乳化柴油实验报告
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乳化油实验分析检测作者:梁华刘峰来源:《中国科技博览》2013年第16期【摘要】:本文通过实验,对乳化油如何进行分析检测阐述了自己的观点,望对同行具有参考借鉴作用。
【关键词】:乳化油;实验;分析检测中图分类号:TQ610.4+941.实验部分1.1pH值的测定取一个洁净的烧杯,将0.05mol邻苯二甲酸氢甲溶于一定量的蒸馏水中,然后转移到250mL的容量瓶中,冲洗烧杯3~5次,洗液转移到容量瓶中,然后用蒸馏水稀释到刻度,即为pH=4的标准缓冲溶液。
打开pH测定仪,先用pH=4的缓冲溶液对pH计进行校正。
然后插入柴油试样中进行测量。
每次测量要用蒸馏水冲洗pH计2~3次,并用滤纸擦干上面的水珠。
其结果如表1、表2。
表1吐温80做乳化剂不同掺水率情况下的pH值(0#)掺水率,%纯柴油369121518PH值4.454.314.505.175.305.52表2 OP 做乳化剂不同掺水率情况下的pH 值(- 20#)掺水率,%纯柴油4812162024PH值5.705.805.956.156.206.251.2腐蚀度的测定本方法是将铜金属片浸在一定温度下的乳化液中,经过规定的时间后,以金属片前后质量的变化来判断其腐蚀度。
具体如下:截取4段等同的铜丝,用滤纸擦干上面的杂质,在电子天平上进行称量。
将这4段铜丝分别放入0#柴油,-20#柴油以及0#和20#柴油的乳液中进行分析,放置10d后,用滤纸擦干上面的柴油,在电子天平上测量其质量,结果见表3。
表3腐蚀度的测定项目0#纯柴油0#柴油乳化液-20#纯柴油-20#柴油乳化液腐蚀前质量/g11.052613.255911.377911.6897腐蚀后质量/g11.042113.240811.375211.21451.3密度的测量在烧杯中倒入适量液体,把密度计插入液体中,让密度计漂浮在液体上,即密度计不与杯底接触,待液面静止后,眼睛平视,读出液面所对的值,并把该值乘以水的密度,就得该液体密度。
乳化柴油的配方研究及性能分析戴振生;余倩;余林;钟少芳;刁贵强;黄应敏;赵珺;郑蔓史【期刊名称】《精细石油化工》【年(卷),期】2007(024)002【摘要】对乳化柴油的乳化剂选择、添加剂用量和不同的乳化工艺方法进行了探讨.结果表明,选择一定比例的油酸和吐温类试剂作为复配乳化剂,乙醇胺和正辛醇为助表面活性剂, 200#溶剂油作溶剂,能制备出较好的乳化柴油.该乳化柴油的十六烷指数为38,达到了普通乳化柴油的指标.稳定性实验表明,其稳定性比企业提供的乳化柴油稳定性好,至少能保持两个月不出现沉淀物质或变混浊分层.【总页数】3页(P78-80)【作者】戴振生;余倩;余林;钟少芳;刁贵强;黄应敏;赵珺;郑蔓史【作者单位】广东工业大学轻化学院,广东,广州,510006;广东工业大学轻化学院,广东,广州,510006;广东工业大学轻化学院,广东,广州,510006;广东省惠州市石油产品质量监督检验中心,广东,惠州,516000;广东工业大学轻化学院,广东,广州,510006;广东工业大学轻化学院,广东,广州,510006;广东工业大学轻化学院,广东,广州,510006;广东工业大学轻化学院,广东,广州,510006【正文语种】中文【中图分类】TE626.24【相关文献】1.乳化柴油的研究及性能分析 [J], 宋海珠;孔永平2.推进特性试验下生物乳化柴油对柴油机性能的影响 [J], Fan Yunchu;Yu Kai;Liu Yu;Jin Zhiwei;Zhu Chengwei;Xiao Jin3.新型微乳化柴油抛撒和云雾爆炸实验及其抑爆性能评估 [J], 黄勇;解立峰;张红伟;鲁长波;安高军;熊春华;陈群4.乳化柴油燃烧特性试验分析 [J], 陈妮娜;肖建昆5.不同微细水核直径的掺水乳化柴油制备方法和影响因素 [J], 王兆文;曹俊辉;袁波;王宇洲;吕嵩;成晓北因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
膜乳化法制备乳化柴油的研究甄宗晴 金 江 孙启梅 王 琴 孙 韵(南京工业大学材料科学与工程学院,南京210009)摘 要 以去离子水和柴油为主要原料,利用疏水陶瓷膜制备了乳化柴油,考察了各因素对乳化柴油稳定性的影响。
结果表明,在含水量为10%的情况下,乳化时间随乳化剂用量的增加而增加,随着温度的升高而降低,当乳化剂用量为2%、乳化温度为30 时,柴油的稳定性最好;在配方一定时,乙醇用量、乳化时间和乳化压力都有最佳值,在单因素条件实验下,最佳值分别为0.8%、40min 和0.1MPa 。
关键词陶瓷膜 膜乳化 乳化柴油 制备收稿日期:2007 12 18。
作者简介:甄宗晴,在读硕士研究生,研究方向为陶瓷膜乳化及过滤技术。
随着工农业的发展,柴油的需求量剧增,为了缓解能源压力和减少环境污染,柴油掺水技术越来越得到重视。
