乙醇汽油中添加剂及最佳乙醇比例的研究

炼油与化工REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第20卷乙醇汽油中添加剂及最佳乙醇比例的研究李士雨12,司瑞,齐向娟',孙传庆12,徐丽梅(1天津大学化工学院天津300072:2石河子大学化学化工学院新疆石河子43003)摘要:参照 ASTM D642299方法对12种单质型乙醇汽油添加剂对乙醇汽油相分离温度的改善效果进行了实验研究,筛选出9种可以使乙醇含量为10%(E10)的乙醇汽油相分离温度降低到-25℃以下的添加剂。在此基础上,采用正交实验法开发出6种复合添加剂均可使E10乙醇汽油的相分离温度低于-30℃(添加剂用量为3%)。并通过实验确定,当乙醇汽油中乙醇比例达到20%时,不加添加剂也可使其相分离温度在水含量为0.8%时低于-28℃,远高于国标中对乙醇汽油水含量的限制,有利于乙醇汽油的推广。关键词:乙醇汽油;相分离温度;醇油比中图分类号:TE626文献标识码:A文章编号:1671-4962(2009)03-000-0近年来,乙醇汽油作为一种新型的车用燃料,试管,插上低温温度计,按照 ASTM D6422-99的得到了世界各国的高度重视。2005年全世界生物方法进行测定。燃料乙醇产量为30Mt。我国有9个省(市)推广使(3)将测试管放入低温恒温反应浴。低温恒温用乙醇汽油,乙醇汽油的消费量约占全国汽油消反应浴从室温降到-10℃,测定测试管中样品的温费量的20%。度。从室温开始测定。乙醇汽油在使用中也存在一些问题5,如动4)以2℃为间隔将测试管从低温恒温反应力性低、尾气排放中部分物质超标、发动机有沉积浴中取出,震荡5~10s,用蘸过异丙醇的湿毛巾擦物、分层等问题。各国在乙醇汽油中乙醇比例上存拭测试管表面,以除去凝结物在5s之内在光亮在很大差异,例如,巴西供应的乙醇汽油有2种:的背景下观测样品。控制测试管中样品的降温速乙醇汽油(22%无水乙醇+78%汽油)和MEG燃料度不超过2℃/min。(60%无水乙醇+33%甲醇+7%汽油),美国供应乙(5)如果测试样品没有出现相分离,或者相分醇添加比例大于20%的乙醇汽油,我国乙醇汽油离温度并没有低于-50℃,把测试管放回低温恒温中乙醇的含量为90%-10.5%。文中通过实验确定反应浴中。如果测试样品出现了相分离现象,则记了乙醇汽油中乙醇比例的最佳值。录温度,之后做第(10)步。如果测试样品在-50℃没1实验方法有出现相分离现象则记录相分离温度为<-50℃研究发现,乙醇汽油在含水量达到一定比例(6)如果测试样品达到了0℃仍没有发生相时会发生分层现象。使用相分离温度表征乙醇分离,则将低温恒温反应浴的温度设置为-25℃,汽油的最低分层温度,相分离温度越低,表明乙醇重复第(4)、(5)步。汽油越不易发生相分离,即使用性能越好。(7)当样品达到-15℃而没有出现相分离现参照 ASTM D642299进行该实验相分离温象,将低温恒温反应浴温度设置为-40℃,重复第度的测定,实验过程共包括11个步骤。(4)、(5)步。1)取10mL容量瓶若干,按照乙醇、水汽8)当样品达到-25℃而没有出现相分离现油、添加剂的顺序配制一定比例的混合溶液,摇晃象将低温恒温反应浴温度设置为-50℃,重复第均匀后静置10min,观察现象静置后分层的记录(4)、(5)步为“-”,表示室温下分层,并记录室温温度(如果室(9)当样品达到-40℃而没有出现相分离现温低于20℃,应先将混合溶液升温,然后进行测象,将低温恒温反应浴温度设置为-60℃,重复第定)。