乙醇柴油燃料的研究進(jìn)展

廣東化工2013年第20期34www.gdchem.con第40卷總第262期乙醇柴油燃料的研究進(jìn)展王雪香,侯俠(蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院應用化學(xué)工程系,甘肅蘭州730060)[摘要]與傳統柴油相比較,乙醇柴油因具有成本低,排放污染少等優(yōu)點(diǎn),成為當前柴油替代燃料的研究熱點(diǎn)。文章分別論述了我國在乙醇和柴油的互溶性、助溶劑、乳化以及微乳化等方面的研究進(jìn)展和存在的問(wèn)題,最后,指出了我國乙醇柴油的主要研究方向。[關(guān)鍵詞]乙醇柴油:相容性;助溶劑;乳化[中圖分類(lèi)號]TQ[文獻標識碼]A[文章編號]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石油資源是一種不可再生資源。隨著(zhù)世界范圍內儲量的日益劑的體積比為75:20:5的比例,分別在溫度為0、10、20、30℃減少,國際原油價(jià)格不斷上升,從而帶動(dòng)了柴油價(jià)格的增長(cháng)。為的恒溫條件下配制混合燃料。結果發(fā)現,柴油乙醇直接混合會(huì )立了降低柴油機的運作成本,改善柴油機的排放污染,緩解市場(chǎng)中即產(chǎn)生分層:加入助溶劑后會(huì )提高互溶效果,過(guò)一段時(shí)間才會(huì )分的柴汽比矛盾,而我國又是乙醇的生產(chǎn)大國,我國政府開(kāi)始大力層;10℃以上環(huán)境均能保證柴油乙醇燃料穩定互溶15d以上場(chǎng)化投用,及隨之帶來(lái)的可觀(guān)效益,使得汽油在部分地區的市隨溫度的升高和助溶劑碳原子數的增加穩定互溶時(shí)間有增大趨勢提倡乙醇柴油的研究及應用且隨著(zhù)乙醒焦向科等人研究了在酮、醇、醚類(lèi)等不同助溶劑作者們關(guān)注的焦點(diǎn)。柴油與工業(yè)乙醇的互溶性。研究結果表明:柴油和乙醇醇可通過(guò)乙醇是最早研究的柴油機含氧代用燃料之一。醇類(lèi)燃料用于助溶劑形成穩定時(shí)間超過(guò)一個(gè)月、經(jīng)濟效益良好的混合燃料,其柴油機具有熱效率高、燃燒充分、排放污染低等優(yōu)點(diǎn),所以通過(guò)中,在酮類(lèi)助溶劑作用下,工業(yè)乙醇在乙醇柴油中的質(zhì)量分數最添加乙醇來(lái)增加柴油的用量,并解決柴油燃燒所帶來(lái)的高污染問(wèn)高可達18.3%題已成為一條行之有效的途徑。但是,乙醇是親水性較強的極性李潯等人以自制生物柴油為助溶劑,研究了生物柴油對乙物質(zhì),而柴油又表現出明顯的憎水性。所以,乙醇柴油燃料的硏醇和柴油調和燃料的助溶作用,柴油-生物柴油-乙醇調和燃料可究重點(diǎn)主要集中在乙醇和柴油的相容性、助溶劑和乳化劑開(kāi)發(fā)等以互溶,在5℃時(shí),當生物柴油的量超過(guò)12.55%,三者可以完全互溶,并且可以保持較長(cháng)的時(shí)間穩定而不分層。1乙醇和柴油的相容性建民等人研究了醇類(lèi)助溶劑對乙醇柴油容水量的影響,結果表明醇類(lèi)助溶劑對乙醇柴油的容水穩定性有很大影響,碳數古文英等人對乙醇與不同柴油的相容性做了較為細致的研小于10時(shí),隨著(zhù)醇碳數增加效果增強,正癸醇效果最好:碳數超究。他們考察了我國燕山、大港、錦州的各種基礎柴油及市售成過(guò)10后,隨著(zhù)碳數增加效果反而下降。正構醇效果比帶支鏈醇好,離溫度的變化曲線(xiàn)。實(shí)驗結果表明,所有直餾柴油在乙醇含量低人助溶劑能明顯增強柴油對乙醇的相溶性,大幅度延長(cháng)乙醇柴油%內,相分離溫度迅速升高,升高幅度在25-40℃。