微乳化乙醇-柴油混合燃料的性能

第33卷第I期石化技术与应用Vol 33 No I2015年1月Petrochemical Technology ApplicationJan. 201研究与开发(42~44)微乳化乙醇一柴油混合燃料的性能张沙沙(江苏永鹏科技实业有限公司,江苏徐州221000)摘要:研究了微乳化乙醇(C2H3OH质量分数为95%)-0柴油混合燃料的稳定性。结果表明,m(柴油)/m(乙醇)为9时,使用m(正庚醇)/m[烷基醇聚氧乙烯(3)醚]为4的表面活性剂-正构一元醇复配物作乳化/稳定剂可获得稳定性良好的混合燃料;40℃时混合燃料的稳定性最好,稳定时间超过3个月;混合燃料的闪点为21.2℃,铜片腐蚀、凝点等其他性能指标均能满足国家标准要求。关键词:乙醇柴油;稳定剂;容水性;微乳化中图分类号:TE626.24文献标志码:B文章编号:1009-0045(2015)01-0042-03环保和能源是人类面临的2大问题。作为表1实验仪器设备明细种替代能源,乙醇柴油既可以减少燃料消耗,名称型号生产厂家又可以控制污染物排放。近年来,随着国民经济电子分析天平ESJ120-4上海广正医疗仪器有限公司搅拌数显恒温电热套SHT-2山东鄄城华鲁电热仪器有限的快速增长,人们对柴油的需求量日益增公司加-21。柴油是由原油通过蒸馏3设备提炼出石油密度计sY-1北京北斗星工业化学研究所来的。由于石油是不可再生资源,其储量不断减石油产品馏程测定器SYD-255上海昌吉地质有限公司石油产品闪点测定器SYD海昌吉地质有限公司少,所以开发清洁燃料和代用燃料日益迫切。乙石油产品凝点测定器SYD-510F上海昌吉地质有限公司醇是一种含氧可再生4-5能源,生产方式多样,红外快速干燥箱LH301-1辽阳市恒温仪器厂分厂数显恒温水浴锅既可通过粮食发酵制得,也可通过工业合成制天津市泰斯特仪器有限公司得。虽然乙醇和柴油都可以作为燃料使用,但由于自身结构的特点,他们之间却几乎是不能相溶1.3试样制备的。通过乳化剂和助溶剂可增加二者的互溶性,室温下用电子分析天平分别称取9g柴油和制备出廉价乙醇柴油,对石油资源短缺起到重要1g乙醇置于烧杯中。加入转子,放在搅拌器上的缓解作用。边搅拌一边滴加乳化剂和助溶剂,直至溶液变为澄清。静置24h6后观察,如果仍透明且不发1实验部分生分离,记录乳化剂和助溶剂的加人量。1.1原材料0柴油,市售,中国石油集团公司。乙醇,2结果与讨论C2HOH体积分数为95%,化学纯,天津富宇精2.1乳化剂与助溶剂的复配细化工有限公司。烷基醇聚氧乙烯(3)醚乳化剂与助溶剂结合具有一定协同作用,可(AEO3),工业级,江苏安海石油化工厂。正戊使界面张力进一步降低,形成牢固的界面膜,使醇、正庚醇、正丙醇、甲醇、正癸醇,均为化学纯,乳液的稳定性增强。由于高碳(C10)醇的亲油天津富宇精细化工有限公司。蒸馏水,实验室性随碳链长度的增大而提高所以要想制备出优自制。1.2仪器设备中国煤化工实验所用仪器、设备的名称、型号及生产厂收稿日期:CNMHG作者简介HYH,八、,硕士,技术员家如表1所列。从事石油化工研究工作第1期张沙沙.微乳化乙醇-柴油混合燃料的性能43质油包水(W/O)型微乳液,应该使用高碳醇为助正庚醇复配物稳定剂,放人到不同温度的恒温槽溶剂,以利于W/0型微乳液的形成。本工作将中,待温度稳定后,用微量注射器滴加一定量水,乳化剂(AEO3)与助溶剂(正庚醇)复配,研制出记录下当乙醇柴油变浑浊时水的用量。再滴加种能使乙醇与柴油形成稳定微乳化混合燃料一定量AEO3/正庚醇复配物,直到体系变为澄清的稳定剂。0,30℃条件下,AEO3正庚醇复配稳透明,然后又滴加水至浑浊。重复上述步骤,测定剂的组成对其在乙醇柴油体系中用量的影响得不同温度下水的加入量。不同温度下乙醇柴分别如表2和表3所列。油的容水量如图1所示。表20℃下AEO3/正庚醇复配物的组成与用量复配物中乙醇柴油中AEO3用量/g正庚醇用量/g复配物用量/gw(复配物)/%0.13020.92321.05340.20800.81121.01929.140.32050.73211.05269.6l1.05289.630.61020.4995uc(复配物)/%0.72010.42861.1487图1不同温度下乙醇柴油的容水性表330℃下AEO3/正庚醇复配物的组成与用量由图1可以看出,环境温度和稳定剂用量对乙醇柴油的容水量均有影响。0℃下,稳定剂质复配物中乙醇柴油中AEO3用量/g正庚醇用量/g复配物用量/gw(复配物)/%量分数为4%时约可容0.03%水。40℃下,稳定0.14020.60200.74226.56剂质量分数为4%时可容0.38%水。显然,稳定6.92剂用量相同时,乙醇柴油的容水量随环境温度的0.32050.44330.76387.010.40950.34120.7507升高而显著增大。