甲醇柴油乳液制备及性能研究

发布时间：2017-04-08 16:41

  本文关键词：甲醇柴油乳液制备及性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：石油资源日趋匮乏和环境污染日益严重，低排放代用燃料的研究受到了越来越多的重视，其中甲醇柴油乳液作为一种节能降污燃料，成为近年来广大科技工作者研究的热点。 本文以高速分散器作为分散手段，根据Stokes沉降定律和HLB值理论原理，筛选了复配乳化剂，并探讨了复配乳化剂选择原则；考察了甲醇含量、乳化剂含量、转速、乳化时间、HLB值及助乳化剂的种类、结构及含量对甲醇柴油乳液稳定性、流变性、分散性、闪点、凝点、腐蚀性等的影响规律，确定了适宜的实验条件；考察了乳液理化性质间的关系，得到了乳液的临界胶束浓度；对制备的乳液与柴油在性能及经济成本方面进行了对比，以期制得乳化剂用量少、经济成本低、粒径分布均匀且各方面性能满足国家燃用柴油标准的甲醇柴油乳液。 实验开发的复配乳化剂配方为：m（油酸）：m（Span-80）：m（单硬脂酸甘油酯）：m（Tween-20）：m（Tween-80）：m（十二烷基磺酸钠）=10:4:8.5:1:1:1，此时HLB值为5.2，乳化剂含量为3%，甲醇含量为15%，转速为5×2800r/min，乳化时间为2min，复配乳化剂HLB值范围为5～6，助乳化剂正丁醇含量为1%，此时形成的甲醇柴油乳液黏度为4.68mPa·s，，较柴油偏大，色度为2.5，较柴油偏小，闪点、凝点及铜片腐蚀等级性能基本不变，闪点为57℃，铜片腐蚀等级为1b，凝点-8℃，为牛顿型流体，其性能均满足国家燃用柴油标准。比较助乳化剂同分异构体醇形成乳液的稳定效果，正构型醇形成的乳液比异构醇形成的乳液稳定效果好，随着正丁醇含量的增大，乳液的稳定性先增大后减小；乳液黏度随着乳化剂含量、乳化剂黏度和甲醇含量的增大而增大，当乳液黏度最大时，表面张力最低，当乳化剂含量为2%～3%时，达到了乳液的临界胶束浓度；甲醇粒子粒径随着甲醇含量的增加而增大，随乳化剂含量的增大而减小，当转速为5×2800r/min和乳化时间为2min时，甲醇粒子粒径存在着最佳值，在适宜的条件下，甲醇粒子Sauter平均直径D为13.0μm。在经济成本上对比乳液与柴油，若节油率按10%计算，折算后每吨乳液可比柴油节省200元。 由以上可知，甲醇柴油乳液具有的优势缓解了能源短缺的局面，所以发展新型代用燃料、降低环境污染具有重要的理论研究意义和工业应用前景。
【关键词】：柴油 甲醇 稳定性 流变性 分散性
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ517.2
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-11
• 1 文献综述11-19
• 1.1 乳化柴油的研究意义11-12
• 1.2 乳化柴油研究概况12-15
• 1.2.1 国外研究概况12-13
• 1.2.2 国内研究概况13-15
• 1.3 甲醇柴油乳液研究意义15-16
• 1.4 乳化设备和乳化方法16-17
• 1.5 研究的目的和意义17
• 1.6 研究内容17-19
• 2 乳液理论基础19-27
• 2.1 乳液的性质19-20
• 2.2 表面活性剂的基本功能20-21
• 2.3 乳液的类型21-23
• 2.4 乳液稳定性23-25
• 2.5 乳液流变性25
• 2.6 乳化柴油的节能降污机理25-27
• 2.6.1 乳化柴油的燃烧机理25
• 2.6.2 乳化柴油的节能机理25-27
• 3 甲醇柴油乳液稳定性研究27-40
• 3.1 乳液稳定性的衡量标准27
• 3.2 实验药品及仪器27-29
• 3.3 乳化剂的选择29-30
• 3.4 结果与讨论30-39
• 3.4.1 乳化剂的筛选30-31
• 3.4.2 乳化剂含量对甲醇柴油乳液稳定性的影响31-32
• 3.4.3 甲醇含量对甲醇柴油乳液稳定性的影响32-33
• 3.4.4 转速对甲醇柴油乳液稳定性的影响33-34
• 3.4.5 乳化时间对甲醇柴油乳液稳定性的影响34-35
• 3.4.6 HLB 值对甲醇柴油乳液稳定性的影响35-36
• 3.4.7 助乳化剂对甲醇柴油乳液稳定性的影响36-39
• 3.5 小结39-40
• 4 甲醇柴油乳液流变性能研究40-49
• 4.1 实验药品及仪器40-41
• 4.2 甲醇柴油乳液黏度特性41-45
• 4.2.1 四种复配乳化剂的流变特性42-43
• 4.2.2 乳化剂质量分数对甲醇柴油乳液黏度的影响43-45
• 4.2.3 甲醇质量分数对甲醇柴油乳液黏度的影响45
• 4.3 助乳化剂对甲醇柴油乳液流变性的影响45-48
• 4.3.1 同分异构体醇对甲醇柴油乳液流变性能的影响45-46
• 4.3.2 助乳化剂种类对甲醇柴油乳液流变性能的影响46-47
• 4.3.3 正丁醇含量对甲醇柴油乳液流变性能的影响47-48
• 4.4 小结48-49
• 5 甲醇柴油乳液分散性能研究49-56
• 5.1 实验药品及仪器49-50
• 5.2 结果与讨论50-55
• 5.2.1 甲醇含量对乳液分散性的影响50-51
• 5.2.2 乳化剂含量对乳液分散性的影响51-53
• 5.2.3 转速对乳液分散性的影响53-54
• 5.2.4 乳化时间对乳液分散性的影响54-55
• 5.3 小结55-56
• 6 甲醇柴油乳液其他性能的表征56-65
• 6.1 实验药品及仪器56-57
• 6.2 甲醇柴油乳液理化性质的关系57-59
• 6.2.1 乳化剂含量对甲醇柴油乳液表面张力的影响58
• 6.2.2 HLB 值对乳液黏度和表面张力的影响58-59
• 6.3 助乳化剂对甲醇柴油乳液的性能影响59-62
• 6.4 柴油与甲醇柴油乳液的比较62-64
• 6.4.1 性能比较62-64
• 6.4.2 经济成本比较64
• 6.5 小结64-65
• 7 总结65-67
• 7.1 结论65
• 7.2 创新点65-66
• 7.3 建议66-67
• 参考文献67-74
• 硕士期间发表论文及其他成果74-75
• 致谢75-76

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7 吴s

本文编号：293258