而加氫柴油的低溫穩定時(shí)間雖然助溶劑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離溫度產(chǎn)生明顯升高的分別是乙醇含量在水性,但是所需助溶劑的用量通常較大,在實(shí)際使用時(shí)會(huì )導致成10%20%和大于20%,但變化幅度較小,一般這兩個(gè)范圍內相本大幅度提高。所以研究出一種高效價(jià)廉的助溶劑是今后助溶劑分離溫度升高值不超過(guò)15℃。所有成品柴油的相溶特性比較接的研究趨勢。內,相分離溫度基本不變:在10920%時(shí),相分離溫度升高幅3乙醇柴油的乳化、微乳化研究度最大,為10-15℃黃齊飛口等人也做了類(lèi)似實(shí)驗,得到了相近結果,即柴油的穩定性。將乙醇和柴油在乳化劑作用下,制成更為穩定的乳化液烴組成是決定相分離溫度的決定性因素?；A柴油中芳烴含量和而實(shí)現更多乙醇的增容,也是目前乙醇柴油研究的一個(gè)主要方向小分子鏈烷烴含量越高,乙醇和柴油的相容性越好,相分離溫度具有雙親性的乳化劑的加入可使乙醇柴油的容水量增大,穩越低。定性提高。并有研究表明,HLB值在5-10之間的表面活性劑對但是,水的含量直接影響乙醇柴油的相溶性。含水量越高乙醇柴油容水量提高的效果比親水親油平衡值在5以下的和10相分離溫度越高,乙醇和柴油的相溶性越差5。乙醇是一種強吸以上的要好。北大學(xué)的馮國琳等人考察了乳化劑的類(lèi)型、HLB值和用接觸水分。所以乙醇柴油的吸水性問(wèn)題成為限制乙醇柴油廣泛應量氣等對乳液穩定性的影響。實(shí)驗結果表明,以油酸和壬基酚聚氧用的重要問(wèn)題之乙烯醚復配為乳化劑、HLB值為8、乙醇含量小于15%,調整內2乙醇柴油的助溶劑研究外相密度近似相等可提高乳液穩定性,提出密度可以作為配制乙乙醇(極性分子)與柴油分子(非極性分子)的極性相差較大,在醇乳化柴油的參考依據。通常情況下互溶效果不是很好。助溶劑的極性應介于極性的乙醇、建中等人2將制革廢棄油脂制備成脂肪酸甲酯,再用脂肪水和非極性的柴油之間,從而緩和了乙醇、水與柴油之間的極性酸甲酯制備乙醇一柴油乳化劑,研究了該乳化劑對對乙醇柴油穩差,可提高乙醇在柴油中的溶解性,以及乙醇柴油的溶水性。定性的影響。實(shí)驗結果表明,添加該乳化劑制得的乙醇柴油混合前研究較多的助溶劑主要是常規的醇類(lèi)。李會(huì )芬等人研燃料在0-70究醇類(lèi)在乙醇柴油混合燃料中的助溶效果,選擇碳原子數依次增明,制備的中國煤化工(TEM分析結果表CNMHG(下轉第30頁(yè))大的正丁醇、正庚醇、正癸醇作為助溶劑,按柴油、乙醇、助溶[收稿日期]2013-09-23基金項目]甘肅省教育廳、科技廳科研基金(甘財教【2011】181號)[作者簡(jiǎn)介]王雪香(1983-,女,慶陽(yáng)人,講師,主要研究方向為精細化工廣東化工2013年第20期www.gdchem.com第40卷總第262期與常規紡織纖維混紡成紗,然后采用機織或針織工藝生產(chǎn)出具有綜上所述,電磁污染的防治已經(jīng)越來(lái)越受到重視,而電磁屏蔽功能的織物,是最靈活有效的方法,可使織物的蔽材料的應用也逐漸滲透到各個(gè)領(lǐng)域,目前,研究較多的為電磁導電率提高數個(gè)數量級,而且織物具有較好的服用性能。這種方屏蔽涂料、電磁屏蔽織物和電磁屏蔽塑料,而積極研究和開(kāi)發(fā)低式所織造出的屏蔽織物主要用于帶電作業(yè)服、電磁輻射防護服成本、高屏蔽效能的新型電磁屏蔽材料,并進(jìn)一步擴大其應用領(lǐng)保密室墻布和窗簾等。域,將會(huì )產(chǎn)生十分重大的社會(huì )效益和顯著(zhù)的經(jīng)濟效益。