乙醇柴油燃料的研究进展

广东化工2013年第20期34www.gdchem.con第40卷总第262期乙醇柴油燃料的研究进展王雪香,侯侠(兰州石化职业技术学院应用化学工程系,甘肃兰州730060)[摘要]与传统柴油相比较,乙醇柴油因具有成本低,排放污染少等优点,成为当前柴油替代燃料的研究热点。文章分别论述了我国在乙醇和柴油的互溶性、助溶剂、乳化以及微乳化等方面的研究进展和存在的问题,最后,指出了我国乙醇柴油的主要研究方向。[关键词]乙醇柴油:相容性;助溶剂;乳化[中图分类号]TQ[文献标识码]A[文章编号]0-1865(2013)20-003401Research Progress of Ethanol Diesel Fuel(Application of Chemical Engineering Department Lanzhou Petrochemical College of Vocational Technology, Lanzhou 730060, China)Abstract: Compared with diesel oil, ethanol diesel have many advantages, such as low cost, less gas pollution, etc. So ethanol diesel fuel is a research hot ofalternative fuel of diesel oil. Research Progress and existing problems on solubility of ethanol with diesel Fuel, co-solvent, emulsification and micro-emulsification inChina, were discussed in the paper. Finally, research direction was presentedKeywords: ethanol diesel oil: intersolubility: co-solvent: emulsification石油资源是一种不可再生资源。随着世界范围内储量的日益剂的体积比为75:20:5的比例,分别在温度为0、10、20、30℃减少,国际原油价格不断上升,从而带动了柴油价格的增长。为的恒温条件下配制混合燃料。结果发现,柴油乙醇直接混合会立了降低柴油机的运作成本,改善柴油机的排放污染,缓解市场中即产生分层:加入助溶剂后会提高互溶效果,过一段时间才会分的柴汽比矛盾,而我国又是乙醇的生产大国,我国政府开始大力层;10℃以上环境均能保证柴油乙醇燃料稳定互溶15d以上场化投用,及随之带来的可观效益,使得汽油在部分地区的市随温度的升高和助溶剂碳原子数的增加稳定互溶时间有增大趋势提倡乙醇柴油的研究及应用且随着乙醒焦向科等人研究了在酮、醇、醚类等不同助溶剂作者们关注的焦点。柴油与工业乙醇的互溶性。研究结果表明:柴油和乙醇醇可通过乙醇是最早研究的柴油机含氧代用燃料之一。醇类燃料用于助溶剂形成稳定时间超过一个月、经济效益良好的混合燃料,其柴油机具有热效率高、燃烧充分、排放污染低等优点,所以通过中,在酮类助溶剂作用下,工业乙醇在乙醇柴油中的质量分数最添加乙醇来增加柴油的用量,并解决柴油燃烧所带来的高污染问高可达18.3%题已成为一条行之有效的途径。但是,乙醇是亲水性较强的极性李浔等人以自制生物柴油为助溶剂,研究了生物柴油对乙物质,而柴油又表现出明显的憎水性。