在柴油中掺入一定量的水,并加入适量的乳化剂和乳化助剂,可形成稳定的油包水型乳化液,即乳化柴油。
乳化柴油燃烧时产生二次雾化和水煤气,既提高了燃烧效率,同时还能减少NO x 的生成,降低环境污染 1!,这对于节约能源、改善环境及提高企业的经济效益都有着重要的意义。
目前,乳化柴油常用的制备方法有两种 2~5!:一是机械搅拌法,主要设备包括搅拌器、均化器和胶体磨等,此法利用高速剪切力,使油相和水相充分混合,达到乳化目的;二是超声乳化法,主要设备包括电超声乳化器和簧片哨超声乳化器等,此法利用超声波在介质中传递时所携带的能量,在油水界面上产生强烈的冲击和空化现象,使水相均匀地分散在油相中。
膜法制乳技术在20世纪90年代初由日本科学家提出 6!,该法是将分散相进行加压,使之通过微孔膜进入分散介质,从而形成乳状液,与常规制乳方法相比,具有能耗低、制备条件温和等优点 7,8!,因而得到越来越多的关注,应用范围越来越广。
笔者以膜乳化技术为基础,探索乳化柴油的制备工艺。
1 膜乳化原理膜乳化过程如图1所示,分散相在压力作用下通过膜孔,连续相围绕膜作圆周运动,表面活性剂使两相形成均一的乳状液。
无醇微乳化柴油的研究
揭斌华;吴晓涛
【期刊名称】《广东化工》
【年(卷),期】2016(43)18
【摘要】采用无醇复配乳化剂,在常温下制备油包水(w/O)型微乳化柴油,并绘制柴油-乳化剂-水的拟三元相图,通过对拟三元相图分析,考察亲水亲油平衡(HLB)值对无醇微乳化剂增溶性的影响;对微乳液中的水滴粒径、表面张力进行测试,考察HLB值与掺水量对微乳液水滴粒径、表面张力的影响,并对微乳液的稳定性进行分析.结果表明:无醇复配乳化剂微乳化性能较好,乳化剂用量为10.2%时,微乳体系的增溶水量为22.1%;当复配乳化剂的HLB=7.5时,体系拟三元相图的面积最大,且制得微乳液的水滴平均粒径与表面张力最小;当乳化剂用量为5%时,含水量为12%的微乳液能保持180 d外观透明.
【总页数】3页(P61-63)
【作者】揭斌华;吴晓涛
【作者单位】中国石化润滑油有限公司茂名分公司,广东茂名525011;茂名市质量计量监督检测所,广东茂名525000
【正文语种】中文
【中图分类】TK428.9
【相关文献】
1.微乳化柴油池火焰蔓延特性研究 [J], 黄勇;解立峰;鲁长波;安高军;熊春华;杨克
2.微乳化柴油燃爆性能研究 [J], 刘健;李斌;解立峰;姚箭;王永旭
3.无聚合物微盲孔紫杉醇药物支架治疗冠心病的随访研究 [J], 王翔;张志诚;任品芳;王超权;沈剑耀
4.含水微乳化柴油在混装多孔粒状铵油炸药中的应用研究 [J], 杨小四; 宋晓敏; 吴继昌
5.醇对微乳形成的影响以及无醇橄榄油润唇啫喱的研究 [J], 张迪; 张菁; 谭笑; 景盼盼; 叶丹; 张云澍; 田青平
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2135G船用柴油机燃用掺水乳化油试验分析李向晖;王忠俊;陈恩博【摘要】在2135G型柴油机上进行掺水乳化油和0#纯柴油对比试验,分析不同负荷、不同掺水率条件下掺水乳化油对柴油机燃烧性能、经济性能、排放性能的影响,讨论乳化油稳定性、着火延迟在实际应用中的影响因素。
试验结果表明:燃用掺水乳化油后,柴油机滞燃期延长、最高爆发压力增大、排温降低;当量比油耗略有下降,经济性得到一定程度改善;主要排放物NOx 和碳烟体积浓度均有下降,燃用掺水乳化油可以起到节油降污的作用。
%The contrast experimental analysis is carried out between using emulsified fuel and diesel on 2135G-diesel en-gine.The effects of emulsified on the features of combustion , economy and emission for diesel engine under various load and wa-ter content ratio are investigated , as well as the influence factors of stability and ignition delay of emulsified oil in practical appli -cation.The results show that the emulsified fuel can prolong ignition delay period and increase maximum combustion pressure .It can also decrease discharge temperature .The emulsified fuel can decrease fuel consumption rate , raise economic efficiency and reduce the emission of NOx and Soot obviously .In a word, emulsified fuel has functions of saving fuel and reducing pollution .