WO2020159350A2

WO2020159350A2 - Proceso para la producción de un combustible diésel mejorado

Info

Publication number: WO2020159350A2
Application number: PCT/MX2020/000005
Authority: WO
Inventors: Sergio Antonio TREVIÑO QUINTANILLA; Guillermo Gerardo RODARTE HERRERA
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-02-01
Filing date: 2020-01-31
Publication date: 2020-08-06
Anticipated expiration: 2021-08-01
Also published as: AU2020216046B2; EP3919590A2; BR112021014146A2; EP3919590C0; KR20210118937A; PL3919590T3; CA3125557A1; MY193566A; AU2020216046A1; JP7425799B2; GB2598470A; CN113631690A; CN113631690B; ES3006286T3; EP3919590B1; EP3919590A4; CA3125557C; US12371629B2; KR102604321B1; JP2022519569A

Abstract

Un método para la producción continua de un combustible diésel mejorado, que tiene características de ignición mejoradas, más específicamente con una mayor conductividad eléctrica, mayores números de cetano y poder lubricante y con un mayor porcentaje de combustión total, lo que da lugar a una menor producción de hollín y a la reducción de NOx al mismo tiempo en un motor diésel de combustión interna, rompiendo el intercambio en la emisión de esos dos contaminantes de un motor diésel de combustión interna.

Description

PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE UN COMBUSTIBLE DIÉSEL

MEJORADO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención está relacionada con sistemas y métodos para la mejora de combustibles fósiles para motores de combustión interna, y más específicamente con un proceso para la producción continua de un combustible diésel mejorado, que tiene características de ignición mejoradas, más específicamente que tiene una mayor conductividad eléctrica, y/o poder lubricante, lo que permite un porcentaje mayor de combustión total, resultando en menos producción de hollín y una reducción de óxido de nitrógeno (NOx) al mismo tiempo cuando se quema en un motor diésel de combustión interna con pérdida de potencia insignificante.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

El combustible diésel es uno de los combustibles fósiles líquidos más utilizados en el mundo. El principal problema del uso del diésel en la combustión interna, ya sea en motores de trabajo pesado o ligero, en motores de carretera o no de carretera, es el hecho de que hay un intercambio en las partículas sólidas de carbono (hollín), y las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx). Si se necesita emitir menos hollín, la temperatura de la cámara de combustión del motor puede aumentar, permitiendo que se queme mejor. La emisión de hollín reduciría pero la cámara se oxidarla más, lo que significa que la emisión de NOx aumentaría de forma significativa. El efecto opuesto ocurriría si reducimos la temperatura de la cámara de combustión, la emisión de NOx reducirla y la formación de hollín serla mucho más elevada.

La técnica anterior muestra algunos esfuerzos para abordar el problema antes mencionado.

Por ejemplo, en la publicación de la patente del PCT No. WO2014168889A1 (Documento D1) se describe un método para el craqueo y optimización de combustibles mediante la ruptura y recombinación molecular de combustibles con aditivos o potenciadores de combustible que comprende: precalentar el combustible: mezclar dicho combustible precalentado con agua y por lo menos un aditivo hasta que se forme una mezcla de microemulsión; pasar la mezcla a través de una bomba hasta alcanzar la presión deseada; y dirigir la mezcla a un reactor de cavitación hidrodinámica donde se forman burbujas de cavitación y se produce la despolimerización y la formación de nuevas cadenas poliméricas que proporcionan combustible modificado. El documento D1 alega que el método descrito: aumenta el volumen del combustible utilizando aditivos no costosos; mejora el Indice API; crea combustibles“más limpios"; reduce los elementos indeseables en el combustible como: azufre, CO, Ox, y partículas de carbono en el momento de la combustión y la viscosidad del petróleo crudo; mejora el valor de calentamiento; aumenta el nivel de cetano en los combustibles D6 y D2; puede aumentar los niveles de octanaje en los combustibles más ligeros; y reduce el mantenimiento del sistema asociado debido a un proceso de combustión más limpio.

No obstante, el método que se describe en el documento D1 tiene varias deficiencias, por ejemplo:

• El documento D1 no describe de forma adecuada y clara lo que significa “Cavitación" ya que sólo lo describe como un dispositivo generador de burbujas, aún así, el documento D1 no menciona las condiciones de proceso ideales para lograr el efecto que buscan. Tampoco existe una explicación técnicamente razonable sobre lo que hace el reactor de cavitación.

