微乳化乙醇-柴油混合燃料的性能

第33卷第I期石化技術(shù)與應用Vol 33 No I2015年1月Petrochemical Technology ApplicationJan. 201研究與開(kāi)發(fā)(42~44)微乳化乙醇一柴油混合燃料的性能張沙沙(江蘇永鵬科技實(shí)業(yè)有限公司,江蘇徐州221000)摘要:研究了微乳化乙醇(C2H3OH質(zhì)量分數為95%)-0柴油混合燃料的穩定性。結果表明,m(柴油)/m(乙醇)為9時(shí),使用m(正庚醇)/m[烷基醇聚氧乙烯(3)醚]為4的表面活性劑-正構一元醇復配物作乳化/穩定劑可獲得穩定性良好的混合燃料;40℃時(shí)混合燃料的穩定性最好,穩定時(shí)間超過(guò)3個(gè)月;混合燃料的閃點(diǎn)為21.2℃,銅片腐蝕、凝點(diǎn)等其他性能指標均能滿(mǎn)足國家標準要求。關(guān)鍵詞:乙醇柴油;穩定劑;容水性;微乳化中圖分類(lèi)號:TE626.24文獻標志碼:B文章編號:1009-0045(2015)01-0042-03環(huán)保和能源是人類(lèi)面臨的2大問(wèn)題。作為表1實(shí)驗儀器設備明細種替代能源,乙醇柴油既可以減少燃料消耗,名稱(chēng)型號生產(chǎn)廠(chǎng)家又可以控制污染物排放。近年來(lái),隨著(zhù)國民經(jīng)濟電子分析天平ESJ120-4上海廣正醫療儀器有限公司攪拌數顯恒溫電熱套SHT-2山東鄄城華魯電熱儀器有限的快速增長(cháng),人們對柴油的需求量日益增公司加-21。柴油是由原油通過(guò)蒸餾3設備提煉出石油密度計sY-1北京北斗星工業(yè)化學(xué)研究所來(lái)的。由于石油是不可再生資源,其儲量不斷減石油產(chǎn)品餾程測定器SYD-255上海昌吉地質(zhì)有限公司石油產(chǎn)品閃點(diǎn)測定器SYD海昌吉地質(zhì)有限公司少,所以開(kāi)發(fā)清潔燃料和代用燃料日益迫切。乙石油產(chǎn)品凝點(diǎn)測定器SYD-510F上海昌吉地質(zhì)有限公司醇是一種含氧可再生4-5能源,生產(chǎn)方式多樣,紅外快速干燥箱LH301-1遼陽(yáng)市恒溫儀器廠(chǎng)分廠(chǎng)數顯恒溫水浴鍋既可通過(guò)糧食發(fā)酵制得,也可通過(guò)工業(yè)合成制天津市泰斯特儀器有限公司得。雖然乙醇和柴油都可以作為燃料使用,但由于自身結構的特點(diǎn),他們之間卻幾乎是不能相溶1.3試樣制備的。通過(guò)乳化劑和助溶劑可增加二者的互溶性,室溫下用電子分析天平分別稱(chēng)取9g柴油和制備出廉價(jià)乙醇柴油,對石油資源短缺起到重要1g乙醇置于燒杯中。加入轉子,放在攪拌器上的緩解作用。邊攪拌一邊滴加乳化劑和助溶劑,直至溶液變?yōu)槌吻?。靜置24h6后觀(guān)察,如果仍透明且不發(fā)1實(shí)驗部分生分離,記錄乳化劑和助溶劑的加人量。1.1原材料0柴油,市售,中國石油集團公司。乙醇,2結果與討論C2HOH體積分數為95%,化學(xué)純,天津富宇精2.1乳化劑與助溶劑的復配細化工有限公司。烷基醇聚氧乙烯(3)醚乳化劑與助溶劑結合具有一定協(xié)同作用,可(AEO3),工業(yè)級,江蘇安海石油化工廠(chǎng)。正戊使界面張力進(jìn)一步降低,形成牢固的界面膜,使醇、正庚醇、正丙醇、甲醇、正癸醇,均為化學(xué)純,乳液的穩定性增強。由于高碳(C10)醇的親油天津富宇精細化工有限公司。蒸餾水,實(shí)驗室性隨碳鏈長(cháng)度的增大而提高所以要想制備出優(yōu)自制。1.2儀器設備中國煤化工實(shí)驗所用儀器、設備的名稱(chēng)、型號及生產(chǎn)廠(chǎng)收稿日期:CNMHG作者簡(jiǎn)介HYH,八、,碩士,技術(shù)員家如表1所列。從事石油化工研究工作第1期張沙沙.微乳化乙醇-柴油混合燃料的性能43質(zhì)油包水(W/O)型微乳液,應該使用高碳醇為助正庚醇復配物穩定劑,放人到不同溫度的恒溫槽溶劑,以利于W/0型微乳液的形成。本工作將中,待溫度穩定后,用微量注射器滴加一定量水,乳化劑(AEO3)與助溶劑(正庚醇)復配,研制出記錄下當乙醇柴油變渾濁時(shí)水的用量。