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1、中国海洋大学学报第39卷增刊39(Sup.):396~4002009年9月PERIODICALOFOCEANUNIVERSITYOFCHINASep.,2009低温煤焦油/甲醇为基料的微乳化燃料的制备研究王立英,李春虎,侯影飞,于英民,冯丽娟(中国海洋大学化学与化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室,山东青岛266100)摘要:实验以低温煤焦油为原料,通过对其简单处理,制备出精焦油;并与甲醇和柴油进行微乳化。分别考察了精焦油与柴油的互溶性,不同配比下的最佳HLB值,中等碳链脂肪醇的助溶效果,助溶剂和乳化剂用量与临界互溶温度的关系及对乳状液粒径的影响;并用自制的CoCl2试纸检验所配制的
2、微乳液的类型。实验表明,以正戊醇为助溶剂的助溶效果最好;随乳化剂、助剂加入量的变化,形成微乳液的临界互溶温度和乳状液内部的液滴粒径不同;CoCl2试纸检验结果表明,所制备的微乳液均为W/O类型;燃烧热值测试表明,制备的微乳液燃烧热均在8000千卡以上。关键词:替代燃料;甲醇;柴油;低温煤焦油;微乳化柴油中图法分类号:TQ517.2文献标识码:A文章编号:1672-5174(2009)03-396-05石油作为一种重要的战略物资,对于世界经济发中以脂肪烃、酚属烃为主,而芳香烃则很少。甲醇作为展有着极为重大的影响,由此而引发了世界石油市场替代能源具有很多优点,其沸点较低、分子量小和分子价格以及国内
3、石油价格的上涨,这对石油工业、交通以结构简单、着火界限宽,甲醇燃料中含氧量丰富,占及能源行业都带来了很大的影响。后石油时代已经来50%等特性。这些特性,有利于燃空比的控制及其运临,油气供需矛盾突出导致了原油的价格巨大波动,并用稀薄燃烧技术,混合气形成较快,且比较均匀,有利伴随着环境污染日益严重。于完全燃烧,从而改善排放性能,特别有利于降低碳烟近年来,柴油-水、柴油-甲醇乳化燃料成为一项重排放,并且根本没有化石燃料特有的苯、芳烃、烯烃及[1]要的节油和减少污染物排放技术得到了迅速的发展,其他致癌物质,使得甲醇成为最具潜力的替代燃料。并在一定的范围内得到了应用。国内外对乳化柴油的1.2乳化剂的选择
4、依据燃烧效率及其污染物排放等做了大量的研究,对节油(1)亲油基团与油相具有相似结构的乳化剂乳化效果减排效果得出了肯定的结论,然而,由于乳化柴油存在好,根据相似相溶原理,要求乳化剂的憎水基团的结构的稳定性差、储存时间短及燃烧不稳定等固有问题,使[2]和油的结构越相似越好;复配乳化剂的效果往往比得乳化柴油的推广应用范围仍然十分有限。微乳柴油单一乳化剂效果好,使用复配的表面活性剂加助剂制作为一种较佳的节能、环保燃料,在能源紧缺、环境问备的微乳液,比用单一表面活性剂加助剂制备的微乳题日益严重的今天越来越受到科研工作者的重视,它液更稳定[3]。有效的解决了乳化柴油存在的问题。(2)助溶剂是制备微乳液中不
5、可缺少的组分。加入一本研究以煤热解过程中产生的副产物低温煤焦油定量的极性有机物,可将界面张力降至不可测量的程和价廉的甲醇原料替代部分柴油来制备微乳柴油,既度,还能增强界面膜的流动性,有利于微乳液的形可减少柴油燃烧排放对环境的污染,又可实现合理的成[4]。能源结构,发挥资源优势,缓解对短缺资源的依赖。1.3微乳化燃油的优点[5-9]微乳化是解决乳化油实用性的较好途径。与乳化1理论部分燃油相比,微乳燃油有如下优点:(1)长期稳定。微乳1.1以煤代油,实现合理的能源结构液是一种热力学稳定体系,能自发形成,可达到长期稳我国具有丰富的煤炭资源,逐步采用以煤代油的定。(2)黏度适中。微乳燃油的黏度与末掺水
6、燃油黏策略将是国家能源政策的必由之路,具有重大的经济度相差不大,而乳化燃油为了延长寿命,有时要加入效益和社会效益。目前低温煤焦油主要来源于煤气发增黏剂,达到稳定目的,这样不利于燃油雾化。(3)制生炉和直立炉炼焦。由于低温煤焦油主要组分为脂肪备简单。由于微乳液可自发形成,因此无需强力搅烃、烯烃、酚属烃、环烷烃、碱类、芳香族和类树脂物,其拌。(4)微乳燃油燃烧效率高。有害废气排放量明显收稿日期:2009-03-19;修订日期:2009-06-03作者简介:王立英(1982-),女,硕士生。E-mail:bingyuwly@163.com增刊王立英,等:低温煤焦油/甲醇为基料的微乳化燃料的制备研究3
7、97低于乳化燃油,在节能、环保和经济效益上都有较可观柴油和精焦油,x,y,z分别代表相应原料的体积分数。效果。通过实验测定,将精焦油和柴油以V(C)V(D)=11组成混合油。2实验部分根据乳化剂的选择原理,选用一种效果最好的复配乳化剂为乳化剂,选用中等碳链的脂肪醇为助溶剂,2.1煤焦油的处理及馏分油的收集考察了5种脂肪醇的助溶作用;实验对M10,M20,2.1.1煤焦油的预处理煤焦油中的水分一般为
