当前位置: 首页 » 论文导航 » 工业技术 » 正文
生物柴油/柴油/甲醇三元燃料互溶性的试验
发布日期:2018-03-13  来源:应用化学   浏览次数:55
核心提示:欢迎投稿《应用化学》
生物柴油是指以油料作物、动物油脂和废餐饮油等,通过酯交换工艺制成的一种甲酯、乙酯燃料[2]。生物柴油与普通矿物柴油的理化特性比较接近,可供内燃机使用[2]。目前大多是以一定的比例和矿物柴油相混合,形成生物柴油与矿物柴油的混合物[3]。
为了节约能源,控制排放,国内外专家学者做了大量相关实验,从柴油的传统乳化到微乳化,对各种乳化剂、助溶剂的选择和掺混比例进行了对比研究【1】。发现1.传统乳化柴油成本较高,要延长乳化液稳定时间需要增加乳化剂的用量。【2】而微乳化液不但稳定性极高,而且有制备简单,能自发形成,凝点低,能改善排放等优点。2.乙醇等作为一种碳链较短的醇有利于柴油微乳液的形成。【4】3.生物柴油属于可再生能源,是一种清洁的柴油机代用燃料,具有广阔的应用前景。但是纯生物柴油尚无法完全取代矿物柴油【3】。
以往的微乳化配制经常采用各种助溶剂,表面活性剂等【5-9】,本文尝试不使用任何乳化剂、助溶剂和表面活性剂等,将生物柴油在常压下,分别与不同的组分混合形成微乳液,并在不同的温度下,测定其溶解性,得出三相互溶图,找出生物柴油的溶解规律,为柴油微乳液的配比提供参考。根据相似相溶原理可知,在没有助溶剂的情况下,甲醇和柴油很难相溶。而从生物柴油的分子结构可以看出,其具有亲水基团,也有亲油基团存在,和乙醇或者甲醇有着良好的互溶特性。因此,生物柴油可作为一种助溶剂存在,可以降低柴油/甲醇界面的分子间作用力,改善柴油对甲醇的溶解性。
1 柴油-生物柴油-甲醇的溶解性实验
试剂与仪器
0#市售柴油;无水甲醇(分析纯);生物柴油。不同规格量筒若干;烧杯若干;滴定管三支;移液管;玻璃棒;DK-98-1型电热恒温水浴锅,如图1.1所示,0℃~100℃调节,温度波动±0.5℃,试样油温通过可调节水温控制,天津泰斯特仪器有限公司。

图1.1 恒温水浴锅
为了将水分对实验结果的影响降低到最低程度,特对实验用生物柴油做以水分测定,以保证使用合格的生物柴油。其水分测定结果如表1.1所示:
表1.1 生物柴油水分测定
1 2 3 4 5 平均值 含水率
19.2μg 26.9μg 20.4μg 19.6μg 18.3μg 20.88μg 0.0475%
注:试样密度:0.879g/ml 取量:0.05ml
根据GB/T 20828-2007《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)》的要求,要求水分含量≤0.05%,而实验用生物柴油水分含量0.0475%<0.05%,因此满足实验要求。
2.试验方案设计
为了研究柴油、生物柴油、甲醇三者之间在不添加任何添加剂时的互溶性,本文设计的实验方案如下:
①首先配制B0(50ml柴油+0ml生物柴油)、B10、B20、B30、B40、B50、B60、B70、B80、B100不同比例的混合燃料各50mL
②将B0试样烧杯放置在恒温水浴锅内并调至20℃,用滴定管将甲醇滴入烧杯,至溶液出现浑浊时记录滴入甲醇量。
③以5℃为步长依次递增温度至45℃,记录甲醇的最大溶解量。
④重复以上步骤,分别测出B10、B20、B30、B40、B50、B60、B70、B80、B100对甲醇的最大溶解量。
⑤再配制好M30(15ml甲醇+35ml生物柴油)、M40、M50、M60、M70、M80、M90、M100不同比例的甲醇-生物柴油混合燃料各50mL。按照步骤②③分别测出M40、M50、M60、M70、M80、M90、M100对柴油的最大溶解量。
分析各组数据,绘出柴油-生物柴油在常压、不同比例、不同温度下对甲醇的溶解性曲线,甲醇-生物柴油在常压、不同比例、不同温度下对柴油的溶解性曲线,以及其互溶三相图。
通过表1.2的数据可以看出随着温度的升高,柴油-生物柴油混合体系对甲醇的溶解性在不断增强。这说明温度对柴油-生物柴油混合燃料溶解甲醇的性能影响很大,B80在45℃时已经可以和甲醇完全互溶。当然,由于实验条件有限,在实验过程中无法控制甲醇在此期间的挥发,因此结果会有一定误差;同时,在实验的过程中无法完全避免温度偏差对实验结果造成影响,但实验整体依然呈现出很好的规律性。
表1.3中的数据呈现出和表1.2类似的规律:横向:生物柴油-甲醇混合燃料对柴油的溶解量也随温度上升;纵向:随着混合燃料中甲醇比例的不断减小,对柴油的溶解量也在不断增大。
 
 
 
评论详情
 
0条 [查看全部]  相关评论
 
 
 

免责声明:本平台并非任何杂志官网,仅限于整理学术信息以及期刊投稿渠道

 
 
展开