• El documento D1 no describe los aditivos o mejoradores de combustible que se añaden, únicamente mencionan una serie de sustancias puras tales como el agua, el metanol, etc. Estas sustancias no son aditivos ya que no añaden ninguna propiedad al combustible.

• El documento D1 menciona una ruptura y despolímerizacíón molecular y la posterior repolimerización del diésel. Para empezar, el diésel no contiene moléculas de polímero para romper, en cualquier caso, el diésel no es un polímero. Tampoco es deseable romper las moléculas ya que perderla su valor calorífico. Todos estos argumentos técnicos se basan en la falsa suposición de que el diésel es un polímero o que contiene moléculas poliméricas. Nadie con conocimiento en hidrocarburos consideraría esta semántica como adecuada, ni los argumentos como válidos.

• Todos los beneficios descritos en el documento D1 no tienen un objetivo claro, parece que están modificando el combustible para "mejorar" la combustión, pero no explican lo que quieren decir con "mejorar".

• El documento D1 menciona que el combustible modificado "permite" generar menos emisiones de CO, NOx y SO2. Reducir el CO es de poco interés porque los motores modernos actualmente no generan ese gas. La reducción de NOx es relevante, pero el documento D1 no prueba tal efecto, ni existe una explicación que tenga sentido para lograr ese efecto. La reducción de la emisión de SO2 también es una inexactitud ya que esta emisión depende de la concentración de azufre en el combustible. No existe ninguna modificación, o descomposición molecular que se le pueda hacer al diésel que producirla el efecto de detener la producción de óxidos de azufre. Sólo separando el combustible y generando otra corriente de azufre, permitirla reducir la concentración de azufre. Otra Imprecisión es que los motores muy raramente generan SO2, la emisión de SO3 es más común. Asimismo los porcentajes de reducción que muestra el documento D1 también carecen de una explicación lógica que lo justifique.

En la publicación de la patente del PCT No. WO2015053649 (documento

El documento D2) se describen los reactores de cavitación destinados a preparar diversas mezclas de combustible que contienen agua para su combustión en motores de combustión Interna y calderas, y también para eliminar las mlcropartlculas y nanopartículas de petróleo y productos derivados del petróleo del agua. El documento D2 revela que si las mezclas de agua-aceite Inundadas se someten a un tratamiento hidromecánico de alta intensidad en el campo de la cavitación (procesamiento de cavitación), se convierten entonces en un tipo alternativo de combustible en forma de una emulsión de agua-aceite, en la que el agua pasa a una fase finamente dispersa que tiene un efecto positivo en la combustión del combustible líquido a nivel micro (tanto en la escala de una gota como en el proceso de quema en grupo de gotas en una antorcha).

El documento D2 describe la producción de una emulsión de combustible, que son muy conocidos. La concentración de agua en las emulsiones descritas por el documento D2 es muy alta (más del 8%), lo que produce efectos muy conocidos al quemar combustibles como el fueloll descrito en el documento D2.

La solicitud de patente de Estados Unidos No. 20160046878 (documento El documento 03) describe sistemas y métodos para mejorar o perfeccionar la calidad de una materia prima de fueloil. Los sistemas y métodos descritos en el documento 03 utilizan la energía de cavitación, como la energía de cavitación ultrasónica, para transmitir energía ultrasónica u otra energía de cavitación (por ejemplo, fuerzas de cavitación, cizallamiento, microchorros, ondas de choque I mícroconvección, puntos calientes locales y similares) en el fueloil para impulsar la hidroconversión en condiciones de hidrógeno a baja presión (por ejemplo, menos de 500 psig) que normalmente no se cree que sea adecuada para tratar el fueloil.

El documento D3 describe la modificación del petróleo crudo pesado que no conduce a ninguna mejora definitiva. Únicamente menciona que mejoran el petróleo crudo pesado con el uso de la cavitación. No se centra en la combustión. Por otra parte, El documento D2 confunde la cavitación hidrodinámica con el ultrasonido. Son fenómenos diferentes.

También ha habido muchos esfuerzos científicos en el mundo para resolver este problema, pero ninguno de ellos ha tenido éxito debido a que muchas de las tecnologías que pueden disminuir el hollín sin aumentar los NOx, básicamente disminuyen el poder calorífico del combustible en alrededor de un 20% y también dejan que el combustible se salga de las especificaciones en muchos parámetros. En definitiva no son técnicamente viables.

