Equipment Manufactring Technology NO 11, 2007寶溫下正丁醇作為乙醇-柴油混合燃料助溶劑的試驗研究李會芬李雙定,黃錦成(廣西大學機械工程學院廣西南寧53000搞要:通過對正丁醇作助溶劑的乙罅一柴滷混合燃料的相關試驗研究,力求找到合適的助溶劑配比比例,為乙醇一柴油混合燃料的氌定性及推廣做貢獻。試驗誣明,以正丁醇為溶劑的乙騁一柴油的混合燃料可以用做柴油機的代用燃料。關簧詞:代用燃料;正丁醇;柴油機;助溶劑;乙醇糶油中圖分類號:TK428文獻標識碼:A文章編號:1672-545X(200711-0004-02近年來,由于石油煤炭等能源的過量開采及環(huán)境問題的醇的這種雙重性質具有一定的排斥性因為油與水是相互排斥益突出,節(jié)能與環(huán)保已成為國際社會普遍關注的兩大熱點問的,因此乙醇直接與柴油混合還是較難形成均勻的混合溶液;題使汽車工業(yè)的發(fā)展也面臨巨大的挑戰(zhàn)。各國在大力發(fā)展本又因為柴油含有少量的芳香烴,形成的混合溶液穩(wěn)定性很差,國汽車工業(yè)的同時,制定了相關政策法規(guī)限制汽車尾氣的排很容易出現(xiàn)分層,無法滿足作為柴油機燃料的要求放減輕環(huán)境壓力降低能源消耗,同時加大了新能源代用燃12助溶劑的選擇及可行性分析料等能源的研究投入。乙醇作為汽車燃料的研究也因此發(fā)展起助溶劑的主要作用是改善乙醇一柴油的相溶性增強其低來。經(jīng)過長期的摸索及大量的試驗研究目前乙醇-汽油作為溫穩(wěn)定性保證燃燒所必須的足夠粘度值和十六烷值汽油機代用燃料的技術已經(jīng)相當成熟,主要是因為乙醇具有辛根據(jù)調研情況分析本試驗選擇醇類物質一正丁醇作為烷值高抗爆性好理化性質與汽油比較接近相溶穩(wěn)定性好等混合燃料的助溶劑。之所以選擇醇類助溶劑是因為醇類助溶特點這在客觀上也推動了乙醇-汽油在汽油機上的應用。但劑可以增大互溶度,提高乙醇-柴油的穩(wěn)定性其主要作用機乙醇-柴油用于車用柴油機的研究進展相對滯后這主要是因理為醇類具有親油和親水基團,利用表面活性使乙醇一柴油形為乙醇的物理化學性質與柴油相差較遠,采用混合法使乙醉與成穩(wěn)定均相體系叮。其原理為:柴油是多沸點的混合物而乙醇柴油相溶后其穩(wěn)定性較差,并且乙醇十六烷值比柴油小很多,,是具有單一沸點的化合物。它們混合后其混合物的蒸餾曲線粘度低因而影響了乙醇在柴油機上的應用。目前國內外對乙與混合前各自的沸點或蒸餾曲線均有區(qū)別。以前的研究證明醇-柴油的研究主要集中在乙醇一柴油相溶穩(wěn)定性問題上,因在醇類中,含碳原子數(shù)越大醇與柴油的混合油的蒸餾曲線越此著力尋求開發(fā)經(jīng)濟有效的助溶劑解決乙醇與柴油的相溶穩(wěn)接近于柴油的蒸餾曲線。也就是說高碳醇的物性更接近于柴定性問題是當前急需解決的一個主要課題。油。在研究中,正是利用了高碳醇的這一特點在乙醇柴油中加筆者以車用柴油機為依托,以正丁醇為助溶劑,通過不同人了一定量的正丁醇作為助溶劑。事實證明:這樣做既可以把配比比例的乙醇一柴油混合燃料的相關試驗研究,力求找到合正丁醇作為代用燃料的一部分,又可以顯著提高乙醇與柴油的適配比的助溶劑為乙醇-柴油混合燃料的穩(wěn)定性及推廣提供互溶度通過室溫時加人不同量的正丁醇使乙醇與柴油完全些依據(jù)。互溶。同時,正丁醇的碳原子數(shù)比乙醇更接近于柴油的碳原子數(shù),這符合相似相溶原理1乙醇一柴油相溶性的理論分析2乙醇一柴油的混合試驗研究11乙醇-柴油相溶性差的理論分析乙醇-柴油相溶性差的主要原因是它們之間的理化性質21乙醇柴油直接混合差異很大。乙醇分子中既含有烴基又有含有羥基,這也決定了乙醇-柴油直接混合后穩(wěn)定性的考察如表1所示。分層現(xiàn)乙醇具有親油(柴油汽油、煤油等)特性和親水特性的雙重性象如圖1所示質其中親水性強于親油性能與水以任意比例互溶通常情況式驗可知乙醇-柴油直接混合時,相溶穩(wěn)定性較差并下醇類中含碳量越少親水性越強;含碳量越高親油性越好,且乙絕定性就越差。