第33卷第I期石化技術(shù)與應(yīng)用Vol 33 No I2015年1月Petrochemical Technology ApplicationJan. 201研究與開發(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?jǐn)?shù)為95%)-0柴油混合燃料的穩(wěn)定性。結(jié)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(gòu)一元醇復(fù)配物作乳化/穩(wěn)定劑可獲得穩(wěn)定性良好的混合燃料;40℃時(shí)混合燃料的穩(wěn)定性最好,穩(wěn)定時(shí)間超過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(biāo)均能滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。關(guān)鍵詞:乙醇柴油;穩(wěn)定劑;容水性;微乳化中圖分類號(hào):TE626.24文獻(xiàn)標(biāo)志碼:B文章編號(hào):1009-0045(2015)01-0042-03環(huán)保和能源是人類面臨的2大問題。作為表1實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備明細(xì)種替代能源,乙醇柴油既可以減少燃料消耗,名稱型號(hào)生產(chǎn)廠家又可以控制污染物排放。近年來,隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)電子分析天平ESJ120-4上海廣正醫(yī)療儀器有限公司攪拌數(shù)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(zhǎng),人們對(duì)柴油的需求量日益增公司加-21。柴油是由原油通過蒸餾3設(shè)備提煉出石油密度計(jì)sY-1北京北斗星工業(yè)化學(xué)研究所來的。由于石油是不可再生資源,其儲(chǔ)量不斷減石油產(chǎn)品餾程測(cè)定器SYD-255上海昌吉地質(zhì)有限公司石油產(chǎn)品閃點(diǎn)測(cè)定器SYD海昌吉地質(zhì)有限公司少,所以開發(fā)清潔燃料和代用燃料日益迫切。乙石油產(chǎn)品凝點(diǎn)測(cè)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遼陽市恒溫儀器廠分廠數(shù)顯恒溫水浴鍋既可通過糧食發(fā)酵制得,也可通過工業(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(jié)構(gòu)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取9g柴油和制備出廉價(jià)乙醇柴油,對(duì)石油資源短缺起到重要1g乙醇置于燒杯中。加入轉(zhuǎn)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后觀察,如果仍透明且不發(fā)1實(shí)驗(yàn)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(guó)石油集團(tuán)公司。乙醇,2結(jié)果與討論C2HOH體積分?jǐn)?shù)為95%,化學(xué)純,天津富宇精2.1乳化劑與助溶劑的復(fù)配細(xì)化工有限公司。烷基醇聚氧乙烯(3)醚乳化劑與助溶劑結(jié)合具有一定協(xié)同作用,可(AEO3),工業(yè)級(jí),江蘇安海石油化工廠。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(wěn)定性增強(qiáng)。由于高碳(C10)醇的親油天津富宇精細(xì)化工有限公司。蒸餾水,實(shí)驗(yàn)室性隨碳鏈長(zhǎng)度的增大而提高所以要想制備出優(yōu)自制。1.2儀器設(shè)備中國(guó)煤化工實(shí)驗(yàn)所用儀器、設(shè)備的名稱、型號(hào)及生產(chǎn)廠收稿日期: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(yīng)該使用高碳醇為助正庚醇復(fù)配物穩(wěn)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(wěn)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(fù)配,研制出記錄下當(dāng)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(wěn)定微乳化混合燃料一定量AEO3/正庚醇復(fù)配物,直到體系變?yōu)槌吻宓姆€(wěn)定劑。0,30℃條件下,AEO3正庚醇復(fù)配穩(wěn)透明,然后又滴加水至渾濁。重復(fù)上述步驟,測(cè)定劑的組成對(duì)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(fù)配物的組成與用量復(fù)配物中乙醇柴油中AEO3用量/g正庚醇用量/g復(fù)配物用量/gw(復(fù)配物)/%0.13020.92321.05340.20800.81121.01929.140.32050.73211.05269.6l1.05289.630.61020.4995uc(復(fù)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(fù)配物的組成與用量由圖1可以看出,環(huán)境溫度和穩(wěn)定劑用量對(duì)乙醇柴油的容水量均有影響。0℃下,穩(wěn)定劑質(zhì)復(fù)配物中乙醇柴油中AEO3用量/g正庚醇用量/g復(fù)配物用量/gw(復(fù)配物)/%量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)約可容0.03%水。