所以,乙醇柴油燃料的硏醇和柴油调和燃料的助溶作用,柴油-生物柴油-乙醇调和燃料可究重点主要集中在乙醇和柴油的相容性、助溶剂和乳化剂开发等以互溶,在5℃时,当生物柴油的量超过12.55%,三者可以完全互溶,并且可以保持较长的时间稳定而不分层。1乙醇和柴油的相容性建民等人研究了醇类助溶剂对乙醇柴油容水量的影响,结果表明醇类助溶剂对乙醇柴油的容水稳定性有很大影响,碳数古文英等人对乙醇与不同柴油的相容性做了较为细致的研小于10时,随着醇碳数增加效果增强,正癸醇效果最好:碳数超究。他们考察了我国燕山、大港、锦州的各种基础柴油及市售成过10后,随着碳数增加效果反而下降。正构醇效果比带支链醇好,离温度的变化曲线。实验结果表明,所有直馏柴油在乙醇含量低人助溶剂能明显增强柴油对乙醇的相溶性,大幅度延长乙醇柴油%内,相分离温度迅速升高,升高幅度在25-40℃。而加氢柴油的低温稳定时间虽然助溶剂可以提高乙醇和柴油的互溶性,及乙醇柴油的容和催化裂化柴油相分离温度产生明显升高的分别是乙醇含量在水性,但是所需助溶剂的用量通常较大,在实际使用时会导致成10%20%和大于20%,但变化幅度较小,一般这两个范围内相本大幅度提高。所以研究出一种高效价廉的助溶剂是今后助溶剂分离温度升高值不超过15℃。所有成品柴油的相溶特性比较接的研究趋势。内,相分离温度基本不变:在10920%时,相分离温度升高幅3乙醇柴油的乳化、微乳化研究度最大,为10-15℃黄齐飞口等人也做了类似实验,得到了相近结果,即柴油的稳定性。将乙醇和柴油在乳化剂作用下,制成更为稳定的乳化液烃组成是决定相分离温度的决定性因素。基础柴油中芳烃含量和而实现更多乙醇的增容,也是目前乙醇柴油研究的一个主要方向小分子链烷烃含量越高,乙醇和柴油的相容性越好,相分离温度具有双亲性的乳化剂的加入可使乙醇柴油的容水量增大,稳越低。定性提高。并有研究表明,HLB值在5-10之间的表面活性剂对但是,水的含量直接影响乙醇柴油的相溶性。含水量越高乙醇柴油容水量提高的效果比亲水亲油平衡值在5以下的和10相分离温度越高,乙醇和柴油的相溶性越差5。乙醇是一种强吸以上的要好。北大学的冯国琳等人考察了乳化剂的类型、HLB值和用接触水分。所以乙醇柴油的吸水性问题成为限制乙醇柴油广泛应量气等对乳液稳定性的影响。实验结果表明,以油酸和壬基酚聚氧用的重要问题之乙烯醚复配为乳化剂、HLB值为8、乙醇含量小于15%,调整内2乙醇柴油的助溶剂研究外相密度近似相等可提高乳液稳定性,提出密度可以作为配制乙乙醇(极性分子)与柴油分子(非极性分子)的极性相差较大,在醇乳化柴油的参考依据。通常情况下互溶效果不是很好。助溶剂的极性应介于极性的乙醇、建中等人2将制革废弃油脂制备成脂肪酸甲酯,再用脂肪水和非极性的柴油之间,从而缓和了乙醇、水与柴油之间的极性酸甲酯制备乙醇一柴油乳化剂,研究了该乳化剂对对乙醇柴油稳差,可提高乙醇在柴油中的溶解性,以及乙醇柴油的溶水性。定性的影响。实验结果表明,添加该乳化剂制得的乙醇柴油混合前研究较多的助溶剂主要是常规的醇类。李会芬等人研燃料在0-70究醇类在乙醇柴油混合燃料中的助溶效果,选择碳原子数依次增明,制备的中国煤化工(TEM分析结果表CNMHG(下转第30页)大的正丁醇、正庚醇、正癸醇作为助溶剂,按柴油、乙醇、助溶[收稿日期]2013-09-23基金项目]甘肃省教育厅、科技厅科研基金(甘财教【2011】181号)[作者简介]王雪香(1983-,女,庆阳人,讲师,主要研究方向为精细化工广东化工2013年第20期www.gdchem.com第40卷总第262期与常规纺织纤维混纺成纱,然后采用机织或针织工艺生产出具有综上所述,电磁污染的防治已经越来越受到重视,而电磁屏蔽功能的织物,是最灵活有效的方法,可使织物的蔽材料的应用也逐渐渗透到各个领域,目前,研究较多的为电磁导电率提高数个数量级,而且织物具有较好的服用性能。