在上述在織物表面涂覆導電涂層,其發(fā)展在于在涂層劑中加入已分種電磁屏蔽材料的研究中,如何將導電填料的復合化:本征型導散好的電磁波吸收劑或導電磁性物質(zhì),經(jīng)涂層整理、熱處理后就電高分子材料的實(shí)用化以及材料的非晶化和納米化,通過(guò)各種手可在織物表面包覆一層具有電磁波屏蔽的薄膜。當涂層體積電阻段,對影響電磁屏蔽材料屏蔽效能的因素進(jìn)行關(guān)聯(lián)優(yōu)勢分析,獲率達10~1039cm時(shí),屏蔽效率可達到30dB以上,此時(shí)屏蔽的得各影響因素的優(yōu)先次序;對材料內部組織進(jìn)行優(yōu)化,大大提高電磁波能達到95%以上。材料包括電磁屏蔽性能在內的綜合性能,開(kāi)發(fā)新型電磁屏蔽材料2.3電磁屏蔽塑料成為近幾年發(fā)展的重點(diǎn)電磁屏蔽塑料可分為表層導電型屏蔽塑料和填充型屏蔽塑料參考文獻解電鍍等方法在塑料表面獲得很薄的金屬層,從而達到屏蔽的目1輻射對人體的危害,中國食療網(wǎng),hp:w.shuo,eom,cmy的。它具有導電性好,屏蔽效果佳等特點(diǎn),但是其金屬薄復合層20042815522.2hm或鍍層在使用和加工過(guò)程中容易剝離,性能較差,因此使用較少[2]宋月賢,王紅理,鄭元鎖,等.高導電聚苯胺薄膜的制備及其電磁屏蔽填充型復合屏蔽塑料是由導電填料和合成樹(shù)脂通過(guò)混煉造性能的研究[.高分子學(xué)報,2002,1:92.95粒,并采用注射成型、擠壓成型或壓塑成型等方法制得。兩者相[3陳婉,梁成浩,謝陽(yáng).本征導電聚合物開(kāi)發(fā)的最新進(jìn)展[J].電化學(xué)比,后者具有一次成型的特點(diǎn),從而可可降低成本,提高產(chǎn)品的可2001,7(4):396-402靠性,使用較多。一般來(lái)說(shuō),屏蔽塑料的性能取決于導電填料的4 Xinrui Xu, Xiao Luo, Electroless silver coating on fine copper powder and導電性及它們之間的相互搭接程度。its effectson oxidation resistance[J]. Materials Letters, 2003(57): 3987填充型復合屏蔽用填料一般有金屬粉、金屬纖維、炭黑、碳5]糗祖武·電磁干擾防護與電磁兼容[M北京:北京原子能出版社,1993.纖維、導電玻璃纖維及一些高分子纖維(PAN纖維,聚苯胺纖維等)6戈明亮.導電高分子材料的研究概況[.現代塑料加工應用,200等。炭黑成本較低,分散性好,但在塑料基體中的填充量一般要1443:46質(zhì)量分數達20%40%能有一定的效果,這樣高的填充量必然[7]張松,李永,劉增堂,水性鎳系電磁屏蔽涂料的制備及導電性能研究會(huì )影響材料的力學(xué)性能。碳纖維比重小,直徑細,長(cháng)徑比大,具[.電子元件與材料,2006,25(10):6567有高強度、高模量、化學(xué)穩定性能好等優(yōu)點(diǎn),易形成導電網(wǎng)絡(luò )8]毛倩瑾,于彩霞,周美玲.Cu/Ag復合電磁屏蔽涂料的研究[涂料工同時(shí)還具有強化材料的功能。若直接使用,由于其導電性較差業(yè),2004,34(4):38含量高而使得效果不好,一般在其表面鍍一層金屬膜,這樣就可9高曉敏,劉際偉,劉水華,分散助劑對丙烯酸基、電磁屏蔽涂料性能的以獲得較好的屏蔽效果。而通常用的金屬導電纖維有銅纖維、鎳有銅纖維、鎳影響叮,材料科學(xué)與工程,200,203):410413纖維、鐵纖維或不銹鋼纖維等。借助微振動(dòng)切割技術(shù)制得的黃銅[ 10)Zheng w, Wong S C. Electrical conductivity and dielectric properties of纖維價(jià)格低,填充量少,即可達到較好的屏蔽效能。