【期刊名称】《船海工程》【年(卷),期】2016(045)004【总页数】5页(P126-130)【关键词】乳化油;柴油机;掺水率;微爆理论;排放【作者】李向晖;王忠俊;陈恩博【作者单位】武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063;武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063;武汉理工大学能源与动力工程学院,武汉430063【正文语种】中文【中图分类】U664.121目前,全世界正面临能源短缺和环境恶化的双重威胁,而作为占世界贸易总运量2/3的海上运输,船舶对环境的影响不容小觑。
一种乳化柴油配方
以下是一种通用的乳化柴油配方:
1. 柴油:95%
2. 润滑剂:2%
3. 乳化剂:2%
4. 稳定剂:1%
具体操作流程如下:
1. 在一个容器中,加入柴油和润滑剂。
2. 搅拌混合,直到润滑剂完全溶解。
3. 逐步加入乳化剂和稳定剂。
4. 持续搅拌混合,直到液体变成乳液状。
5. 对乳化柴油进行滴水测试。
6. 调整乳化柴油的pH值,确保其在中性范围内。
以上配方只是作为参考,实际配方可能会因为使用的原材料不同,而有所差异。
因此,在制备乳化柴油之前,请先进行必要的实验和测试,以确保安全、有效和符合要求。
编号电前柴油碱渣乳化层160300260255336020404601585560134566010表1乳化与碱渣加入量的关系mL 1前言直馏柴油碱洗时极易发生乳化现象,乳化的程度一般与直馏柴油的性质及碱洗工艺有关。
济南分公司南常减压车间的常三线轻柴油碱洗时发生的乳化现象分两种:一种是经常发生的轻微乳化,即在油碱界面产生一薄层白色乳化物,其危害是造成微量柴油的损失;另一种是偶然发生的严重乳化,这种情况发生时往往在几小时内便会使碱洗沉降罐(容-7,约220m 3)全部充满白色乳化物,此时须停止注油注碱,将白色乳化物排空后才能恢复碱洗工艺,其危害是造成大量柴油损失。
济南分公司在1996年3月、1997年4月和1997年7月发生过3次上述异常严重的乳化现象,不仅造成柴油的大量跑损,还冲击了污水处理场,所以应采取措施,控制轻微乳化、杜绝严重乳化。
2直馏柴油碱洗发生严重乳化的原因及解决方法2.1发生原因造成柴油碱洗乳化的原因是多方面的,一般认为其影响因素有:柴油的酸度大、黏度高;碱液的浓度过大、碱洗温度偏低;混合强度太大、沉降条件较差;油碱温差较大等。
南常减压车间电化学精制前直馏柴油的酸度为12~17mgKOH/100mL ,黏度为4.66~5.23mm 2/s ,碱液浓度为3%~5%(质量分数),碱洗温度为40~50℃。
虽然上述条件均在合理范围内,但在上述条件保持恒定期间,却会突然发生严重乳化现象。
为此须在上述常规的致乳因素之外查找导致严重乳化的原因。
直馏柴油碱洗所生成的碱渣中含有大量的乳化剂———环烷酸钠,当其在油碱界面达到一定浓度时,遇到合适的条件就会发生严重乳化现象。
根据南常减压车间的碱洗条件,进行了下述模拟乳化试验,考察了其影响因素并提出了整改措施。
2.2模拟乳化试验及整改措施模拟乳化试验采用的原料油为南常减压电化学精制前的直馏柴油(简称电前柴油),乳化剂为南常减压直馏柴油碱洗罐(容-7)的碱渣,试验容器为100mL 量筒。
不同比例的生物柴油乳化试验研究作者:吴则旭姚明傲来源:《魅力中国》2016年第19期摘要:多次试验生物柴油乳化和制备乳化剂,用显微镜觀察乳化效果,测量颗粒直径大小,进行燃烧排放试验研究分析,选出较好的生物柴油乳化比例。
关键词:生物柴油乳化试验颗粒大小前言近3年以来我国雾霾天气日益加重,其重要原因就是越来越多的汽车排放有害气体。
多项科学研究表明,使用代用燃料可以有效降低汽车尾气排放[1]。
其中生物柴油可以与柴油在柴油机上混合或直接应用,是一种未来前景非常广阔的代用燃料[2]。
为了解决柴油机燃用生物柴油NOx排放增加的问题,本文中采用乳化技术,制备乳化生物柴油,实现柴油机燃用代用燃料,同时降低碳烟和NOx的目的。
1、乳化试验研究1.1 乳化剂的制备和选择试验目的:观察乳化液从稳定到析出的变化现象,并记录稳定时间,选择稳定性较好的乳化液。
稳定时间越长证明乳化液稳定性越好[3]。
吸取之前研究经验,并查阅相关论文资料,本试验共采用以下10种复配乳化剂,如表1所示。
试验仪器:200ml广口瓶若干;200ml烧杯若干;100ml量筒若干;温度计10只;玻璃棒10只;10ml滴管若干。
