乙醇汽油中添加劑及最佳乙醇比例的研究

煉油與化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第20卷乙醇汽油中添加劑及最佳乙醇比例的研究李士雨12,司瑞1,齊向娟,孫傳慶12,徐麗梅(1天津大學(xué)化工學(xué)院天津30002;2石河子大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院新疆石河子432003)摘要:參照 ASTM D642299方法對12種單質(zhì)型乙醇汽油添加劑對乙醇汽油相分離溫度的改善效果進(jìn)行了實(shí)驗研究篩選出9種可以使乙醇含量為10%(E10)的乙醇汽油相分離溫度降低到-25℃以下的添加劑。在此基礎上,采用正交實(shí)驗法開(kāi)發(fā)出6種復合添加劑,均可使E0乙醇汽油的相分離溫度低于-30℃(添加劑用量為3%)。并通過(guò)實(shí)驗確定,當乙醇汽油中乙醇比例達到20%時(shí),不加添加劑也可使其相分離溫度在水含量為0.8%時(shí)低于-28℃,遠高于國標中對乙醇汽油水含量的限制,有利于乙醇汽油的推廣。關(guān)鍵詞:乙醇汽油;相分離溫度;醇油比中圖分類(lèi)號:TE626文獻標識碼:A文章編號:1671-4962(200)03-0006-02近年來(lái),乙醇汽油作為一種新型的車(chē)用燃料,試管插上低溫溫度計,按照 ASTM D642299的得到了世界各國的高度重視。2005年全世界生物方法進(jìn)行測定燃料乙醇產(chǎn)量為30Mt。我國有9個(gè)省(市)推廣使(3)將測試管放入低溫恒溫反應浴。低溫恒溫用乙醇汽油,乙醇汽油的消費量約占全國汽油消反應浴從室溫降到-10℃,測定測試管中樣品的溫費量的20%。度。從室溫開(kāi)始測定。乙醇汽油在使用中也存在一些問(wèn)題,如動(dòng)(4)以2℃為間隔,將測試管從低溫恒溫反應力性低、尾氣排放中部分物質(zhì)超標、發(fā)動(dòng)機有沉積浴中取出,震蕩5~10s,用蘸過(guò)異丙醇的濕毛巾擦物、分層等問(wèn)題。各國在乙醇汽油中乙醇比例上存拭測試管表面,以除去凝結物,在5s之內在光亮在很大差異,例如,巴西供應的乙醇汽油有2種:的背景下觀(guān)測樣品?？刂茰y試管中樣品的降溫速乙醇汽油(2%無(wú)水乙醇+78%汽油)和MEG燃料度不超過(guò)2/min(60%無(wú)水乙醇+33%甲醇+7%汽油),美國供應乙5)如果測試樣品沒(méi)有出現相分離,或者相分醇添加比例大于20%的乙醇汽油,我國乙醇汽油離溫度并沒(méi)有低于-50℃,把測試管放回低溫恒溫中乙醇的含量為90%-105%。文中通過(guò)實(shí)驗確定反應浴中。如果測試樣品出現了相分離現象,則記了乙醇汽油中乙醇比例的最佳值。錄溫度,之后做第(10)步。如果測試樣品在-50℃沒(méi)1實(shí)驗方法有出現相分離現象,則記錄相分離溫度為<-50℃。研究發(fā)現,乙醇汽油在含水量達到一定比例(6)如果測試樣品達到了0℃仍沒(méi)有發(fā)生相時(shí)會(huì )發(fā)生分層現象。使用相分離溫度表征乙醇分離,則將低溫恒溫反應浴的溫度設置為-25℃,汽油的最低分層溫度,相分離溫度越低,表明乙醇重復第(4)、(5)步汽油越不易發(fā)生相分離即使用性能越好。(7)當樣品達到-15℃而沒(méi)有出現相分離現參照 ASTM D642299進(jìn)行該實(shí)驗相分離溫象,將低溫恒溫反應浴溫度設置為-40℃,重復第度的測定,實(shí)驗過(guò)程共包括11個(gè)步驟(4)、(5)步。(1)取10mL容量瓶若干,按照乙醇、水、汽(8)當樣品達到-25℃而沒(méi)有出現相分離現油、添加劑的順序配制一定比例的混合溶液,搖晃象將低溫恒溫反應浴溫度設置為-50℃,重復第均勻后靜置10min,觀(guān)察現象靜置后分層的記錄(4)、(5)步。為“-”,表示室溫下分層,并記錄室溫溫度(如果室rV中國煤化工出現相分離現溫低于20℃,應先將混合溶液升溫,然后進(jìn)行測象將60℃,重復第定)。CNMHGHH起·習·ML(2)將未在室溫下分層的溶液搖勻后倒入測10)使樣品在室溫下升溫,并且每升高2℃00年第3期李土雨等乙醇汽油中添加劑及最佳乙醇比例的研究便強烈震蕩樣品,仔細觀(guān)察,記錄下相分離現象消葉油、乙酸乙酯。