再滴加種能使乙醇與柴油形成穩定微乳化混合燃料一定量AEO3/正庚醇復配物,直到體系變?yōu)槌吻宓姆€定劑。0,30℃條件下,AEO3正庚醇復配穩透明,然后又滴加水至渾濁。重復上述步驟,測定劑的組成對其在乙醇柴油體系中用量的影響得不同溫度下水的加入量。不同溫度下乙醇柴分別如表2和表3所列。油的容水量如圖1所示。表20℃下AEO3/正庚醇復配物的組成與用量復配物中乙醇柴油中AEO3用量/g正庚醇用量/g復配物用量/gw(復配物)/%0.13020.92321.05340.20800.81121.01929.140.32050.73211.05269.6l1.05289.630.61020.4995uc(復配物)/%0.72010.42861.1487圖1不同溫度下乙醇柴油的容水性表330℃下AEO3/正庚醇復配物的組成與用量由圖1可以看出,環(huán)境溫度和穩定劑用量對乙醇柴油的容水量均有影響。0℃下,穩定劑質(zhì)復配物中乙醇柴油中AEO3用量/g正庚醇用量/g復配物用量/gw(復配物)/%量分數為4%時(shí)約可容0.03%水。40℃下,穩定0.14020.60200.74226.56劑質(zhì)量分數為4%時(shí)可容0.38%水。顯然,穩定6.92劑用量相同時(shí),乙醇柴油的容水量隨環(huán)境溫度的0.32050.44330.76387.010.40950.34120.7507升高而顯著(zhù)增大。另一方面,環(huán)境溫度相同時(shí),0.8398乙醇柴油的容水量隨穩定劑用量的增加而單調0.61020.26140.8716增大0.72010.20860.92878.462.2.2穩定性在自然環(huán)境中存放乙醇柴油容易產(chǎn)生很多由表2和表3可以看出,溫度升高時(shí)復配物問(wèn)題,其中比較突出的一是乙醇具有揮發(fā)性,最用量減少,因為溫度升高時(shí)乙醇與柴油的極性差終會(huì )導致乙醇柴油中乙醇的含量減少;二是乙別減小。正庚醇用量隨AEO3用量的增加而減醇具有吸水性,體系中的乙醇能夠吸收環(huán)境中的少。m(AEO3)/m(正庚醇)約為1:4時(shí)復配物水分,從而導致混合燃料中水的含量增高,甚至的添加量最少,0,30℃下乙醇-柴油混合物中復造成油水相分層。驗證乙醇柴油穩定性的方法:配物的質(zhì)量分數分別為9.14%,6.56%。本工作使用靜置法,即先將柴油和乙醇以m(柴2.2乙醇柴油的性質(zhì)油)/m(乙醇)為9:1比例混合均勻,然后分別在2.2.1最大容水性10,20,40,50,60℃下觀(guān)察乙醇柴油由澄清均勻為保證乙醇柴油的儲存穩定性,測定乙醇變化到分層的時(shí)間。用穩定劑[m(AEO3)/m(正柴油-復配物(穩定劑)三元體系的最大容水性庚醇)為1:4的復配物]滴定乙醇柴油混合溶顯得十分重要。在儲存過(guò)程中,周?chē)諝庵械乃?使其變?yōu)槌吻?閉口狀態(tài)下靜止放置一段時(shí)分很有可能被吸收到乙醇柴油中。當吸收的水間,記錄乙醇柴油分層時(shí)的放置時(shí)間。環(huán)境溫度分超過(guò)乙醇柴油的最大容水量時(shí),就會(huì )使乙醇柴對乙醇柴油穩定的影響如表4所列。油產(chǎn)生分層現象7而影響其使用性能。由表4中國煤化工時(shí)乙醇柴油先向錐形瓶中加入18g柴油和2gC2H,OH的穩定性先HCNMHG柴油的穩定質(zhì)量分數為95%的乙醇,然后加入一定量AEO3/性最好,穩定時(shí)間大于3個(gè)月44石化技術(shù)與應用第33卷衰4環(huán)境溫度對乙醇柴油穩定的影響合國家標準要求。溫度/℃穩定時(shí)間/月‖溫度/℃穩定時(shí)間/月>2.3結論20>2.5>2.0>3.0a.碳鏈長(cháng)度適中的正庚醇親油性較好,適合作為乙醇-柴油混合燃料的助乳化劑使用,不僅助乳化效果最好,而且可配制出穩定性最好的混2.2.3相關(guān)性質(zhì)合燃料。用m(AEO3)/m(正庚醇)為1:4的復配物穩定劑滴定m(柴油)/m(乙醇)為9的乙醇柴b.乙醇一柴油混合燃料的穩定性隨環(huán)境溫度的升高而變好。油,直至乙醇柴油變澄清。