A la luz de los problemas y necesidades antes mencionados, el solicitante desarrolló un método para la producción continua de un combustible diésel mejorado, que tiene mejores características de ignición, más específicamente que tiene una mayor conductividad eléctrica, y un mayor poder lubricante que permite un mayor porcentaje de combustión total. El método de la presente Invención comprende mezclar y homogeneizar el combustible diésel con dos aditivos especiales y someter la mezcla mezclada y homogeneízada a cavitación controlada dentro de un Reactor de Potencia de

Choque que tiene un rotor, para obtener un combustible diésel bipolar mejorado, La utilización del combustible diésel mejorado en motores de combustión interna permite una reducción de las emisiones totales de hollín y de material particulado (PM, por sus siglas en inglés) en más de un 30%, asi como de las emisiones totales de Óxidos de Nitrógeno (NOx). El combustible diésel mejorado rompe el intercambio de la producción de NOx y hollín en un motor de combustión diésel con una penalización de combustible de 0 a 3%.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Es por lo tanto un objetivo primordial de la presente invención proporcionar un método para la producción continua de un combustible diésel mejorado, que tenga características de ignición mejoradas más específicamente que tenga una mayor conductividad eléctrica y un poder lubricante mejorado que permita un porcentaje más grande de combustión total, que resulte en menos producción de hollín y reducción de NOx al mismo tiempo..

Es también un objetivo primordial de la presente Invención proporcionar un método para la producción continua de un combustible diésel mejorado de la naturaleza antes mencionada, que comprende mezclar y homogeneizar combustible diésel con dos aditivos especiales y someter la mezcla mezclada y homogeneizada a cavitación controlada dentro de un Reactor de Potencia de Choque que tiene un rotor, para obtener un combustible diésel bipolar mejorado.

Asimismo, es un objetivo adicional de la presente Invención, proporcionar un método para la producción continua de un combustible diésel mejorado de la naturaleza antes mencionada, en donde el combustible diésel mejorado permite una reducción de las emisiones totales de hollín y de material particulado en más del 30%, asi como las emisiones totales de Óxidos de Nitrógeno (NOx) cuando se utilizan en motores de combustión Interna.

Es otro objetivo primordial de la presente Invención, proporcionar un método para la producción continua de un combustible diésel mejorado de la naturaleza antes mencionada, en donde el combustible diésel mejorado rompe el Intercambio de NOx y la producción de hollín en un motor de combustión diésel con una penalización de combustible de 0 a 3%.

Estos y otros objetos y ventajas del método para la producción continua de un combustible diésel mejorado de la presente Invención serán evidentes para aquellas personas con conocimientos básicos en la materia, a partir de la siguiente descripción detallada de las modalidades de la Invención que será hecha con referencia a los dibujos adjuntos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La Figura 1 es un diagrama de flujo del método para la producción continua de un combustible diésel mejorado de la presente invención.

La Figura 2 es un gráfico que muestra los resultados de las Pruebas de

Estado Estacionario de la Prueba 1.

La Figura 3 es un gráfico que muestra los resultados de las Pruebas

Transitorias de la Prueba 1.

La Figura 4 es un gráfico que muestra la primera Prueba de Estado Estacionarlo de la Prueba 2. La Figura 5 es un gráfico que muestra la segunda Prueba de Estado

Estacionario de la Prueba 2.

La Figura 6 es un gráfico que muestra las pruebas transitorias de la

Prueba 2.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

El combustible diésel mejorado de la presente invención se basa en el diésel comercial“regular” con la adición de dos mezclas de componentes. Estos componentes se denominarán“S1" (correspondiente al aditivo número 1) y“S2" (correspondiente al aditivo número 2).

El "S1" comprende un Éster de Ácido Graso Etoxilado que puede etoxilarse con un alcance de 6 a 80 moles de Óxido de Etileno. Esta molécula está formada por 1 ,4-anhidro-sorbitol y ácidos grasos (véase la Fórmula 1 ).

Normalmente, esta sustancia consiste en una mezcla de ésteres de ácido esteárico y palmitico de sorbitol y sus mono y dianhídridos. Estos derivados etoxilados también se pueden preparar mediante la adición de varios moles de óxido de etileno a la forma de éster de monoglicerol y, según el número de moles de óxido de etileno añadidos, tienen un amplio rango en el valor de equilibrio hidrófilo-lipofílico (HLB, por sus siglas en inglés.