试验方法:10种乳化液配比共做10次试验,规定各试验生物柴油体积都是40ml;设定水浴加热温度为35℃,把装有生物柴油的烧杯静置在温水中加热15分钟;把10种配比乳化剂与生物柴油倒入200ml烧杯中,进行搅拌乳化,觀察10种乳化液开始分层的时间并记录整理。
由上表可知,6h稳定时间后,甲醇+乙醇乳化液仍没有明显分层现象,乳化效果较好。
对比分析原因:甲醇本身氧的比例高达50%,汽化潜热值是柴油3.6倍[4],燃烧时可以有效减少炭烟和NOx排放;乙醇作为优良的燃料和助乳剂,能促进油-水界面融合,大幅增加乳化液的稳定性。
由以上得知,在生物柴油里添加醇类燃料,可以提高乳化液稳定性,又从国内外的研究表明,在生物柴油-乙醇体系中添加一部分水,使生物柴油燃烧更充分。
微乳柴油的配制及其粘度影响因素分析李科(1.中国林业科学研究院林产化学工业研究所国家林业局林产化学工程重点开发性实验室,江苏南京210042;2.南京林业大学化学工程学院, 江苏南京210037)摘要:本文通过一种自制的乳化剂来研究水、甲醇对0#柴油和生物柴油体系微乳化作用的影响。
主要从混合液体的粘度性能入手对乳化过程的影响因素进行了分析。
得出了在水和甲醇相互影响下微胶囊形成的特殊规律,并探讨了破乳的两种原因,在综合分析的基础上得出了最佳配方的大致范围:0#柴油22g左右、生物柴油10g左右、乳化剂5.5g-6.5g、水4.5g-5.5g、甲醇3g-4g。
关键词:微乳化柴油;微乳化生物柴油;乳化剂;乳化规律Preparation and Viscosity of Microemuisified Diesel OilLI Ke(1. Institute of Chemical Industy of Forestry Products,CAF;Key of Open Lab.on Forest Chemical Engineering,SFA,Nanjing 210042,China;2. Nanjing Forestry University,College of Chemical Engineering,Nanjing210037,china)Abstract: The influence of methanol and water to 0# diesel oil and biodiesel micro-emulsion system were studied in this paper through a self-emulsifying agent. Mainly from the mixed liquid viscosity performance to analyse the impact factors. The special rule of microemulsifying formative at the water with methanol was found and the two reasons of demulsification were discussed. The best directions were educed at the base of integrate analysis.Key words:Microemuisified Diesel Oil; microemulsified biodiesel; surfactant;rule of emulsfication到2007年全球石油探明的储量为1686亿吨,其储采比(又称回采率或回采比,指年末剩余储量除以当年产量得出剩余储备按当年水平尚可开采的年数)的变化由2003年的41.0年减少到2004年的40.5年、2005年的40.6年、2006年的40.5,但到了2007年增加到41.6年。
生物油超声乳化液柴油发电机中燃烧特性研究的开题报告一、选题背景生物油是指由植物油、动物油、微藻油等天然植物来源的油脂,在经过一系列的化学和物理加工处理后,可以用作替代传统石油资源的燃料。
生物油的生产和利用具有环境友好、可再生和可持续性等优点,因此备受关注。
然而,生物油的高粘度和低挥发性等特点会影响其在内燃机中的燃烧过程和燃烧效率。
为了解决这一问题,可以采用超声波乳化技术将生物油和柴油混合制成超声乳化液。
该技术不仅可以降低生物油的粘度和提高挥发性,还可以改善燃烧效率,从而提高柴油发电机的能源利用效率和降低排放物的产生。
二、研究目的本研究旨在深入探究生物油超声乳化液在柴油发电机中的燃烧特性,包括燃烧过程、燃烧效率、排放物的产生等方面的变化。
通过实验数据的分析和比较,总结生物油超声乳化液柴油发电机的优缺点,为今后生物油的燃料利用提供有益的参考。
三、研究内容1.生物油的制备及超声波乳化技术的应用2.柴油发电机的燃烧特性研究3.生物油超声乳化液柴油发电机的燃烧特性实验研究4.实验结果的分析和比较,总结研究成果四、研究方法1.通过实验室实测得到不同比例的生物油和柴油混合体配方,使用超声波乳化技术将其混合制成超声乳化液。
