助溶剂对甲醇汽油体系稳定性的影响

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1、科学研究训练（二）题目：助溶剂对甲醇汽油体系稳定性的影响摘要：讨论了甲醇汽油助溶剂的助溶作用，选择既能与甲醇相互作用又与汽油性质相似的助溶剂，能改善甲醇汽油的稳定性能。关键词：甲醇汽油；助溶剂；稳定性当今世界面临着石油能源危机和环境污染两大问题，能源与环境问题已成为影响我国乃至世界经济和社会发展的重要因素。因此，积极寻求和发展清洁能源已成为各国的头等大事。改变石油短缺、污染严重的唯一方法，就是减少对石油的依赖，开发绿色高效清洁替代能源。研究发现，甲醇等醇类是除石油燃料以外内燃机的最佳代用燃料，而且甲醇的生

2、产原料易得，工艺成熟，价格低廉。甲醇与汽油在助溶剂、乳化剂的作用下得到的调和燃料具有形态均一、燃烧性能良好、高效清洁等特点，甲醇汽油的开发和应用可以优化能源结构，缓解石油供需矛盾，所以甲醇燃料的研究开发有巨大的发展潜力，是汽车代用燃料的发展方向。甲醇汽油由基础汽油、甲醇和相关添加剂组成。甲醇汽油的技术关键核心是添加剂的技术水平和质量控制。甲醇汽油添加剂是决定调配甲醇汽油品质优良的灵魂，由于甲醇和汽油理化性质不同，甲醇汽油在使用中仍存在稳定性差的问题，影响到其储存和安全使用，解决甲醇汽油稳定性问题是其推广应

3、用的关键。1.甲醇汽油的基本特性1.1环保产品生产过程采用清洁化工艺中无“三废”。本品不含铅等燃烧后排出的气体清洁无害，有利于改善城市环境。1.2使用方便，无需改动装置汽车如果使用石油液化气燃料需增加特制装置，增加了汽车成本。而甲醇汽油可与石油产品装置同时使用，不仅节省汽油费用，而且还可节约改制装置费用，单独使用或混合使用均可，真可谓“一举三得”。1.3成本低、原料易购、来源广泛与乙醇汽油相比，成本低、原料易购、来源广泛。乙醇（俗称酒精），它主要来源于粮食，材料来源单一，一旦遭灾、减产，原料来源就成为问题

4、，而甲醇是化肥和制药、煤炭等行业生产的副产品，也可利用化工原料合成，价格低廉，来源极为广泛。1.4生产不受季节和规模限制甲醇汽油一年四季均可生产，与生产汽油、润滑油等产品相比。无需加温、加压、无水状态中生产。生产规模可根据本单位或个人的经济状况、市场等因素决定，可大可小。2.甲醇汽油的稳定性芳烃含量高的油品，相分离温度较低；烷烃含量高的油品，相分离温度较高；烷烃的异构化程度越高，相分离温度越低，稳定性越好；烷烃类化合物分子量越大，与甲醇相溶性越差。这是因为甲醇含有强极性的羟基，与非极性的烷烃难溶。芳烃有显

5、著的极性和氢键和力，汽油中芳烃的存在可以降低甲醇-汽油之间的极性差，使其稳定性增强。所以，使用富芳烃汽油可改善甲醇汽油的抗水性能和低温稳定性，减少助溶剂的用量。3.助溶剂的选择液体互溶遵循“相似相溶”的原理，即溶剂和溶剂分子间力与溶质和溶质分子间力近似相等，则两相互溶性好。极性大小相近的分子分子间力相近。所以极性强的甲醇能溶于极性强的溶剂(如水)中，难溶于非极性溶剂(如汽油)中，而汽油也只能溶于非极性溶剂中。要改善甲醇汽油的稳定性，必须寻找一种既能与甲醇相互作用又与汽油性质相似的助溶剂。目前，甲醇汽油所用

6、的助溶剂有醚类、级醇及脂肪烃、低碳杂醇、芳香族化合物等，例如MTBE、异丁醇、叔丁醇等。MTBE的加入改善了甲与汽油的互溶性，但其助溶效果不如异丁醇等醇类，这是因为MTBE分子极性较醇类小，叔丁基的存在又对氧原子与水、甲醇形成氢键有一定的阻碍作用，而异丁醇中的亲水基-OH能与水和甲醇中的-OH以氢键有效连接。但是异丁醇价格昂贵，供应量少。所以寻找价格便宜的新型助溶剂是甲醇汽油应用中应解决的主要问题。4.实验方法用不同比例的添加剂Ⅱ与90#汽油调配成不同的甲醇汽油，测定油品的相分离温度。5.实验结论改善甲醇

7、汽油稳定性的有效方法是加入助溶剂，减小醇油和油水之间的极性差，降低界面张力。寻找性能良好、价格便宜的助溶剂是解决甲醇汽油稳定性问题的关键。我通过实验得出随着添加剂使用比例的提高，甲醇汽油体系分层的温度成一条抛物线状。分层的温度越低，就代表甲醇汽油能在更低温的情况下稳定使用。我所使用的添加剂达到的最低分层温度是-48℃。10%添加剂与90%添加剂添加剂比例10%20%30%40%50%分层温度/℃-26-21-19-17-2215%添加剂与85%添加剂添加剂比例10%20%30%40%50%分层温度/℃-3

8、1-30-29-28-3120%添加剂与80%添加剂添加剂比例10%20%30%40%50%分层温度/℃-47-46-46-46-4810%添加剂与90%添加剂15%添加剂与85%添加剂20%添加剂与80%添加剂[参考文献][1]吴家友我国甲醇汽油和添加剂技术现状及应用情况.化工催化剂及甲醇技术20l1..1[2]杨学军MTBE作为甲醇汽油助溶剂的研究[J].化学工程师,1995,3(48):8-11.[3]乔映宾甲醇汽油有关