这种方屏蔽涂料、电磁屏蔽织物和电磁屏蔽塑料,而积极研究和开发低式所织造出的屏蔽织物主要用于带电作业服、电磁辐射防护服成本、高屏蔽效能的新型电磁屏蔽材料,并进一步扩大其应用领保密室墙布和窗帘等。域,将会产生十分重大的社会效益和显著的经济效益。在上述在织物表面涂覆导电涂层,其发展在于在涂层剂中加入已分种电磁屏蔽材料的研究中,如何将导电填料的复合化:本征型导散好的电磁波吸收剂或导电磁性物质,经涂层整理、热处理后就电高分子材料的实用化以及材料的非晶化和纳米化,通过各种手可在织物表面包覆一层具有电磁波屏蔽的薄膜。当涂层体积电阻段,对影响电磁屏蔽材料屏蔽效能的因素进行关联优势分析,获率达10~1039cm时,屏蔽效率可达到30dB以上,此时屏蔽的得各影响因素的优先次序;对材料内部组织进行优化,大大提高电磁波能达到95%以上。材料包括电磁屏蔽性能在内的综合性能,开发新型电磁屏蔽材料2.3电磁屏蔽塑料成为近几年发展的重点电磁屏蔽塑料可分为表层导电型屏蔽塑料和填充型屏蔽塑料参考文献解电镀等方法在塑料表面获得很薄的金属层,从而达到屏蔽的目1辐射对人体的危害,中国食疗网,hp:w.shuo,eom,cmy的。它具有导电性好,屏蔽效果佳等特点,但是其金属薄复合层20042815522.2hm或镀层在使用和加工过程中容易剥离,性能较差,因此使用较少[2]宋月贤,王红理,郑元锁,等.高导电聚苯胺薄膜的制备及其电磁屏蔽填充型复合屏蔽塑料是由导电填料和合成树脂通过混炼造性能的研究[.高分子学报,2002,1:92.95粒,并采用注射成型、挤压成型或压塑成型等方法制得。两者相[3陈婉,梁成浩,谢阳.本征导电聚合物开发的最新进展[J].电化学比,后者具有一次成型的特点,从而可可降低成本,提高产品的可2001,7(4):396-402靠性,使用较多。一般来说,屏蔽塑料的性能取决于导电填料的4 Xinrui Xu, Xiao Luo, Electroless silver coating on fine copper powder and导电性及它们之间的相互搭接程度。its effectson oxidation resistance[J]. Materials Letters, 2003(57): 3987填充型复合屏蔽用填料一般有金属粉、金属纤维、炭黑、碳5]糗祖武·电磁干扰防护与电磁兼容[M北京:北京原子能出版社,1993.纤维、导电玻璃纤维及一些高分子纤维(PAN纤维,聚苯胺纤维等)6戈明亮.导电高分子材料的研究概况[.现代塑料加工应用,200等。炭黑成本较低,分散性好,但在塑料基体中的填充量一般要1443:46质量分数达20%40%能有一定的效果,这样高的填充量必然[7]张松,李永,刘增堂,水性镍系电磁屏蔽涂料的制备及导电性能研究会影响材料的力学性能。碳纤维比重小,直径细,长径比大,具[.电子元件与材料,2006,25(10):6567有高强度、高模量、化学稳定性能好等优点,易形成导电网络8]毛倩瑾,于彩霞,周美玲.Cu/Ag复合电磁屏蔽涂料的研究[涂料工同时还具有强化材料的功能。若直接使用,由于其导电性较差业,2004,34(4):38含量高而使得效果不好,一般在其表面镀一层金属膜,这样就可9高晓敏,刘际伟,刘水华,分散助剂对丙烯酸基、电磁屏蔽涂料性能的以获得较好的屏蔽效果。而通常用的金属导电纤维有铜纤维、镍有铜纤维、镍影响叮,材料科学与工程,200,203):410413纤维、铁纤维或不锈钢纤维等。