2.通过柴油发电机实验台进行实验研究,观察比较生物油超声乳化液柴油发电机的燃烧特性和不同配比下的排放物等情况。
3.对实验结果进行统计分析和数据处理,得出燃烧特性和排放物方面的比较结果。
五、预期成果1.深入了解生物油超声乳化液在柴油发电机中的燃烧特性2.对生物油超声乳化液柴油发电机的优缺点进行总结3.为今后生物油的燃料利用提供有益的参考和解决方案。
乳化油在车辆内燃机上的应用研究文章介绍了乳化油的性能和在车辆内燃机上的应用,分析了生物柴油-甲醇乳化油的构成。
发现车辆内燃机用乳化油能有效提高热效率,明显降低燃烧生成物碳烟及NOX排放,动力性能有所下降,尾气中CO含量有所上升。
标签:乳化油性能;发动机性能;生物柴油;甲醇序言将车辆用燃油和水通过乳化剂经一定技术条件合成形成乳化油。
把几种不同特性的液体以液珠形态混合形成分散体系的合成乳化液,这种状态下的乳化油的稳定性和分散性都不满足车辆用的使用条件,通过油水乳化剂合成比较稳定的乳化油。
与车辆用燃料柴油比较,这种合成的乳化油燃烧特性好、燃油消耗低、燃烧生成物少。
1 乳化油特性从试验数据分析,把合成的乳化油压入内燃机的气缸,在燃烧温度渐渐升高时,合成乳化油里面的水分子先于车用燃油分子达到沸点,气化作用使水分子产生“微爆“,将合成乳化油里面的车用燃油分子微粒化加强,乳化油的油滴和空气形成的接触面积加大,进一步提高合成乳化油的燃烧效率。
由于乳化油水分子的“微爆”把乳化油再次雾化,使油气更加混合均匀,减少不完全燃烧的发生,从而有效降低燃烧生成物炭烟和颗粒,使微乳化油的燃烧效率提高。
把汽油和甲醇按照不同配比合成(M15:甲醇15%,M50:甲醇50%),经发动机台架性能试验检测氮氧化物含量。
发现合成乳化油燃烧生成物NOX含量减少(图1)。
图1 汽油与甲醇60N·m混合燃烧NOX2 乳化油研究现状2.1 生物乳化油研究现状由于生物油黏度较高、酸性比较强、着火性能比较差,因此柴油内燃机不能燃烧应用,如果把车用内燃机用柴油和生物油经一定技术合成,形成的乳化油能在柴油内燃机上直接使用。
研究人员在柴油机性能试验台上研究了合成乳化油的燃烧和排放特性。
发现生物柴油的热效率比10%生物油乳化油和0号柴油高,比20%生物油乳化油明显高;乳化油比生物柴油的氮氧化合物含量明显高,10%生物油乳化油的氮氧化合物含量与0号柴油接近;乳化油的燃烧生成物微粒比生物柴油燃烧排放含量较高,低于0号柴油的燃烧生成物微粒(图2)。
微乳化柴油雾化及燃爆特性实验研究苗建敏;鲁长波;安高军;熊春华;解立峰【摘要】采用马尔文Spraytec型激光粒度仪和液体燃料爆炸性能评定装置,分别测定微乳化柴油在不同喷雾压力下的雾化特性和燃爆特性,采用液体燃料持续燃烧性能测定装置测定微乳化柴油在无约束条件下的燃烧特性,并与-10号军柴进行对比评估。
结果表明,随着喷雾压力的升高,微乳化柴油的雾化粒径逐渐减小,最大爆炸压力呈上升趋势;相同喷雾条件下,微乳化柴油相比-10号军柴雾化性能和爆炸猛烈程度均有所下降;无约束条件下微乳化柴油相比-10号军柴持续燃烧时间有所减少。
在一定程度上,微乳化柴油的防火防爆安全性优于-10号军柴。
%The atomization and combustion -explosion characteristics of micro -emulsified diesel at different spray pressures are measured by the Malvern Spraytec and the instrument of evaluating the explosion properties for liquid fuel .The combustion characteristics of micro -emulsified diesel under the unconstrained condition is tested using sustainable combustion perfor-mance analyzer .Comparative studies have been carried on the atomization ,explosion and combustion characteristics between micro-emulsified diesel and military diesel -10 . The results show that the droplet size of micro -emulsified diesel decreases and the maximum explosion pressure rises with the increase of spraypressures ;compared with military diesel -10 , the atomization and explosion characteristics of micro -emulsified diesel are decreased under the same spray condition ;under unconstrained condition ,the sustainable combustion time of micro -emulsified diesel is also decreased .To someextent ,the fire and explosion suppression security performance of micro -emulsified diesel is better than that of military diesel -10 .【期刊名称】《工业安全与环保》【年(卷),期】2016(042)007【总页数】4页(P19-22)【关键词】微乳化柴油;雾化特性;燃爆特性;持续燃烧【作者】苗建敏;鲁长波;安高军;熊春华;解立峰【作者单位】南京理工大学化工学院南京210094; 中国人民解放军总后勤部油料研究所北京102300;中国人民解放军总后勤部油料研究所北京102300;中国人民解放军总后勤部油料研究所北京102300;中国人民解放军总后勤部油料研究所北京102300;南京理工大学化工学院南京210094【正文语种】中文柴油作为一种易燃易爆的液体燃料[1],其防火防爆技术主要是通过掺入适当比例的水和特殊功能的乳化剂,形成透明或半透明、各向同性的热力学稳定体系,即微乳化柴油[2]。
华 东 理 工 大 学 学 报 Journal of East Ch ina U niversity of Science and T echno logy V o l .24N o.119982021)上海化学工业学校在华东理工大学的访问教师收稿日期:1997204223不同酸度的柴油碱洗防乳化研究徐心茹3 季月萍1) 张一安(华东理工大学石油加工研究所,上海200237) 提要:针对新疆原油所产直馏柴油进行防乳化研究,评选出了合适的破乳剂;考察了不同酸度的常三线柴油加破乳剂前后的碱洗效果及其碱用量。
关键词:柴油;碱洗;破乳;破乳剂中图分类号:TQ 423.92 随着我国重质原油产量的增加,原油的酸值越来越高。
有的油田所产的原油环烷酸含量较多,而大多数环烷酸的沸点在柴油的馏程范围内。
因此,用这些原油生产的柴油酸度较高,达300~2500m g L (每L 柴油中含KO H 的质量),而合格柴油产品的酸度要求小于100m g L ,优质柴油酸度要求小于50m g L 。
柴油的酸度对发动机的工作寿命有着显著的影响,因此,降低柴油的酸度是非常重要的[1]。
采用碱洗电精制以脱除环烷酸的方法往往出现乳化现象,常造成生产不稳定。
乳化严重时甚至精制罐送不上电,不能正常生产。
柴油碱精制乳化现象和防乳化的研究越来越受到重视。
华东理工大学石油加工研究所自1989年以来开展了有关柴油碱洗防乳化的研究。
1991年针对辽河欢喜岭原油、胜利黄岛原油所产的直馏柴油进了防乳化研究[2],在工业应用中取得了很大的经济效益[3]。
不同油田的原油性质不一样,同一油田的不同油区所产的原油性质也有差异。
随着装置加工的原料油的不同,乳化的程度也不同。
本文针对新疆原油所产直馏柴油进行防乳化研究,评选合适的破乳剂,考察常三线柴油不同酸度时加破乳剂前后的碱洗效果。
1 实验部分1.1 测定方法酸度测定采用GB 258264法;油中含水量测定采用GB 260277法;柴油水溶性酸碱测定采用GB 259277法;柴油铜片腐蚀实验采用GB 50296法。
柴油的微乳化及其浮选应用效果研究董敬申;刘帅【摘要】以正丁醇为助乳剂,选用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、失水山梨醇单油酸酯(Span80)、油酸进行两两复配得到三种复配乳化剂.在复配乳化剂的作用下将一定比例的柴油和水搅拌均匀制备出澄清、透明、均一的微乳化柴油,并进行浮选试验,试验证明,由油酸和Span80制得的复配乳化剂制成的微乳化柴油效果最佳,其复配乳化剂比例为:油酸58.14%、氨水17.44%、Span80 6.98%、正丁醇17.44%.复配乳化剂仅占微乳化柴油的5%左右,最高油水比可达1∶2.7,而且此方案浮选完善指标相比纯柴油最高可提升22%左右,在实际生产中有着极其显著的经济效益,且能减少环境污染.【期刊名称】《安徽化工》【年(卷),期】2018(044)004【总页数】4页(P54-57)【关键词】复配乳化剂;乳化剂;微乳化柴油;浮选【作者】董敬申;刘帅【作者单位】安徽理工大学材料科学与工程学院,安徽淮南232001;山东交通职业学院学生工作处,山东潍坊261206【正文语种】中文【中图分类】TE667当今石油资源的日益匮乏成为制约我国经济发展的一个重要因素,因此研究和开发清洁且燃烧效率较高的代用燃料已是大势所趋。