鐵纖維填充PMMA expanded graphite composites[J]. Science and Technology February塑料是新開(kāi)發(fā)的一個(gè)品種,其綜合性能良好,成型加工性好。不200.6302:225235銹鋼纖維耐磨、耐腐蝕、抗氧化且導電性好,彎曲強度高,但價(jià)格較貴。由于金屬纖維一般較難加工,所以常用表面鍍金屬的碳(本文文獻格式;馮雪,楊偉超,張明輝,等電磁屏蔽材料的應纖維代替純金屬纖維3結語(yǔ)(上接第34頁(yè))乳化液需要乳化劑的存在才能形成較穩定的乳化液,并且所(2]黃齊飛,宋崇林,張鐵臣,等,乙醇柴油混合燃料的相溶性及對發(fā)動(dòng)形成的乳化液易受環(huán)境因素,如溫度等的影響而破壞其穩定性機性能影響的研究[燃料化學(xué)學(xué)報,2007,35(3):39343微乳液與乳化液不同,它是一種熱力學(xué)穩定體系,能自發(fā)形成3]劉曉,熊云,許世海,等.乙醇柴油性能研究[.石油煉制與化工,2010,粒徑小,可長(cháng)期穩定存在。廣東工業(yè)大學(xué)的楊楚芬采用乳化與41(5):71-76互溶法制備在度范圍內穩定存在的乙醇柴油微乳液,研究[4古文英,史權,彭勃,等.乙醇柴油的研究現狀[西安石油大學(xué)學(xué)報了不同表面活性劑和助溶劑對該體系的乳化和助溶效果,并探討了溫度對該體系的影響。實(shí)驗結果顯示,采用乳化與互溶法,在5張潤鐸,賀泓,張長(cháng)斌,等.乙醇柴油混合燃料的制備工藝和廢氣的排0#柴油95%乙醇(質(zhì)量比9:1)中加入乳化劑AEO3或助溶劑如放特性[環(huán)境科學(xué),2003,24(4):1-6短鏈醇),可以制得在一定溫度下穩定存在的微乳液透明澄清體[6李會(huì )芬,余紅東,黃錦成,以醇類(lèi)為助溶劑的乙醇柴油混合燃料的試驗系。體系的溫度降低時(shí),需要加入的乳化劑和助溶劑的量增加。研究[門(mén).廣西大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版,2010,35(2):282285無(wú)論是乳化還是微乳化法制備乙醇柴油,要得到更穩定的乙[7焦向科,伍林,程正載,等柴油與工業(yè)醇的互溶性研究門(mén).化學(xué)與生醇柴油燃料,所需的乳化劑量都比較大,并且要使其低溫穩定性物工程,2009,26(5):67-69好,所需的乳化劑就更多。而乳化劑的價(jià)格一般都比較高,這就8]李潯,謝丹,王艷宜,等,柴油生物柴油乙醇溶解性及其調和燃料特會(huì )提高乙醇柴油的生產(chǎn)成本。而利用廢棄油脂來(lái)制作乳化劑不失性的研究[應用化工,2011,40(3):376-380為一種好的降低乳化劑成本的方法。[9]藺建民,朱同榮,黃燕民,等,乙醇柴油對不同添加劑感受性的研究[.石4結語(yǔ)油煉制與化工,2006,37(6):51-56乙醇柴油作為傳統柴油的替代燃料具有多方面優(yōu)勢,其制備10]古文英,史權,王靜媛,等,乙醇柴油的儲存穩定性研究[.煉油技術(shù)與工程,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。綜述各方面[1馮國琳,劉有智,焦偉洲,等乳化劑對乙醇乳化柴油穩定性的影響1進(jìn)和乳化,降乙醇架油燃料成木,從加其市場(chǎng)3建某:3備乙醇2化投用步伐。].石油煉制與化工,2011,42(10):73-7713]楊楚芬,乙醇柴油的微乳化研究[.廣東化工,2012,398):1-12參考文獻古文英,史權,彭勃,等.乙醇和柴油的相容性研究.石油大學(xué)學(xué)報(本文文獻格中國煤化工料的研究進(jìn)展[J].廣(自然科學(xué)版),2005,29(6):19122東化工,201CNMHG