(4)、(5)步,直到样品达到-50℃(2)将未在室温下分层的溶液摇匀后倒入测(10)使样品在室温下升温,并且每升高2℃00年第3期李土雨等乙醇汽油中添加剂及最佳乙醇比例的研究便强烈震荡样品,仔细观察,记录下相分离现象消叶油、乙酸乙酯。失所对应的温度。将冷却温度与升温温度相加取(3)桉叶油仅当乙醇汽油的水含量在03%平均值就是要测定的相分离温度。0.5%期间时才对其分层性能进行改善,这时桉叶(11)记录相分离温度,并做重复性实验,保证油添加量越高、纯度越高,相分离温度越低。如果测定的准确度。在乙醇汽油的添加3%的桉叶油,可允许的乙醇汽2实验结果与讨论油的水含量可由国标的0.11%提高到04%,这时21单质类乙醇汽油添加剂的相分离温度为-20℃左右。这种结果会因汽油标具有一定油溶性和水溶性的物质可以改善乙号而略有差异。醇汽油的分层问题,这类物质通常是表面活性剂。22复合乙醇汽油添加剂由于用于燃料,所以只能选择易燃性的、液体状的经过正交实验分析,确定了复合添加剂的配表面活性剂。根据相似相溶原理选用12种物质进方,并进行了相分离实验。实验条件:90汽油、行研究,分别是正丁醇、正戊醇、异丁醇、叔丁醇、E10、水含量为0.5%添加剂总量为3%。最终得到异戊醇、正己醇、环己醇、正庚醇、正辛醇、异辛醇、6组可用的复合添加剂,其组成与效果如下:桉叶油和乙酸乙酯。第1组,正丁醇:正戊醇:异戊醇:桉叶油根据实验得到3个结果。(985%)=1.0%0.5%:1.0%:0.5%,相分离温度为(1)如果E10乙醇汽油的水含量达到03%-37℃。(体积百分数,以下同)以下时,相分离的温度低第2组,环己醇:异丁醇:叔丁醇:桉叶油于-50℃。而国家标准规定的水分含量为011%,(985%)=1.0%:0.5%:10%:0.5%,相分离温度为由此,如果达到国标,即可不用考虑相分离问题。-32℃。但是,如果乙醇汽油中水含量超过这个值,乙醇汽第3组,正丁醇:正戊醇:异戊醇:异丁醇=油会发生分层,即产生相分离。1.09%:0%:0%2.0%,相分离温度为-38℃。(2)添加剂可以改善乙醇汽油的分层性能第4组,正丁醇:正戊醇:异戊醇:异丁醇可提高乙醇汽油含水量的阈值。对于E10乙醇汽1.0%:0.5%:0.5%:1.0%,相分离温度为-36℃。油,在含水量为06%情况下:当添加剂含量小于第5组,正丁醇:正戊醇异戊醇异丁醇=1.0%:1%时,任何添加剂的效果均不明显;当添加剂含量2.0%0%0%,相分离温度为-36℃。达到3%时,大部分添加剂对乙醇汽油的相分离温第6组,正丁醇:正戊醇:异戊醇:异丁醇度的降低都有了明显的效果;当添加剂含量达到20%:1.0%0%:0%,相分离温度为-36℃5%时,除985%的异辛醇桉叶油和乙酸乙酯外,23最佳的乙醇汽油添加剂其他添加剂均可以使乙醇汽油的相分离温度降低该实验的目的是确定最佳的乙醇汽油添加剂。到-25℃以下,尤其是正丁醇,可以达到相分离温结果表明,最好的乙醇汽油添加剂应该是乙醇本度为40℃以下。文中12种添加剂对相分离改进身,原因是乙醇与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、异丁醇、叔丁醇、异量的提高(相当于加入添加剂),必然导致相分离温戊醇、正己醇、环己醇、正庚醇、正辛醇、异辛醇、桉度的降低。为此,进行了对比实验,数据见表1。表19°汽油空白(不加添加剂)相分离温度项目内容含水量%0相分离温度/℃<<<-50-346E5050注:表示20℃以上发生相分离从表1可以看出,当乙醇汽油乙醇比例达到15%(E15)时,在水含量0.5%情况下,相分离温度炼油与化工8REFINING AND CHEMICAL INDUSTRY第20卷原油粘温公式的精度分析周宏志(大庆石油学院化学化工学院黑龙江大庆163318)摘要:粘度是影响原油加工运输的一个重要参数。