我國乙醇柴油互溶性之助溶劑研究進展

張 甲

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730060）

我國乙醇柴油互溶性之助溶劑研究進展

張 甲

（蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院，甘肅蘭州 730060）

石油資源日益枯竭、世界各國對環(huán)境保護日益重視，世界各國都在不同程度上加緊對混合燃料的開發(fā)和利用。乙醇柴油作為混合燃料研究的一個方向，其互溶性制約著生產(chǎn)、使用、運輸、儲存等各方面。因此主要介紹幾種常見的助溶劑，并對它們做了比較。

乙醇；柴油；互溶性；助溶劑

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，對燃料的需求逐年增加。但隨著石油資源日益枯竭、世界各國對環(huán)境保護日益重視，傳統(tǒng)的石油燃料–汽油和柴油的使用面臨著極大的挑戰(zhàn)，世界各國均在不同程度上加緊對混合燃料的開發(fā)和利用。

乙醇柴油是混合燃料研究的一個方向，研究開始于20世紀(jì)70年代，在研究過程中乙醇和柴油的互溶性嚴(yán)重制約著乙醇柴油的成本，影響著乙醇柴油大面積的推廣。國內(nèi)從2002年起開始出現(xiàn)關(guān)于乙醇柴油的研究論文，其工作主要集中在乙醇柴油助溶劑和乙醇柴油的排放特性上。

1 乙醇和柴油物化特性對比

表1 乙醇和柴油物化特性對比

2 乙醇柴油的助溶劑

2.1 醇類作為助溶劑

夏舜午等選擇正丁醇作為助溶劑添加到乙醇-柴油中進行相溶性試驗[1]，繪制乙醇-正丁醇-柴油在不同溫度下的溶解度曲線，研究正丁醇添加量和含水體積分?jǐn)?shù)對混合燃料穩(wěn)定性的影響。研究得到正丁醇作為乙醇-柴油混合燃料添加劑的合理添加范圍：若要滿足十六烷值大于40，乙醇的體積摻混比極限值為20%，此時為保持燃料混合均勻，只需加入5%的正丁醇即可?；旌先剂现忻慷嗳芙?.1%體積的水，需要使溫度升高20℃左右或者多添加2%正丁醇。

李會芬為了在乙醇柴油混合燃料的研究醇增溶效果[2]，并添加醇類溶劑，乙醇柴油混合燃料發(fā)動機的排放性能，分別做增溶試驗和排放性能試驗。溶解試驗、正丁醇、正庚醇、正癸醇選擇碳原子數(shù)增加為助溶劑，根據(jù)柴油、乙醇、溶劑體積比75∶20∶5的比例，分別在恒定的溫度，溫度10，20，0和30℃的混合燃料，在搖靜和層次的觀察時間，溶解度結(jié)果表明，乙醇柴油直接混合會立即產(chǎn)生分層；助溶劑的加入會提高溶解效果，過一段時間就會分層；10℃以上的環(huán)境可以保證柴油燃料乙醇與穩(wěn)定15d以上混；溫度和溶劑的碳原子數(shù)增加溶解度增加穩(wěn)定時間數(shù)。在YC6J170-21柴油發(fā)動機的排放測試100%，負(fù)載率分別測試不同助溶劑乙醇柴油燃料的CO、HC、NOx和碳煙排放。結(jié)果表明與純柴油相比，柴油乙醇未增加CO排放。HC和煙塵排放量顯著下降，整個NOx排放量下降，正丁醇溶劑的柴油乙醇燃料CO，HC，NOx和煙塵排放量的最低。

余紅東等選用正丁醇、正庚醇和正癸醇作為乙醇—柴油混合燃料助溶劑（混合燃料的體積比為助溶劑：乙醇：柴油=5∶20∶75）進行相溶性試驗[3]，并通過臺架試驗對比添加不同助溶劑的混合燃料對柴油機性能及排放的影響。試驗結(jié)果表明：隨著正構(gòu)醇分子量增加和環(huán)境溫度上升，混合燃料相溶穩(wěn)定性增加，燃油經(jīng)濟性變好；HC和NOx排放隨助溶劑分子量增加和發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低而上升。

2.2 其他助溶劑

藺建民等研究了表面活性劑對乙醇柴油容水量和相分離溫度的影響[4}，考察了加入助溶劑和表面活性劑以及其它柴油添加劑后乙醇柴油的氧化安定性、潤滑性和低溫流動性的變化。結(jié)果表明，親水親油平衡值為5～10的表面活性劑對于改善乙醇柴油的容水穩(wěn)定性效果較好。乙醇柴油無需加入抗氧化穩(wěn)定劑，加有表面活性劑的乙醇柴油無需加入潤滑性添加劑，但可加入流動改進劑和十六烷值改進劑。

吳鑒臻針對乙醇與柴油互溶性差的特點，采用添加表面活性劑脂肪醇聚氧乙烯醚（AEO3）和助溶劑正戊醇的方法，改變乙醇柴油的微乳化性能。并通過實驗考察了它們的最佳復(fù)配比，通過乙醇、柴油、穩(wěn)定劑體系的擬三元相圖，考察了溫度對其穩(wěn)定性的影響。最后對乙醇柴油的主要物性進行了測定。通過一系列實驗得知，醇類可以作為乙醇柴油混合燃料的助溶劑，正戊醇的助溶效果相對較好。

[1] 夏舜午，孫平，鄔齊敏，等.乙醇-正丁醇-柴油混合燃料的互溶性試驗研究[J].車用發(fā)動機，2014（3）：43-45.

[2] 李會芬，余紅東，黃錦成.以醇類為助溶劑的乙醇柴油混合燃料的試驗研究[J].廣西大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版，2010，（2）：282-285.

[3] 余紅東，李會芬，莫?？?，等.乙醇柴油混合燃料助溶劑的試驗研究[J].裝備制造技術(shù)，2009，（8）：16-17.

[4] 藺建民，朱同榮，黃燕民，等.乙醇柴油對不同添加劑感受性的研究[J].石油煉制與化工，2006，（6）：51-56.

Advances in Solubility of Ethanol Diesel Oil in China

Zhang jia

With the increasing depletion of petroleum resources，the world has attached great importance to environmental protection，and all countries in the world have intensif i ed the development and utilization of mixed fuels to varying degrees.Ethanol diesel as a hybrid fuel research in one direction，its mutual solubility restricts the production，use，transportation，storage and other aspects.This article describes several common cosolvents and compares them.

ethanol；diesel；miscibility；cosolvent

TK427

：B

：1003–6490（2017）04–0152–01

2017–03–30

張甲（1983—），男，甘肅蘭州人，講師，主要研究方向為石油化工專業(yè)。