微乳化柴油制备工艺研究.pdf

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1、58江西化工2009年第2期微乳化柴油制备工艺研究熊洧熊道陵2(1．江西省赣州市第三中学；2．江西理工大学材料与化学工程学院)摘要：本文介绍了微乳柴油的组成，确定了柴油、水、表面活性剂、助表面活性剂的质量配比对微乳柴油的最大溶水量的影响。研究结果表明：表面活性剂油酸：氨水比例为1：1．8、助表面活性剂正丁醇所占体积的5％、聚合氯化铝用量为0．7％时，其溶水量为最大，制得微乳柴油稳定时间在一个月以上，其粘度符合燃油国家标准。关键词：柴油微乳化制备1前言比的柴油微乳液，并对柴油微乳液经济性、稳定性进行柴油掺水燃烧，其节能降污效果已得到业内人士分

2、析，选用合适配比的柴油微乳化燃料，这对微乳燃油的共识，日前在理论和应用研究上取得了较大的进展。的工业应用有实际指导意义。一些发达国家对乳化油的研究起步早、进展快，实现了2微乳化理论乳化燃料油商品化，申请了大量专利。近二十多年来，2．1普通乳状液与微乳状液我国燃油技术也获得了很大的发展，其中以乳化柴油所谓的普通乳状液也称简单乳状液(以下简称乳的研究居多⋯。但至今仍未实现乳化油的商品化，其状液)，它是一个非均相体系，其中至少有一种液体以主要问题有：a．90年代中后期，发明人虚假表演并炒作液珠的形式分散在另一种液体中，液珠直径一般在0．1“水变油

3、”，受到多位专家、教授，判后，一些人把燃油—1O微米。这种体系皆有一个最低的稳定度，这个稳掺水也视为“伪科学”，理论、技术研究和实验在一段时定度可因有表面活性剂或固体粉末存在而大大增加。间内搁浅。b．成本问题，由于表而活性剂的加入使加乳状液是热力学不稳定体系，放置一定时期后一定会水后的燃油成本不低于原有燃油的价格；C．稳定性，即分层。由于乳状液的液珠对可见光的反射比较显著，不能在1O一50℃的温度范围内稳定存在一个月以上；因此，具有不透明、乳白色的外观。一般把以液珠形式d．积炭问题，即要求乳化油燃烧后柴油机、活塞缸套内存在的相称为分散相或内

4、相，而把另一相称为连续相各部件光滑J。近几年微乳化理论及技术的成熟和或外相。乳状液至少有两种类型：油分散在水中，即水发展使得微乳燃油进入一个新的发展时期。微乳化包油型(O／W)；水分散在油中，即油包水型(W／O)。柴油性质稳定，保存期长，可使燃烧更加充分、降低有微乳状液是于1943年，由Hoar和Schulman首次害物排放，所以研制微乳化柴油是解决这一课题的有报道的，它是由水和油与大量的表面活性剂和助表面效途径。大量研究表明，微乳柴油节油率约为5％～活性剂混合自发形成的透明或半透明体系。在结构方15％，烟度有所下降；NO，CO和CH排放含

5、量约为一面，微乳状液与普通乳状液一样分为水包油型(O／W)般燃油的25％，其节能环保和经济效益显著，并和油包水型(W／O)。微乳状液与普通乳状液有根本的越来越受到各国科研工作者的重视。本文通过不同配性状区别(见表2—1)。。微乳液的定义为：由两种不互溶液体形成的热力液体的微滴所构成。学稳定的、各向同性的、外观透明或半透明的分散体2．2微乳体系的形成机理及类型系，微观上由表面活性剂界面膜所稳定的一种或两种2．2．1微乳体系的形成机理2009年6月微乳化柴油制备工艺研究59微乳体系的形成机理并没有定论，目前比较成熟分别取20ml的柴油放在5个烧

6、杯中在分别加入的理论是瞬时负界面张力理论：油／水界面张力在表面／ML的正丁醇在分别加入2ML的油酸：氨水的油酸铵活性剂的存在下大大降低，一般为几个mN／m，这样低(氨水和油酸体积比为2．5：1，2：l，1．5：l，1：l，1：1．5，的界面张力只能形成普通乳状液。但在助表面活性剂l：2．0，1：2．5)，不断滴加水快速搅拌观察其溶水量。的存在下，由于产生混合吸附，界面张力进一步下降至表1油酸与氨水体积比对溶水量的影响超低(10一I一10—5mN／m)，以致产生瞬时负界面张(单位m1)力。由于负界面张力是不能存在的，因此体系将自发扩张界面，更

7、多的表面活性剂及助表面活性剂吸附于界面而使其体积浓度降低，制止界面张力恢复至零或微小的正值。这种由瞬时负界面张力而导致的体系界面自发扩张的结果就形成了微乳液。如果微乳液发生聚结，则界面面积缩小，又产生负界面张力，从而对抗微乳液的聚结，这就解释了微乳液的稳定性。负界面张力机理虽然可以解释微乳液的形成和稳定性，但对于解释微乳液的类型和结构无能为力，因此，人们提出了双重膜理论、几何排列理论和R比理论来解释微乳液的结构。2．2．2微乳体系的类型a．WinsorI型微乳体系：当微乳体系为下相微乳液从上述可知，油酸：氨水=1：1．8为最好。和过量油相共

8、存时，过量油相中的表面活性剂含量相3．2．2正丁醇用量对溶水量的影响对于微乳相要小的多，这种微乳体系被称为WinsorI型在6个烧杯中分别加20ML柴油在分别加入2ML微乳体系，