甲醇柴油互溶实验资料Word文档格式.docx
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2.实验••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.1实验仪器和试剂•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.2实验过程••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.2.1单一助剂作用下甲醇和柴油的互溶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.2.2不同温度下甲醇和柴油的互溶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.2.3复配助剂作用下甲醇和柴油的互溶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
2.2.4不同温度下复配助剂作用下甲醇和柴油的互溶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
3.结果与讨论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
3.1单一助剂作用下甲醇和柴油的互溶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
3.2不同温度下甲醇和柴油的互溶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
3.3复配助剂作用下甲醇和柴油的互溶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
3.4不同温度下复配助剂作用下甲醇和柴油的互溶••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
4.结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
参考文献••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
研究了在助剂作用下甲醇与柴油的互溶性、不同温度对助剂作用效果的影响。
结果表明:
甲醇
和柴油难以互溶,但在助剂作用下,可以实现良好互溶；
温度对助溶剂的作用效果有着明显的影响,
温度越高,助溶效率越高,反之亦然。
最后通过实验，找出可使甲醇与柴油互溶的最佳的复配助剂与
温度的组合，即在45℃时，向甲醇—柴油体系中，加入1ml正丁醇以及1ml正辛醇复配助剂，甲醇可
以迅速溶解在柴油中。
关键词:
甲醇；
柴油；
助剂；
互溶性
Abstract
Searchforeffectsofdifferentadditivesandtemperaturesonmiscibilityofmethanolanddiesel.The
resultsshowed:
methanolanddieselaredifficulttodissolve,butinthepresenceofadditives,wecanachieve
agoodmiscibility;
temperaturehaveasignificantinfluenceonmiscibilityofmethanolanddiesel,solubili-
zationefficiencyishigherunderhighertemperature,andviceversa.Finally,wediscoveredthebestcombi-
nationoftemperatureandratioofcompoundadditiveswhichcanmakemethanoldissolveindieseleasily.
Tomethanolanddieselsystem,add1mlbutanoland1mloctanolcompoundadditiveunder45℃,methanol
canberapidlydissolvedindiesel.
Keywords:
methanol;
diesel;
additives;
miscibility
1.前言
可开采石油资源的日益减少和飞速发展的经济需求使得石油产品供需矛盾凸显。
甲醇有一定的
热值且燃烧充分,在众多的乳化柴油燃料中,甲醇以资源丰富、价格适宜、容易制取和良好的物化特
性在替代燃料应用研究中受到高度重视。