乙醇與所以與甲醇相比,乙酵親油性更強,更易與柴油混合互溶。但乙柴油直中國煤化工CNMHG收稿日期作者筒介(1972-)女,河北定州人,研究生班學歷廣西大學講師主要研究方向內燃機性能與排放汽車運用工程;廣西大學教授廣西內燃機學會副理事長4《裝備制造技術》2007年第11期1乙醇和柴油直接混合時靠的。但當正丁醇體積比為5%以下時,能保持均勻混合的時加入乙醇-柴油后搖晃混合液5min后靜置,呈良好的混合狀態(tài)間有所下降,使用體積比為5%的正丁醇,可以滿足14d以內E10D90的混合燃料要求。再減少正丁醇的比例則混合燃料4d后即出透明溶液分層現(xiàn)分層現(xiàn)象,不能滿足使用要求因此認為正丁醇的合適體積3d后為5%24不同溫度試驗結果以5%正丁醇,乙醇體積分別為10%,20%,25%,30%時,在-10℃,-6℃,+5.5℃,+10℃,+20℃,+30℃溫度條件下做了試驗結果如圖4所示圖1乙醇-柴油直接圖2加入助溶劑10%后的相溶情況22乙醇柴油中加入助溶劑正丁醇添加正丁醇充分播勻后,乙醇與柴油能夠很快混合成均勻的混合溶液,呈透明狀,如圖2所示,并且這種均勻穩(wěn)定狀態(tài)能夠保持達一個半月以上,表明混合燃料添加正丁醇坳溶劑后具有較強的穩(wěn)定性,完全滿足柴油機的要求正丁醇可作為乙醇田45%正丁醇,不同乙醇比例試雅結果柴油混合燃料的助溶劑。23不同正丁醇配比體積試驗結果3試驗結論用的正丁醇體積分別為10%,5%,3%。乙醇體積分別為10%,20%,25%,30%。試驗結果如圖3所示(1)正丁醇可以作為乙醇柴油燃料的助溶劑;一Z1(2)以正丁醇為助溶劑的乙醇-柴油的混合燃料可以用做柴油機的代用燃料;(3)助溶劑〔正丁醇)的比例越大,乙醇-柴油相溶性及混合后的穩(wěn)定性越好;(4)正丁醇的合適配比比例為5%;(5)綜合考慮正丁醇及乙醇的經(jīng)濟性,推薦樣品為Z5E25D70,Z5E20075。!趙殊廖蓉蘇鞠昭年有機化學(第2版M]北京中國林業(yè)圖3不同正丁醇配比體驗結果由圖3可知,以乙醇占體積比為2%的混合燃料為例,當2張克范乙醇柴油混合燃料的應用研究柴油機,20,27正丁醇體積比為10%時,45d后四種混合液均沒有出現(xiàn)分層現(xiàn)(1):21-23,33.象55d后開始出現(xiàn)分層現(xiàn)象基本說明正丁醇作為助溶劑是可Experimental Study on Taking N-Butanlo as Cosolvent for Ethanol-diesel Blend Fuel inRoom TemperatureLI Hui-fen, LI Shuang-ding, HUANG Jin-chengCollege of Mechanical Engineering, Guangxi University, Nanning 530004, ChinaAbstract: The correlative experimental study on taking n-butanolo as cosolvent ethanol-diesel blend fuel is done. to find a suitable propor-tion of cosolvent ratio can achieve the stability for ethanol-diesel blend fueL. The experiment shows that the ethanol-diesel blend fuel withn-butanolo can be used as the replaceable fuel for dieselKey words: Replaceable fuel; N-butanlo; Diesel engine; Cosolvent, E thanolH中國煤化工CNMHG