失所對應的溫度。將冷卻溫度與升溫溫度相加取(3)桉葉油僅當乙醇汽油的水含量在03%~平均值就是要測定的相分離溫度。0.5%期間時(shí)才對其分層性能進(jìn)行改善,這時(shí)桉葉(11)記錄相分離溫度,并做重復性實(shí)驗,保證油添加量越高、純度越高,相分離溫度越低。如果測定的準確度。在乙醇汽油的添加3%的桉葉油,可允許的乙醇汽2實(shí)驗結果與討論油的水含量可由國標的0.11%提高到04%,這時(shí)21單質(zhì)類(lèi)乙醇汽油添加劑的相分離溫度為-20℃左右。這種結果會(huì )因汽油標具有一定油溶性和水溶性的物質(zhì)可以改善乙號而略有差異醇汽油的分層問(wèn)題,這類(lèi)物質(zhì)通常是表面活性劑。2.2復合乙醇汽油添加劑由于用于燃料,所以只能選擇易燃性的、液體狀的經(jīng)過(guò)正交實(shí)驗分析,確定了復合添加劑的配表面活性劑。根據相似相溶原理選用12種物質(zhì)進(jìn)方,并進(jìn)行了相分離實(shí)驗。實(shí)驗條件:90汽油、行研究,分別是正丁醇、正戊醇、異丁醇、叔丁醇、E10水含量為05%、添加劑總量為3%。最終得到異戊醇、正己醇、環(huán)己醇、正庚醇、正辛醇、異辛醇、6組可用的復合添加劑,其組成與效果如下:桉葉油和乙酸乙酯。第1組,正丁醇:正戊醇:異戊醇:桉葉油根據實(shí)驗得到3個(gè)結果(985%)=1.0%:0.5%:1.0%-05%,相分離溫度為(1)如果E10乙醇汽油的水含量達到03%-37℃。(體積百分數,以下同)以下時(shí),相分離的溫度低第2組,環(huán)己醇:異丁醇:叔丁醇:桉葉油于-50℃。而國家標準規定的水分含量為0.11%,(985%)=1.0%:05%:1.0%05%,相分離溫度為由此,如果達到國標,即可不用考慮相分離問(wèn)題。-32℃但是,如果乙醇汽油中水含量超過(guò)這個(gè)值,乙醇汽第3組,正丁醇:正戊醇:異戊醇:異丁醇:油會(huì )發(fā)生分層,即產(chǎn)生相分離。1.0%:0%:0%:20%,相分離溫度為-38℃。(2)添加劑可以改善乙醇汽油的分層性能,即第4組,正丁醇:正戊醇:異戊醇:異丁醇=可提高乙醇汽油含水量的閾值。對于E10乙醇汽1.0%:05%0.5%:1.0%,相分離溫度為-36℃。油,在含水量為06%情況下:當添加劑含量小于第5組,正丁醇:正戊醇異戊醇:異丁醇=1.0%1%時(shí),任何添加劑的效果均不明顯;當添加劑含量20%:0%0%,相分離溫度為-36℃達到3%時(shí),大部分添加劑對乙醇汽油的相分離溫第6組,正丁醇:正戊醇:異戊醇:異丁醇度的降低都有了明顯的效果;當添加劑含量達到20%:1.0%:0%-0%,相分離溫度為-36℃5%時(shí),除985%的異辛醇桉葉油和乙酸乙酯外,23最佳的乙醇汽油添加劑其他添加劑均可以使乙醇汽油的相分離溫度降低該實(shí)驗的目的是確定最佳的乙醇汽油添加劑到-25℃以下,尤其是正丁醇,可以達到相分離溫結果表明,最好的乙醇汽油添加劑應該是乙醇本度為40℃以下。文中12種添加劑對相分離改進(jìn)身,原因是乙醇與水可以以任何比例互溶,乙醇含的效果次序是正丁醇、正戊醇、異丁醇、叔丁醇、異量的提高(相當于加入添加劑),必然導致相分離溫戊醇、正己醇、環(huán)己醇、正庚醇、正辛醇、異辛醇桉度的降低。為此,進(jìn)行了對比實(shí)驗,數據見(jiàn)表1表19汽油空白(不加添加劑)相分離溫度項目?jì)群?0.20.3060.7相分離溫度/℃<-50<-50<-50<-50E5050<-50<50<-50<-50中國煤化工<-50<50注:表示20℃以上發(fā)生相分離CNMHG從表1可以看出,當乙醇汽油乙醇比例達到15%(E15)時(shí),在水含量0%情況下,相分離溫度煉油與化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第20卷原油粘溫公式的精度分析周宏志(大慶石油學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院黑龍江大慶16318)摘要:粘度是影響原油加工運輸的一個(gè)重要參數。