Fórmula 1 : Representación gráfica del S1 en donde“R" representa un ácido graso (táurico, palmitico, oleico o esteárico).

El S2 es una mezcla compleja a base de agua formada por disolventes aromáticos como para“p-" u Orto“o-" Xileno con uno o dos radicales metilo mezclados con un balance de cuatro tensioactivos derivados de fenol etoxilado (véase la Fórmula 2) que pueden ser también cadenas de tipo Alquilo o tipo

Nonilo. El equilibrio químico de los tensioactivos debe formularse para que coincida con el valor del HLB del S1.

Fórmula 2: Ejemplo de uno de estos tensioactivos (4-(2,4-dimetilheptan- 3-il) fenol)

La concentración de agua en el S2 debería ser del 50 al 90% y el agua se añade en forma de un jabón aminico. El jabón amlnico debe prepararse en un reactor químico donde un compuesto orgánico viscoso que sea tanto una amina terciaria como un triol con tres grupos alcohólicos (véase la representación Gráfica a continuación) serla neutralizado por un ácido graso alifático con un doble enlace y una cadena Alquílica de 6 a 18 carbonos.

Representación gráfica de la formación de la amina terciarla

El S1 es una sustancia no polar y el S2 es una mezcla bipolar. Ambas sustancias crean una dispersión molecular compleja con combustible diesel o combustible diésel ultra bajo.

Ambos aditivos se Inyectan en el flujo principal del proceso y se mezclan a fondo mediante un Reactor de Potencia de Ondas de Choque (SPR, por sus siglas en inglés).

El proceso de la presente Invención se describirá ahora de conformidad con una modalidad especifica de la misma, diseñada para procesar una corriente continua de diésel, en donde el proceso de la presente Invención comprende los siguientes pasos:

a) proporcionar una corriente principal continua (SD) de un combustible Diésel comercial (no polar) (también se puede utilizar Diésel Ultra Bajo en Azufre (ULSD, por sus siglas en Inglés)) a una presión de 60 a 100 pslg mediante una bomba de engranajes helicoidales (BPS, por sus siglas en Inglés) (BPS 002) que tiene un motor de 40 HP con un flujo máximo de entre 35 y 350 galones/min y una presión de funcionamiento de 60 a 100 pslg. La bomba recibe diésel de una fuente de flujo volumétrico constante (un tanque ULSD) en un rango de 4 a 1400 L/mln a temperatura ambiente y a la presión hldrostátlca del tanque (mínimo de 1 psi). La corriente principal (SD) fluye a través de una tubería de 4", aunque pueden usarse otras tuberías que tengan un diámetro diferente dependiendo de la escala de todo el proceso;

b) medir el flujo de la corriente principal (SD) mediante un medidor de Flujo Másico Coriolis de 4 pulgadas en forma de“V" y regular el flujo principal mediante una válvula de control de flujo principal NPS de 4 pulgadas con conexión de brida RF estándar de clase 150 . El flujo principal se regula a una presión de 20 a 90 psig. es decir, la misma presión proporcionada por la Bomba de Engranajes Helicoidales;

c) proporcionar una corriente del componente del S1 mediante una Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva (BPS 002), que tiene un motor de 5

HP con un flujo proporcional máximo de entre 0 a 5 galones/min (preferiblemente 4.55 galones/min) y una presión de funcionamiento de entre 25 y 120 psig

(preferiblemente 100 psig), que debe ser mayor que la presión de la corriente principal (SD). La Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva recibe el componente del S1 de un tanque a una presión hidrostática del tanque a temperatura ambiente;

d) medir la corriente del componente del S1 mediante un medidor de

Flujo Másico Coriolis recto de 1 pulgada, regulado con una válvula de control NPS de 3/4 pulgadas que regula la corriente del componente del S1 a una presión máxima de entre 25 y 125 psig (preferiblemente 100 psig).

e) inyectar la corriente del compuesto del S1 a la tubería de corriente principal (SD) de 4" mediante un conector estándar en "T", a una presión de entre 25 y 125 psig (preferiblemente 100 psig), que debe ser mayor que la presión de la corriente principal, y en una posición ubicada después de la válvula de control de flujo principal, para crear una corriente de SD + S1 que tenga un flujo másico máximo de entre 35 a 400 gal/min (preferiblemente 359.55 gal/min), en donde el flujo másico de entrada corresponderá a 0.9 al 1.5% del SD en flujo.