微乳化柴油被认为是一种有着广泛前景的清洁燃料,与普通柴油相比,使用微乳化柴油不仅能降低氮氧化物和碳烟的生成,而且具有更好的燃烧性能、更低的能耗、更少的污染等优点[1-3]。
微乳化柴油是一种各向同性、外观透明的热力学稳定体系,它是将柴油掺入一定比例的水,通过微乳化剂的作用,在柴油的体系中形成比较稳定的纳米粒径(<50 nm)的油包水(w/o)型结构(图 1)[4]。
其性质极其稳定且不易分层,节油率达5%~50%,在节能环保及经济效益上都有着较为显著的效果,已经成为各国相竞开发的热点。
为了形成稳定的乳化液,要求乳化剂不仅能大量降低水的表面张力,而且能在油水界面形成坚固的保护膜。
百度文库-让每个人平等地提升自我 1 1、 实验目的 1.1学会柴油微乳体系拟三元相图的绘制与研究方法, 并根据相图,选择合适的 柴油微乳液进行燃烧性能测定。
1.2通过氧弹卡计进行燃烧性能的测定,比较柴油、微乳柴油燃烧时其燃烧效率 的不同,对微乳柴油的经济与环保价值进行评价。
1.3通过对乳化柴油的燃烧热的测定,掌握燃烧热的定义,学会测定物质燃烧热 的方法,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别。
1.4 了解氧弹卡计的主要部件的作用,掌握氧弹卡计的量热技术;熟悉雷诺图解 法校正温度改变值的方法。
2、 实验原理 2.1实验背景知识 Schulman在1959年首次报道微乳液以来,微乳的理论和应用研究获得了 迅速发展。1985年,Shah定义微乳液为两种互不相溶的液体在表面活性剂界面 膜的作用下生成的热力学稳定、各向同性的透明的分散体系 ⑴。由于微乳液能形 成超低界面张力,具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小等特殊性质,已引起人们 广泛关注[2]。
燃料中掺水,能提高油料的燃烧效率,降低燃烧废气中有害气体的含量 ⑶。 燃油掺水是一个既古老又新兴的课题。早在一百多年前就有人使用掺水燃油。由 于油、水在表面活性剂作用下形成的 W/0或0/W乳液在加热燃烧时水蒸气受热膨 胀后能够产生微爆,使得燃油二次雾化燃烧更加充分, 提高了燃烧效率,大大降 低了废气中的有害气体的含量。但是由于一般的乳状液稳定时间短, 易分层,使 得这一技术的应川受到了很大的限制 ⑷。
微乳燃料的制备比较简单,只需要把油、水、表面活性剂、助表面活性剂按 合适的比例混合在一起就可以自发形成稳定的微乳燃料。微乳燃油可长期稳定百度文库-让每个人平等地提升自我 2 , 不分层,且制备简单,并能使燃烧更完全,燃烧效率高,节油率达5%〜15 % ,排 气温
度下降20 %〜60 % ,烟度下降40 %〜77 % ,NOx和CO排放量降低25 %, 在节能环保和经济效益上都有较为可观的效果,已成为世界各国竞相开发的热 点。随着近年来对两亲分子有序组合体研究的不断深入,微乳液理论在乳化燃油 领域取得了突破性进展,开发透明、稳定、性能与原燃油差不多的微乳液燃料成 为了研究热点。
随着经济快速发展与人口的急剧增长,80%〜90%勺空气污染来自交通工具 排放的尾气,柴油不完全燃烧造成的环境污染越来越受到人们的关注 ,根治大气 污染已成为人类面临的重要课题。另一方面,由于中国未来石油供需缺口将越来 越大,进口量呈逐步增大的趋势,而且天然石油的储备是有限的,人类面临日益严 峻的能源危机。因此,如何提高燃油燃烧效率和减少环境污染, 研究新型节油防 污染技术,包括最为人们青睐并具有节能效率高, 减少尾气污染的燃料乳化以及 微乳化技术,己成为人们十分关心的问题。本着节能和环保两个根本宗旨 ,各国 都在加紧对微乳燃油性能的研究。微乳柴油的性能决定着它的应用 ,研究微乳柴 油的性能就显得十分重要⑸。
2.2微乳柴油与燃烧减排机理 乳化燃油与通常的乳状液一样,也分为油包水型 (W/o)和水包油型(O/W), 在油包水型乳化燃料油中,水是以分散相均匀地悬浮在油中,被称为分散相或内 相,燃料油则包在水珠的外层,被称为连续相或外相。我们目前所见的大多数乳 化燃料油都为油包水型乳化燃料。乳化燃料燃烧是个复杂的过程,对其节能降污 机理较为成熟的解释是乳化燃料中存在的“微爆”现象和水煤气反应, 也就是从 燃料的物理过程和化学过程来解释。一些燃烧机理介绍如下:
2.2.1物理作用一“微爆现象” 百度文库-让每个人平等地提升自我 3 二十世纪六十年代初,前苏联科学家伊万诺夫等人发现了乳化燃料的“微 爆”现象,从而为乳化燃料的节能、降污机理提供了理论基础。油包水型分子基 团,油是连续相,水是分散相,由于水沸点(100 C)低于燃油沸点(130 C以上)。 在气缸温度急剧升高时,水微粒先沸腾气化,体积在万分之一秒内瞬间增大了 1500倍左右,其气化膨胀相当于一次极小的爆炸。当油滴中的压力超过油的表 面张力及环境压力之和时。水蒸气产生的巨大压力将冲破油膜的束缚,无数小液 珠产生的阻力使油滴发生爆炸,油雾化成更细小的油滴。小油滴与空气接触的比 表面积成倍提高,形成二次燃烧的雾化条件,爆炸后的细小油滴更易燃烧,其燃 烧表面比纯燃油增加了 104倍左右。因此,减少了物理上的不完全燃烧和排烟损 失,提高了燃烧效率,使内燃机达到节能的效果。微爆产生的为数甚多的爆炸波, 冲破了包围火焰面的CO2 N2惰性气体抑制层,促使空气形成强烈的紊流,紊流 使空气、燃油蒸气在燃烧室内做更均匀的分布,同时使温度场也变得更加均匀, 从而加快了燃烧速度,减少了后燃现象,避免了燃烧区间局部高温而产生的热解 和裂化,使燃烧完全。