而應用瓦爾特公式( Walther-ASTM)計算原油粘度時(shí)通常使用固定的經(jīng)驗系數取2組粘溫數據計箅,誤差偏大。應用計算機編制原油粘溫系數擬和程序,取多組數據擬合計算出系數,可使得粘溫公式精度更高、誤差更小。關(guān)鍵詞:原油粘度;瓦爾特公式;諾謨圖中圖分類(lèi)號:TE832文獻標識碼:A文章編號:1671-4962(20090)03-0008-02我國原油大部分含蠟髙,組分復雜,溫度對原值,可以有效地提高計算精度。文中以大慶原油為油粘度影響最大,原油的粘度隨著(zhù)溫度的上升而例,計算出牛頓流段粘溫公式的系數值,并加以分降低。原油的流體力學(xué)特性直接關(guān)系到原油的加析,得出了可應用于實(shí)際原油的存儲運輸的粘溫工和運輸,尤其是長(cháng)距離管道輸送。因此提高原油公式。的粘溫計算公式的精度極為重要。1最小二乘法在應用瓦爾特公式計算原油粘度叫時(shí)通常使設觀(guān)測數據為(x,y),(i=0,1,2,…,n),希望用固定的經(jīng)驗系數取2組粘溫數據,在諾謨圖上用1條相對光滑的曲線(xiàn)y=f(x)來(lái)近似表示變量y畫(huà)直線(xiàn)取交點(diǎn),得到系數值。該方法難于滿(mǎn)足原油與x的關(guān)系,不要求它通過(guò)每個(gè)數據點(diǎn)(節點(diǎn)),但的粘度計算精度要求,誤差較大。而編制原油粘溫要求曲線(xiàn)與數據點(diǎn)之間的距離盡可能小,稱(chēng)y=f(x)系數擬和程序取多組數據,應用計算機求解系數為擬合函數或經(jīng)驗公式。設擬合函數的表達式中可達到-34℃;而當乙醇含量達到20%(E20)時(shí),在北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200756-59水含量為08%時(shí),相分離溫度可達到-28℃。這是[41千沖吳水志巴西美國汽油醉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展簡(jiǎn)況及對我的美國、巴西等國乙醇汽油中乙醇含量一般均高于啟小[]釀酒,2005,32(3):1-12[5]劉金寶車(chē)用乙醇汽油推廣應用中存在的問(wèn)題及建議[J20%的原因。煉油與化工,2005(2):43453結論6]龔冬梅張翠君張戟車(chē)用乙醇汽油分層問(wèn)題的研究[改善乙醇汽油中的乙醇比例會(huì )明顯地改善其河南化工,2003(6):11-13.分層性能,甚至可以不使用上述添加劑。經(jīng)過(guò)實(shí)驗7]白英芝排國靜醇汽油穩定性的改善得到了乙醇汽油中適宜的乙醇比例為20%,在遼寧石油化下大學(xué)學(xué)報,2004,24(1):29-35[8]趙國民趙月,王國良,等汽油乙醇汽油添加劑28℃(我國絕大部分地區適用)情況下可允許的中國,1542106A[P]004-11-03.含水量為08%,大幅度放寬了對乙醇汽油水含量[9〕岑漢材,秦丹青一種乙醇汽油添加劑:中國,18503(P的限制。因此建議,適當提髙我國乙醇汽油中乙醇2006-07-05.的比例,以提高其對水分的容許能力,尤其是提高O】王菊林甲乙醇汽油添加劑及甲乙醉汽油乙醇汽油在北方高寒地區的適應性。中國,101033416A[P]2007-09-12.[11] Globus, Alfred R Stabilization of ethanol-gasoline mixtures參考文獻UAs,4328004P]198008-13.[1]白頤“十一五”我國石油替代和再生能源部分產(chǎn)品[12] Kester, Frank L, Fitzsimmons. Stabilized gasoline-alcohol發(fā)展分析[門(mén)]化T技術(shù)經(jīng)濟,2006,24(11):1-9aAT『D12] Wang M, Saricks C, Wu M. Fuel ethanol produced from收稿日斯中國煤化工waste manage assoc作者簡(jiǎn)介要從事化信YHENMHG程機械專(zhuān)業(yè)博土,主分禹過(guò)程和化工能量系統方面的科研[3]馬曉建,李洪亮,劉利平燃料乙醇生產(chǎn)與應用技術(shù)[M工作