной индукции более чем 5000 Гс и собственной коэрцитивностью более 18000 Э, при этом одноименные полюса двух постоянных магнитов расположены оппозитно друг другу с зазором между ними, составляющим менее 0,5 мм. 12. Способ по п.9 или 10, отличающийся тем, что магнитное поле представляет собой магнитное поле переменного тока.
МПК / Метки
МПК: C10G 32/02, C10L 1/00
Метки: способ, приготовления, топливо, нефтяное, наночастицами
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/12-7625-neftyanoe-toplivo-s-nanochasticami-i-sposob-ego-prigotovleniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Нефтяное топливо с наночастицами и способ его приготовления</a>
Предыдущий патент: Установка и способ для удаления карбонилов
Следующий патент: Способ получения карбамата целлюлозы
Случайный патент: Устройство и способ удаления воды в перегонных колоннах