2.2.2化学作用一“水煤气反应” 在缺氧条件下,油燃烧产生热裂解,形成难以燃烧的碳,使排烟冒黑烟,而 在水煤气存在时,水微粒高速汽化中所含的氧与碳粒子充分结合, 并被完全燃烧 而形成二氧化碳,从而大大提高喷燃雾化效果,使发动机燃烧效率提高,达到增 强发动机动力,节省燃料的效果。
C + H2O = C0 + H2
C + 2 H 2O = CQ +2甩。
CO+ HO = CQ+ H2
H? + 0 2 = H 2O
上述反应过程中,提高了乳化燃料的燃烧率,降低了排烟中的烟尘含量。同 时由于乳化水的蒸发作用,均衡了燃烧时的温度场,从而抑制了 NOx的形成,达 到节能环保的目的。 百度文库-让每个人平等地提升自我 4 223掺混效应
微爆产生的爆炸波冲破了包围在火焰周围的 CO、N惰性气体层,促使空气 形成强烈的紊流,紊流使空气和柴油蒸汽在燃烧室内做更均匀的分布, 同时温度 场也变得更加均匀,从而加快了燃烧速度,减少了后燃现象,避免了在燃烧区间 的局部高温而产生的热解和裂化,使燃烧完全。
2.2.4抑制NO的生成 NO勺生成主要有三个重要途径:(1)由空气中的NO在高温区反应生成的热反 应NOx;(2)火焰面上生成的活性NOx③燃料中氮元素生成的燃料NOx因此,生 成的NO可分为温度型NOx和燃料型NOx其中以温度型NOx为主。
NOx是柴油机的主要有害排放物。它是空气在气缸内燃烧的高温条件下氧和 氮反应而产生的。其中以NO为主。单缸发动机燃用乳化柴油的 NOx排放比纯柴 油低。这是由于乳化柴油中的水蒸汽稀释燃气与降低燃烧的最高温度,从而抑制 NOx的生成。柴油掺水乳化燃烧能有效地降低柴油机的排放浓度,这是极其有意 义的⑹。
影响NO生成的因素有:可燃混合物的组成,燃料在反应区停留时间,燃料温 度和工作压力等。根据J.B.Howcr机理,NOx的生成速度为:
d[NOx]/dt = A • exp[-Ea/RT] • [N2] • [0 2]1/2 可见无论在内燃机或是其它燃烧装置上,NOx的生成量与反应温度呈指数关 系增加。如果空燃比高,燃烧强度大,反应温度高,停留时间长, NOx则急剧增 加。燃烧乳化油时,由于水滴汽化、产生微爆均需吸热,由此可降低气缸工作温 度,防止燃烧火焰局部高温,缩短燃烧时间,而且油掺水燃烧改善了空气和燃料 混合比例,可以用较小的过量空气系数,即[N]、[0 2]浓度大幅度降低,从而显 著降低温度型和燃料型NOx的生成,抑制NOx对环境的污染。
2.3柴油微乳液的研究 百度文库-让每个人平等地提升自我 5 对微乳柴油的研究通常包括为微乳燃油配方选择合适的表面活性剂和助表 面活性剂,并考察各组分对可增溶水量的影响,确定最佳的微乳燃油配方比例。 然后针对微乳柴油体系,通过相图、电导、 NMR FT-IR、分子光谱、荧光光谱、 黏度法、电子显微镜等方式研究微乳液的结构。并进行燃烧性能与尾气排放量测 ^定。
2.3.1拟三元相图的研究方法 研究平衡共存的相数及其组成和相区边界最方便、最有效的工具就是相图, 在等温等压下三组分体系的相行为可以采用平面三角形来表示,称为三元相图 ⑺。对四组分体系,需要采用立体正四面体。而四组分以上的体系就无法全面的 表示。通常对四组分或四组分以上体系, 采用变量合并法,比如固定某两个组分 的配比,使实际独立变量不超过三个,从而仍可用三角相图来表示,这样的相图 称为拟三元相图。
柴油微乳液研究可采用拟三元相图的方法研究,相图绘制简单,根据相图可 以初步推测体系的结构状态,能够比较直观地反映微乳体系相的变化,当体系有 液晶相、凝胶相出现时,也能对微乳液及其相边界进行直观表示。
在表面活性剂和助剂含量一定情况下, 将水往油中滴加,水量很少时为油包 水型的球形微乳液,继续滴加水,水与油的比例将会变动,体系发生这样的变化: 对称性水的球体一不对称性柱体一层状结构一水为外相的各种结构, 最终为对称 性油的球体,这是体系内部引力变动而引起各种结构迭变的结果, 而研究此方面 最方便有效的工具就是相图,因此,表面活性剂相图的研究一直受到人们的关注。
也可以在水量一定的情况下,将复合表面活性剂往油中滴加,通过观察体系相的 状态的变化以及体系中物质的重量比,通过拟三元相图的绘制,研究体系中物质 的相溶性以及形成微乳液的条件。
2.4量热法与氧弹量热装置及结果表示方法 量热法是热化学研究的基本实验方法,氧弹量热计的基本原理为能量守恒定