甲醇含氧量占50%,其着火极限较柴油宽,燃烧速度快,有利
于降低排烟量;
甲醇的汽化潜热比柴油大,有助于降低缸内温度,从而抑制了NOx的生成。
因此,用部分
甲醇替代柴油作为新型柴油代用燃料,不仅能缓解能源危机,还能在改善环境污染方面显示出优越性，
适合作为代用燃料与柴油掺混使用[1]。
但由于甲醇为低碳醇，属于强极性液体，而柴油属于非极性
液体,两者掺混量十分有限,并且混合后燃料稳定性大大降低,而燃料的稳定性是车用燃料最基本的
要求[2]。
因此,要推广甲醇-柴油乳化燃料,首先需要提高其稳定性。
国外从20世纪40年代就有关于甲醇-柴油乳化燃料的研究和开发,现已发展为较成熟的技术。
如
美国、日本和欧洲一些发达国家和地区在十多年前已进入实用阶段。
我国起步较晚,于20世纪60年代
初期开始着手研究这一课题,并取得了较大进展。
1.1甲醇-柴油乳化燃料的乳化、节能原理
1.1.1乳化原理
乳化是在一定条件下使不相混溶的两种液体形成有一定稳定性的液-液分散体系。
甲醇-柴油乳
化燃料是通过添加乳化剂的方式在机械力的作用下使甲醇以分散相的形式分散在柴油中,形成一种多
相体系的油包水型溶液。
甲醇和柴油是两个不相溶的相,混合在一起产生两相的表面张力,加入具有
亲水和亲油两重性质的乳化剂,吸附在界面上降低了表面张力,并在机械力的作用下提高了甲醇的稳
定性,因此为了提高甲醇柴油的稳定性,必须选择合适的乳化剂和乳化设备[3]。
1.1.2节能原理
甲醇-柴油乳化燃料是油包水型乳液,即柴油包甲醇。
由于甲醇的沸点远远低于柴油（130℃以上
）,当气缸内温度急剧上升时,柴油油表面开始燃烧，处于乳液内侧的甲醇先达到沸点,先受热汽化然
后体积急剧膨胀,当内部压力超过油表面及环境压力之和时,甲醇摆脱柴油的包围,冲破压力爆炸,即
“微爆”效应[4]。
“微爆”后的柴油液滴进一步微粒化，形成“二次雾化”，油和空气的接触面积
大幅度增加，提高了燃烧效率，达到节能的效果。
同时，甲醇在汽化过程中，分子中的-OH基团活
性大大增强，一氧化碳尽可能完全燃烧。
相当于“水煤气反应”，从而加速燃油裂解所形成焦炭的
燃烧，抑制了烟尘的生成。
1.2甲醇-柴油乳化燃料的研究进展
1.2.1助剂的研究进展
乳化剂加入到甲醇柴油体系后,根据相似相溶原理,亲油基团溶于柴油中,亲水基团溶于甲醇中,
并定向排列,形成一个界面膜。
此膜具有一定的机械强度,对分散的甲醇具有保护作用,从而提高甲醇
柴油稳定性。
[5]
①国内助剂的研究进展
龚旌[6]根据微乳液理论和甲醇分子结构的特点,自制脂肪酸甲酯乳化剂,以正丁醇为助乳化剂,甲
醇、0#柴油、脂肪酸甲酯、正丁醇按质量比为12∶50∶30∶8混合,在搅拌速度300r/mim下乳化3min,
所制得甲醇-柴油乳化燃料的粒径在30~140nm。
该乳化剂具有良好的高温稳定性、低温稳定性和机
械稳定性。
刘永启[7]等用自制的高分子共聚合物CP和span85复配而成SG-2乳化剂,用于甲醇柴油体系中,制
得的乳化燃料稳定时间长,乳化剂用量少。
在涡流室式柴油机中进行台架实验,证实燃用柴油-甲醇-
水复合乳液具有较好的燃油经济性。
山西华顿实业公司[8]按甲醇质量分数5%~20%,柴油质量分数为8%~35%,辅料为8%~35%进行配
料,以乙酸乙酯、异辛醇、精制杂醇油、蓖麻油等物质为添加剂,将甲醇和辅料按配比投入到混合罐
中,充分搅拌使甲醇和辅料混合均匀,制得的甲醇-柴油乳化燃料有效解决了甲醇与柴油互溶难的问
题,可完全替代商品柴油在多种环境条件下使用,其成本较低,燃烧性、启动性、动力性好,是一种较
理想的燃料。
北京福众金源环保科技有限公司[9]按质量分数以柴油70%~80%、甲醇15%~30%、异丁醇3%~
5%、二茂铁（去铁）0.00007%~0.0009%和正丁醇1%~5%为原料,常温常压下在容器里经过充分搅拌混
合均匀后制得乳化柴油燃料。
此产品成本比纯柴油成本低,且使用此产品可以降低柴油凝点,使柴油
燃烧更充分,尾气排放中没有黑烟,降低对环境的危害。
②国外助剂的研究进展
Hazbum用甲醇/叔丁醇部分或完全中和的阴离子表面活性剂制备了在-10~70℃时稳定的PhilipsD
22柴油微乳液。
Genova等研究了一种以蔗糖月桂酸为乳化剂、辛二醇为助乳化剂制成的W/O微乳柴
油,其中柴油的质量分数为72%~96%,水相质量分数为1%~12%,乳化剂的质量分数为5%~9.6%,助乳
化剂为1%。
在20~25℃的环境温度下制得了稳定透明的乳液。
Edward等以油酸、NP-14浓铵盐溶液
为乳化剂,制备了一种在很广的温度内两相
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