另一方面,环境温度相同时,0.8398乙醇柴油的容水量随稳定剂用量的增加而单调0.61020.26140.8716增大0.72010.20860.92878.462.2.2稳定性在自然环境中存放乙醇柴油容易产生很多由表2和表3可以看出,温度升高时复配物问题,其中比较突出的一是乙醇具有挥发性,最用量减少,因为温度升高时乙醇与柴油的极性差终会导致乙醇柴油中乙醇的含量减少;二是乙别减小。正庚醇用量随AEO3用量的增加而减醇具有吸水性,体系中的乙醇能够吸收环境中的少。m(AEO3)/m(正庚醇)约为1:4时复配物水分,从而导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-柴油混合物中复造成油水相分层。验证乙醇柴油稳定性的方法:配物的质量分数分别为9.14%,6.56%。本工作使用静置法,即先将柴油和乙醇以m(柴2.2乙醇柴油的性质油)/m(乙醇)为9:1比例混合均匀,然后分别在2.2.1最大容水性10,20,40,50,60℃下观察乙醇柴油由澄清均匀为保证乙醇柴油的储存稳定性,测定乙醇变化到分层的时间。用稳定剂[m(AEO3)/m(正柴油-复配物(稳定剂)三元体系的最大容水性庚醇)为1:4的复配物]滴定乙醇柴油混合溶显得十分重要。在储存过程中,周围空气中的水液,使其变为澄清,闭口状态下静止放置一段时分很有可能被吸收到乙醇柴油中。当吸收的水间,记录乙醇柴油分层时的放置时间。环境温度分超过乙醇柴油的最大容水量时,就会使乙醇柴对乙醇柴油稳定的影响如表4所列。油产生分层现象7而影响其使用性能。由表4中国煤化工时乙醇柴油先向锥形瓶中加入18g柴油和2gC2H,OH的稳定性先HCNMHG柴油的稳定质量分数为95%的乙醇,然后加入一定量AEO3/性最好,稳定时间大于3个月44石化技术与应用第33卷衰4环境温度对乙醇柴油稳定的影响合国家标准要求。温度/℃稳定时间/月‖温度/℃稳定时间/月>2.3结论20>2.5>2.0>3.0a.碳链长度适中的正庚醇亲油性较好,适合作为乙醇-柴油混合燃料的助乳化剂使用,不仅助乳化效果最好,而且可配制出稳定性最好的混2.2.3相关性质合燃料。用m(AEO3)/m(正庚醇)为1:4的复配物稳定剂滴定m(柴油)/m(乙醇)为9的乙醇柴b.乙醇一柴油混合燃料的稳定性随环境温度的升高而变好。油,直至乙醇柴油变澄清。乳化型乙醇柴油和0c.水会使乙醇-柴油混合燃料的稳定性下柴油的相关性质对比如表5所列。降。在乙醇-柴油混合物中,加入的醇主要起维表5乳化型乙醇柴油和0°柴油的相关性质持微乳液稳定的作用。稳定剂的容水量随温度项目乙醇柴油0柴油的升高而增大。20℃运动黏度/(mm2·s1)4.2505.124d.加入乙醇主要会使乙醇-柴油混合燃料20℃密度/(kg·m-3)821.4的闪点降低,对其他性能指标影响较小闭口闪点/℃71.0(灰分)/%0.0050.002凝点参考文献十六烷值0.549.2[1]谢新玲,王红霞,张高勇,等微乳化柴油研究进展[J].河南铜片腐蚀(50℃,3h)化工,2003,28(11):1-3.[2]黄风林,黄勇微乳化柴油的研究与发展前景[冂]内蒙古石油化工,2008,17(21):9-10由表5可以看出,与0°柴油相比,乙醇柴油[3]于娜娜,高志谨秦兵乙醇柴油燃料的研究进展[].精细与的运动黏度较低,因为乙醇的运动黏度约为柴油专用化学品,2013,21(2):41-43运动黏度的1/3;乙醇柴油的密度较小,原因之[4]吴鉴臻,王相福,闫锋.一种乙醇柴油的微乳化性能研究[J]化学与黏合,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]张志强,赵福全,于冠军,等.乙醇/柴油燃料配制和对柴油机与柴油混合会出现膨胀现象;乙醇柴油的闪点较性能影响的模拟[].同济大学学报:自然科学版,2012,40小,因为乙醇(C2H3OH质量分数为95%)的闪点(8):1254-1260约为12℃,放置和运输乙醇柴油时必须严格防6杨楚芬乙醇油的徽乳化研究[],广东化工2012,39(8):火;虽然乙醇柴油的灰分含量较高,但仍然符合[7]刘晓,熊云,许世海,等.乙醇柴油性能研究[J]石油炼制与国家标准要求。乙醇柴油的其他性能指标均符化工,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中国煤化工[m(m-heptanol)/m( alkyl alcohol polyoxyethyleneKey woreHCNMHGzer:water(3)ether)was 4]as emulsification/stabilization aholding capability microemulsion