f) mezclar y homogeneizar la corriente de SD + S1 mediante un primer mezclador estático (MEZC 001) que tiene aproximadamente 120 cm de largo, 4 pulgadas de diámetro con 5 unidades de cuchillas PMS y conexión de brida RF estándar de clase 150 y que produce una caída de presión de aproximadamente

8 psig para crear una corriente mixta de SD + S1 de unos 20 a 110 psig (preferiblemente 67 psig);

g) proporcionar una corriente del componente del S2 mediante una Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva, (BPS 003) que tiene un motor de 3 HP con un flujo máximo de entre 0 y 10 galones/min (preferiblemente 8.75 galones/min) y una presión de funcionamiento de entre 25 y 125 psig

(preferiblemente 100 psig). La Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva recibe el componente del S2 de un tanque a una presión hidrostática del tanque a temperatura ambiente;

h) medir la corriente del componente del S2 mediante un medidor de

Flujo Másico Coriolis recto de 3/4 pulgadas, regulado con una válvula de control

NPS de 3/4 pulgadas conexión de brida RF estándar de clase 150 que regula la corriente del S2 a una presión de entre 25 y 125 psig (preferiblemente 100 psig). i) Inyectar la corriente del componente del S2 a la corriente de SD + S1 a la tubería de 4" mediante un conector estándar en“T", a una presión de entre

25 y 125 psig (preferiblemente 100 psig) que debe ser mayor que la presión de la corriente principal, en una posición ubicada después del primer mezclador estático para crear una corriente de SD + S1 + S2 con un flujo másico máximo de 400 gal/min, en donde el flujo másico de entrada del componente del S2 corresponderá aproximadamente a 1.5 al 3.0% del flujo SD + S1 + S2.

j) mezclar y homogeneizar la corriente de SD + S1 + S2 mediante un segundo mezclador estático (MEZC 002) que tiene aproximadamente 87 cm de largo, 4 pulgadas de diámetro con 3 unidades de cuchillas PMS y una conexión de brida RF estándar de clase 150 y que genera una calda de presión de aproximadamente 4 psig, produciendo así una corriente mixta de SD + S1 + S2 que tiene una presión de entre 25 a 125 psig (preferiblemente alrededor de 63 psig) a temperatura ambiente;

k) alimentar la corriente de SD + S1 + S2 que tiene una presión de 25 a 125 psig (preferiblemente alrededor de 63 psig) a temperatura ambiente a un

Reactor de Potencia de Ondas de choque (SPR) para someter la corriente a

“cavitación controlada" que convierte un combustible diésel no polar en un combustible diésel bipolar que aumenta el parámetro de poder lubricante en más del 40%. El reactor SPR comprende un rotor que gira a una velocidad de entre 600 RPM y 3000 RPM. La acción de giro genera cavitación hidrodinámica en las cavidades del rotor lejos de las superficies metálicas. La cavitación está controlada y, por lo tanto, no hay daños. A medida que se producen burbujas de cavitación microscópicas y colapsan, se emiten ondas de choque en el líquido que puede calentar y/o mezclar" (Hydroddinámica, 2018). Este equipo garantiza la mezcla homogénea de la corriente de SD + S1 + S2 y el resultado es el combustible diésel mejorado que tiene una temperatura de unos 30 °C a 80 °C, que corresponde a un aumento de temperatura de aproximadamente 30 °C.

En otras modalidades del proceso de la presente invención, en el paso e) e i) el componente S1 siempre se inyecta a una presión mayor o ligeramente mayor que la presión de la corriente principal (SD), y el componente S2 siempre se inyecta a una presión mayor o ligeramente mayor que la presión de la corriente SD + S1.

Aunque se describió que el proceso está diseñado para procesar una corriente continua de diésel, es posible procesar el diésel en lotes.

El combustible diésel mejorado producido por el método de la presente invención tiene características de ignición mejoradas, más específicamente una mayor conductividad eléctrica de más de 1000 veces en comparación con el combustible diésel regular y un valor de poder lubricante de más del 100% en comparación con el combustible diésel regular, con mayor porcentaje de combustión total, lo que resulta en una menor producción de hollín y reducción de NOx al mismo tiempo en un motor diésel de combustión interna.