乳化型乙醇柴油和0c.水會(huì )使乙醇-柴油混合燃料的穩定性下柴油的相關(guān)性質(zhì)對比如表5所列。降。在乙醇-柴油混合物中,加入的醇主要起維表5乳化型乙醇柴油和0°柴油的相關(guān)性質(zhì)持微乳液穩定的作用。穩定劑的容水量隨溫度項目乙醇柴油0柴油的升高而增大。20℃運動(dòng)黏度/(mm2·s1)4.2505.124d.加入乙醇主要會(huì )使乙醇-柴油混合燃料20℃密度/(kg·m-3)821.4的閃點(diǎn)降低,對其他性能指標影響較小閉口閃點(diǎn)/℃71.0(灰分)/%0.0050.002凝點(diǎn)參考文獻十六烷值0.549.2[1]謝新玲,王紅霞,張高勇,等微乳化柴油研究進(jìn)展[J].河南銅片腐蝕(50℃,3h)化工,2003,28(11):1-3.[2]黃風(fēng)林,黃勇微乳化柴油的研究與發(fā)展前景[冂]內蒙古石油化工,2008,17(21):9-10由表5可以看出,與0°柴油相比,乙醇柴油[3]于娜娜,高志謹秦兵乙醇柴油燃料的研究進(jìn)展[].精細與的運動(dòng)黏度較低,因為乙醇的運動(dòng)黏度約為柴油專(zhuān)用化學(xué)品,2013,21(2):41-43運動(dòng)黏度的1/3;乙醇柴油的密度較小,原因之[4]吳鑒臻,王相福,閆鋒.一種乙醇柴油的微乳化性能研究[J]化學(xué)與黏合,2012,34(6):30-32是乙醇的密度比柴油的密度小,原因之二是乙醇[5]張志強,趙福全,于冠軍,等.乙醇/柴油燃料配制和對柴油機與柴油混合會(huì )出現膨脹現象;乙醇柴油的閃點(diǎn)較性能影響的模擬[].同濟大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2012,40小,因為乙醇(C2H3OH質(zhì)量分數為95%)的閃點(diǎn)(8):1254-1260約為12℃,放置和運輸乙醇柴油時(shí)必須嚴格防6楊楚芬乙醇油的徽乳化研究[],廣東化工2012,39(8):火;雖然乙醇柴油的灰分含量較高,但仍然符合[7]劉曉,熊云,許世海,等.乙醇柴油性能研究[J]石油煉制與國家標準要求。乙醇柴油的其他性能指標均符化工,2010,41(5):72-73.Properties of microemulsified alcohol-diesel mixed fuelZHANG Sha-sha( Jiangsu Yongpeng Science Technology Industrial Co Ltd, Xuzhou 221000, China)Abstract The stability of microemulsified alcohol gent; at the temperature of 40C, the mixed fuel hadthe mass fraction of C2 H, OH was 95%)-0 the best stability and stabilization time was morediesel mixed fuel was investigated. The results than 3 months; the flash point of mixed fuel wasshowed when m( diesel)/m( alcohol) was 9, the 21.2C, and the cooper corrosion, condensationmixed fuel with better stability was obtained by using point and other performance indexes could meet thesurfactant - normal monohydric alcohol compound requirements中國煤化工[m(m-heptanol)/m( alkyl alcohol polyoxyethyleneKey woreHCNMHGzer:water(3)ether)was 4]as emulsification/stabilization aholding capability microemulsion