借助微振动切割技术制得的黄铜[ 10)Zheng w, Wong S C. Electrical conductivity and dielectric properties of纤维价格低,填充量少,即可达到较好的屏蔽效能。铁纤维填充PMMA expanded graphite composites[J]. Science and Technology February塑料是新开发的一个品种,其综合性能良好,成型加工性好。不200.6302:225235锈钢纤维耐磨、耐腐蚀、抗氧化且导电性好,弯曲强度高,但价格较贵。由于金属纤维一般较难加工,所以常用表面镀金属的碳(本文文献格式;冯雪,杨伟超,张明辉,等电磁屏蔽材料的应纤维代替纯金属纤维3结语(上接第34页)乳化液需要乳化剂的存在才能形成较稳定的乳化液,并且所(2]黄齐飞,宋崇林,张铁臣,等,乙醇柴油混合燃料的相溶性及对发动形成的乳化液易受环境因素,如温度等的影响而破坏其稳定性机性能影响的研究[燃料化学学报,2007,35(3):39343微乳液与乳化液不同,它是一种热力学稳定体系,能自发形成3]刘晓,熊云,许世海,等.乙醇柴油性能研究[.石油炼制与化工,2010,粒径小,可长期稳定存在。广东工业大学的杨楚芬采用乳化与41(5):71-76互溶法制备在度范围内稳定存在的乙醇柴油微乳液,研究[4古文英,史权,彭勃,等.乙醇柴油的研究现状[西安石油大学学报了不同表面活性剂和助溶剂对该体系的乳化和助溶效果,并探讨了温度对该体系的影响。实验结果显示,采用乳化与互溶法,在5张润铎,贺泓,张长斌,等.乙醇柴油混合燃料的制备工艺和废气的排0#柴油95%乙醇(质量比9:1)中加入乳化剂AEO3或助溶剂如放特性[环境科学,2003,24(4):1-6短链醇),可以制得在一定温度下稳定存在的微乳液透明澄清体[6李会芬,余红东,黄锦成,以醇类为助溶剂的乙醇柴油混合燃料的试验系。体系的温度降低时,需要加入的乳化剂和助溶剂的量增加。研究[门.广西大学学报:自然科学版,2010,35(2):282285无论是乳化还是微乳化法制备乙醇柴油,要得到更稳定的乙[7焦向科,伍林,程正载,等柴油与工业醇的互溶性研究门.化学与生醇柴油燃料,所需的乳化剂量都比较大,并且要使其低温稳定性物工程,2009,26(5):67-69好,所需的乳化剂就更多。而乳化剂的价格一般都比较高,这就8]李浔,谢丹,王艳宜,等,柴油生物柴油乙醇溶解性及其调和燃料特会提高乙醇柴油的生产成本。而利用废弃油脂来制作乳化剂不失性的研究[应用化工,2011,40(3):376-380为一种好的降低乳化剂成本的方法。[9]蔺建民,朱同荣,黄燕民,等,乙醇柴油对不同添加剂感受性的研究[.石4结语油炼制与化工,2006,37(6):51-56乙醇柴油作为传统柴油的替代燃料具有多方面优势,其制备10]古文英,史权,王静媛,等,乙醇柴油的储存稳定性研究[.炼油技术与工程,2006,36(8):51-54方面的研究主要集中在互溶性、助溶和乳化等方面。综述各方面[1冯国琳,刘有智,焦伟洲,等乳化剂对乙醇乳化柴油稳定性的影响1进和乳化,降乙醇架油燃料成木,从加其市场3建某:3备乙醇2化投用步伐。].石油炼制与化工,2011,42(10):73-7713]杨楚芬,乙醇柴油的微乳化研究[.广东化工,2012,398):1-12参考文献古文英,史权,彭勃,等.乙醇和柴油的相容性研究.石油大学学报(本文文献格中国煤化工料的研究进展[J].广(自然科学版),2005,29(6):19122东化工,201CNMHG