El combustible diésel mejorado obtenido mediante el proceso de la presente invención es un combustible diésel bipolar que tiene un parámetro de poder lubricante de aproximadamente 0.300 mm.

El combustible diésel mejorado tiene pruebas comprobadas en motores basados en ciclos estándar de EPA y CARB que el efecto de este combustible con base en un ULSD regular reduce las emisiones totales de hollín y de material particulado en más del 30%, asi como las emisiones totales de Óxidos de Nitrógeno (NQx). El diésel mejorado (ND) rompe el intercambio de NOx y la producción de hollín en un motor de combustión diésel con una penalización de combustible de 0 a 3%.

Las características del combustible diésel mejorado que lo diferencia del combustible base es que, con una observación bajo el microscopio, se puede observar la dispersión de partículas polares, esto es lo que le da el carácter bipolar.

Como se ha descrito anteriormente, también puede ver un aumento de más de 1000 veces en la conductividad eléctrica con respecto al combustible base, sin la necesidad de añadir aditivos. Esto se mide de conformidad con

ASTM D2624.

El poder lubricante medido por ASTM D6079 es mucho mayor sin la necesidad de añadir aditivos de poder lubricante.

ESPECIFICACIONES DEL DIÉSEL MEJORADO DE LA PRESENTE

INVENCIÓN

DATOS DEL PROCESO

Flujo de entrada Masas moleculares

Densidades

Equilibrio de la Materia

Viscosidades

Conv L/G 0.264172

PRUEBAS DE MOTOR UTILIZANDO EL DIÉSEL MEJORADO DE LA

PRESENTE INVENCIÓN

Los métodos de prueba en motores son Protocolo de Prueba

Federal (FTP, por sus siglas en inglés) administrados y avalados por la

Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en Inglés). Las pruebas se realizaron en estado estacionario (Estado Estacionario) y ciclos transitorios (T ransitorio).

Prueba 1

Navistar

•Año de Modelo: 2016 N13

• Cumplimiento de las Emisiones: 2010

• Desplazamiento, litro: 12.4

• Potencia Nominal: 475 hp a 1700 rpm

• Recirculación de gases de escape (EGR, por sus siglas en inglés)

• Sistema de combustible Common Rail de Alta Presión (HPCR, por sus siglas en inglés)

Motor base representativo de la producción actual en EE.UU. y Europa

Pruebas de Estado Estacionario

• 1700 rpm y 50% de carga

• 33% de reducción de hollín con Próximo Combustible

Por favor, consulte el gráfico de la Figura 2

Pruebas Transitorias • Las pruebas del FTP demostraron:

V 14% menos hollín

V 8.6% menos NOX

Por favor, consulte el gráfico de la Figura 3

Prueba 2

Serie DD 60

• Año de Modelo: 1998 Serie 60

• Cumplimiento de las Emisiones: 1998

• Desplazamiento, litro: 14.0

• Potencia Nominal: 450 hp a 1800 rpm

• Sin recirculación de gases de escape (EGR)

• Sin tratamiento posterior

• Inyectores unitarios

Representante del inventario de la flota preexistente

Pruebas de Estado Estacionario 1

• 1800 rpm y 25% de carga

• 34% de reducción de hollín con Próximo Combustible

• NOX y consumo de combustible sin cambios

Por favor, consulte el gráfico de la Figura 4

Pruebas de Estado Estacionario 2

• 1200 rpm y 100% de carga

• 26% de reducción de hollín con Próximo Combustible

• NOX y consumo de combustible sin cambios

Por favor, consulte el gráfico de la Figura 5

Pruebas Transitorias • Las pruebas del FTP demostraron:

• NOX y consumo de combustible sin cambios

• 29% de reducción de hollín

Por favor, consulte el gráfico de la Figura 6

ANÁLISIS DE DIÉSEL REGULAR NO TRATADO REALIZADO POR

CHEVRON PHILLIPS

ANÁLISIS DEL DIÉSEL MEJORADO DE LA PRESENTE INVENCIÓN

(PRÓXIMO DIÉSEL) REALIZADO POR EL INSTITUTO DE INVESTIGACIÓN DEL SUROESTE

(Inejecutable. Muestra ya turbia)