40℃下,穩(wěn)定0.14020.60200.74226.56劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí)可容0.38%水。顯然,穩(wěn)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(wěn)定劑用量的增加而單調(diào)0.61020.26140.8716增大0.72010.20860.92878.462.2.2穩(wěn)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(fù)配物問題,其中比較突出的一是乙醇具有揮發(fā)性,最用量減少,因?yàn)闇囟壬邥r(shí)乙醇與柴油的極性差終會(huì)導(dǎo)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(fù)配物水分,從而導(dǎo)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(fù)造成油水相分層。驗(yàn)證乙醇柴油穩(wěn)定性的方法:配物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)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℃下觀察乙醇柴油由澄清均勻?yàn)楸ＷC乙醇柴油的儲(chǔ)存穩(wěn)定性,測(cè)定乙醇變化到分層的時(shí)間。用穩(wěn)定劑[m(AEO3)/m(正柴油-復(fù)配物(穩(wěn)定劑)三元體系的最大容水性庚醇)為1:4的復(fù)配物]滴定乙醇柴油混合溶顯得十分重要。在儲(chǔ)存過程中,周圍空氣中的水液,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(dāng)吸收的水間,記錄乙醇柴油分層時(shí)的放置時(shí)間。環(huán)境溫度分超過乙醇柴油的最大容水量時(shí),就會(huì)使乙醇柴對(duì)乙醇柴油穩(wěn)定的影響如表4所列。油產(chǎn)生分層現(xiàn)象7而影響其使用性能。由表4中國(guó)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(wěn)定性先HCNMHG柴油的穩(wěn)定質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%的乙醇,然后加入一定量AEO3/性最好,穩(wěn)定時(shí)間大于3個(gè)月44石化技術(shù)與應(yīng)用第33卷衰4環(huán)境溫度對(duì)乙醇柴油穩(wěn)定的影響合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。溫度/℃穩(wěn)定時(shí)間/月‖溫度/℃穩(wěn)定時(shí)間/月>2.3結(jié)論20>2.5>2.0>3.0a.碳鏈長(zhǎng)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(wěn)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(fù)配物穩(wěn)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(wěn)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(wěn)定性下柴油的相關(guān)性質(zhì)對(duì)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(wěn)定的作用。穩(wěn)定劑的容水量隨溫度項(xiàng)目乙醇柴油0柴油的升高而增大。20℃運(yùn)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(duì)其他性能指標(biāo)影響較小閉口閃點(diǎn)/℃71.0(灰分)/%0.0050.002凝點(diǎn)參考文獻(xiàn)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(nèi)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(jǐn)秦兵乙醇柴油燃料的研究進(jìn)展[].精細(xì)與的運(yùn)動(dòng)黏度較低,因?yàn)橐掖嫉倪\(yùn)動(dòng)黏度約為柴油專用化學(xué)品,2013,21(2):41-43運(yùn)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(qiáng),趙福全,于冠軍,等.乙醇/柴油燃料配制和對(duì)柴油機(jī)與柴油混合會(huì)出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象;乙醇柴油的閃點(diǎn)較性能影響的模擬[].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,40小,因?yàn)橐掖?C2H3OH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%)的閃點(diǎn)(8):1254-1260約為12℃,放置和運(yùn)輸乙醇柴油時(shí)必須嚴(yán)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。乙醇柴油的其他性能指標(biāo)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(guó)煤化工[m(m-heptanol)/m( alkyl alcohol polyoxyethyleneKey woreHCNMHGzer:water(3)ether)was 4]as emulsification/stabilization aholding capability microemulsion