而应用瓦尔特公式( Walther-ASTM)计算原油粘度时通常使用固定的经验系数取2组粘温数据计算,误差偏大。应用计算机编制原油粘温系数拟和程序,取多组数据拟合计算出系数,可使得粘温公式精度更高误差更小。关键词:原油粘度;瓦尔特公式;诺谟图中图分类号:TE832文献标识码:A文章编号:1671-4962(2009)03-0008-02我国原油大部分含蜡高,组分复杂,温度对原值,可以有效地提高计算精度。文中以大庆原油为油粘度影响最大,原油的粘度随着温度的上升而例,计算出牛顿流段粘温公式的系数值,并加以分降低。原油的流体力学特性直接关系到原油的加析,得出了可应用于实际原油的存储运输的粘温工和运输,尤其是长距离管道输送。因此提高原油公式。的粘温计算公式的精度极为重要。1最小二乘法在应用瓦尔特公式计算原油粘度叫时通常使设观测数据为(x,y),(i=0,1,2,…,n),希望用固定的经验系数取2组粘温数据,在诺谟图上用1条相对光滑的曲线y=f(x)来近似表示变量y画直线取交点得到系数值。该方法难于满足原油与x的关系,不要求它通过每个数据点(节点),但的粘度计算精度要求,误差较大。而编制原油粘温要求曲线与数据点之间的距离尽可能小,称y=(x)系数拟和程序取多组数据,应用计算机求解系数为拟合函数或经验公式。设拟合函数的表达式中可达到-34℃;而当乙醇含量达到20%(E20)时,在北京:化学工业出版社,200756-59水含量为08%时,相分离温度叮达到-28℃。这是[4]于冲,果水志巴西美国汽油醉产业的发展简况及对我国的美国、巴西等国乙醇汽油中乙醇含量一般均高于启小酿酒,2005,32(3):11-12.5]刘金宝车用乙醇汽油推广应用中存在的问题及建议20%的原因炼油与化T,2005(2):43-453结论6]龚冬梅张翠君张戟车用乙醇汽油分层问题的研究[改善乙醇汽油中的乙醇比例会明显地改善其河南化T,2003(6):11-13.分层性能,甚至可以不使用上述添加剂。经过实验7白英芝,排国静醇汽油稳定性的改善得到了乙醇汽油中适宜的乙醇比例为20%,在辽宁石油化T大学学报2004,24(1):29-3528℃(我国绝大部分地区适用)情况下可允许的[8]赵网民赵月,王国良等汽油乙醇汽油添加剂:含水量为08%,大幅度放宽了对乙醇汽油水含量[9岑汉材秦丹青一种乙醇汽油添加剂:中国,106503A的限制。因此建议,适当提高我国乙醇汽油中乙醇2006-07-05.的比例,以提高其对水分的容许能力,尤其是提高0]王菊体甲乙醇汽油添加剂及甲乙醉汽油乙醇汽油在北方高寒地区的适应性。中国,101033416A[P]2007-09-12[11] Globus, Alfred R. Stabilization of ethanol-gasoline mixtures:参考文献:UAs,4328004P]198008-13.[1]白颐十一五”我国石油替代和再生能源部分产品[12] Kester, Frank L, Fitzsimmons. Stabilized gasoline-alcohe发展分析[化工技术经济,2006,24(11):1-9.fuel compositions: UAS, 4384872[P].1979-03-05[2] Wang M, Saricks C, Wu M. Fuel ethanol produced from收稿日期:200906-12west U.S. com [作者简介:李七雨,男,教授化学工程化工过程机械专业博士,主999,49(7):756-772要从事化T信息技术、化工分离过程和化工能量系统方面的科研[3]马晓建李洪亮,刘利平燃料乙醇生产与应用技术M工作