Próximo Diésel-#1

ASTM D1319 Tipos de Hidrocarburos por Adsorción de Indicador

Fluorescente

Contenido Saturado, % volumen 67.1

Contenido Aromático, % volumen 30.5

Contenido de Olefinas, % volumen 2.4

D6079 Equipo de Reciprocidad de Alta Frecuencia

Temperatura del Combustible, °C 60

Eje Mayor de Marca de Desgaste, mm 0.28

Eje Menor de Marca de Desgaste, mm 0.20

Diámetro de Marca de Desgaste, micrones 240

Descripción de Marca de Desgaste Ovalo Uniformemente

Desgastado

ASTM D86 Destilación de Productos Derivados del Petróleo a Presión

Atmosférica Presión Corregida

Próximo Diésel-#2

ASTM D1319 Tipos de Hidrocarburos por Adsorción de Indicador Fluorescente

Contenido Saturado, % volumen 69.8

Contenido Aromático, % volumen 28.6

Contenido de Olefinas, % volumen 1.6

D6079 Equipo de Reciprocidad de Alta Frecuencia

Temperatura del Combustible, ºC 60

Eje Mayor de Marca de Desgaste, mm 0.26

Eje Menor de Marca de Desgaste, mm 0.19

Diámetro de Marca de Desgaste, micrones 230

Descripción de Marca de Desgaste Ovalo Uniformemente

Desgastado

Destilación de Productos Derivados del Petróleo a Presión Atmosférica Presión Corregida

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado que comprende los pasos de:

a) mezclar y homogeneizar las siguientes corrientes: una primera corriente (SD) que comprende un combustible dlésel comercial; una segunda corriente (S1) de un primer aditivo que comprende una mezcla de ásteres etoxilados que se usa como tensioactivo; una tercera corriente (S2) que comprende un segundo aditivo que comprende una emulsión acuosa que contiene una mezcla de tensioactivos solubles en agua e hidrocarburos cíclicos- aromáticos para producir una corriente mixta y homogeneizada que comprende

SD + S1 + S2; y

b) convertir el combustible diésel contenido en la corriente mezclada y homogeneizada obtenida en el paso a) en un combustible diésel bipolar sometiendo la mezcla mezclada y homogeneizada a cavitación controlada dentro de un Reactor de Potencia de Choque que tiene un rotor, para obtener el combustible diésel mejorado.

2. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 1 en donde en el paso a), el primer aditivo comprende un Éster de Ácido Graso Etoxilado que puede ser etoxilado con un rango de 6 a 80 moles de Óxido de Etileno, en donde su molécula está formada a partir de 1 ,4-anhidro-sorbitol y ácidos grasos.

3. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 1 en donde en el paso a), el segundo aditivo comprende una mezcla a base de agua formada por disolventes aromáticos como para“p-" u Orto“o-" Xileno con uno o dos radicales metilo mezclados con un balance de cuatro tensioactivos derivados de Fenol Etoxilado que pueden ser también cadenas de tipo Alquilo o tipo Nonilo, en donde el equilibrio químico de los tensioactivos debe formularse para que coincida con el valor del HLB del primer aditivo.

4. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 1 en donde en el paso a) la primera corriente

(SD) comprende un diésel comercial no polar (CD) a una presión de 60 a 100 psig bombeada mediante una Bomba de Engranajes Helicoidales que tiene un motor de 40 HP con un flujo máximo de entre 35 a 350 galones/min y una presión de funcionamiento de 60 a 100 psig, en donde la bomba recibe diésel de una fuente de flujo volumétrico constante (un tanque) en un rango de 4 a 1400 Umin a temperatura ambiente y a la presión hidrostática del tanque (mínimo de 1 psi), y en donde la primera corriente se mide mediante un medidor de Flujo másico Coriolis y se regula mediante un válvula de control de flujo principal NFS con conexión de brida RF estándar de clase 150 a una presión de 20 - 90 psig. a la misma presión proporcionada por la Bomba de Engranajes Helicoidales.

5. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 1 en donde en el paso a) la segunda corriente

(S1) se proporciona mediante una Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva, con un flujo proporcional máximo de entre 0 a 5 galones/min (preferiblemente 4.55 galones/min) y una presión de funcionamiento de entre 25 a 120 psig (preferiblemente 100 psig), en donde la Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva recibe el primer aditivo de un tanque a una presión hidrostática del tanque a temperatura ambiente y en donde la segunda corriente proporcionada por la Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva se mide mediante un medidor de Flujo Másico Coríolis recto, regulado con una válvula de control, que regula la segunda corriente a una presión máxima de entre 25 y 125 psig (preferiblemente

100 psig).

6. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 1 en donde en el paso a) la tercera corriente

(S2) se proporciona mediante una Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva con un flujo máximo de entre 0 y 10 galones/min (preferiblemente 8.75 galones/min) y una presión de funcionamiento de entre 25 y 125 psig

(preferiblemente 100 psig), en donde la Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva recibe el segundo aditivo de un tanque a una presión hidrostática del tanque a temperatura ambiente y en donde la tercera corriente proporcionada por la Bomba de Inyección de Cavidad Progresiva se mide mediante un medidor de Flujo Másico Coriolis recto, regulado con una válvula de control NPS con conexión de brida RF estándar de clase 150 que regula la tercera corriente del aditivo S2 a una presión de entre 25 a 125 psig (preferiblemente 100 psig).

7. Un proceso para la producción de un combustible diesel mejorado de conformidad con la reivindicación 1 en donde en el paso a):

I. la segunda corriente (S1 ) se inyecta a la primera corriente (SD);

II. la corriente resultante (SD + S1) se homogeneiza mediante un mezclador estático, produciendo asi una corriente homogeneizada;

III. la tercera corriente S2 se inyecta a la corriente homogeneizada obtenida en el paso II;

IV. La corriente resultante obtenida en el paso III (S2 + S1 + S2) se homogeneiza mediante un mezclador estático.

8. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 7 en donde en el paso I. la segunda corriente

(S1) se inyecta mediante un conectar estándar en "T". a una presión de entre 25 y 125 psig (preferiblemente 100 psig), que debe ser mayor que la presión de la corriente principal, para crear una corriente de SD + S1 que tenga un flujo másico máximo de entre 35 a 400 gal/min (preferiblemente 359.55 gal/min), en donde el flujo másico de entrada corresponderá dél 0.9 al 1.5% del SD en flujo.

9. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 7, en donde en el paso II. la corriente resultante

(SD + S1) se homogeneiza mediante un primer mezclador estático que tiene 5 unidades de cuchillas PMS y una conexión de brida RF estándar de clase 150 y que produce una calda de presión de aproximadamente 8 psig para crear una corriente mixta de SD + S1 de unos 20 a 110 psig (preferiblemente 67 psig).

10. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicaciones 7 y 9, en donde en el paso III la tercera corriente S2 se inyecta mediante un conectar estándar en "T", a una presión de entre 25 y 125 psig (preferiblemente 100 psig) que debe ser mayor que la presión de la primera corriente (SD), en una posición ubicada después del primer mezclador estático para crear una corriente de SD + S1 + S2 con un flujo másico máximo de 400 galones/min, en donde el flujo másico de entrada del componente del S2 corresponderá aproximadamente a 1.5 al 3.0% del flujo SD

+ S1 + S2.

11. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 7, en donde en el paso III) la corriente que comprende SD + S1 + S2 se homogeneiza y se mezcla mediante un segundo mezclador estático que tiene 3 unidades de cuchillas PMS y una conexión de brida RF estándar de clase 150 que genera una calda de presión de aproximadamente 4 psig, produciendo asi una corriente mixta de SD + S1 + S2 que tiene una presión de entre 25 a 125 psig (preferiblemente aproximadamente

63 psig) a temperatura ambiente.

12. Un proceso para la producción de un combustible diésel mejorado de conformidad con la reivindicación 7, en donde en el paso b) la corriente mezclada y homogeneizada de SD + S1 + S2 se alimenta a un Reactor de Potencia de Ondas de choque (SPR) a una presión de 25 a 125 psig

(preferiblemente aproximadamente 63 psig) y a temperatura ambiente, en donde el reactor SPR comprende un rotor que gira a una velocidad de entre 600 RPM y 3000 RPM.

13. Un combustible diésel mejorado producido por el método de conformidad con las reivindicaciones 1 a 12, en donde el combustible diésel mejorado es un combustible diésel bipolar que tiene una conductividad eléctrica de más de 1000 veces en comparación con la conductividad eléctrica del combustible diésel regular, un parámetro de poder lubricante de aproximadamente 0.300 mm y en donde el combustible mejorado rompe el

Intercambio de NOx y la producción de hollín cuando es quemado por un motor de combustión diésel al reducir la producción de hollín en más de un 30% y reducir la producción de NOx con una penalizaclón de combustible de 0 a 3%.