微乳化柴油技术简介
柴油微乳化技术中乳化剂的选择及配方的研究
a d D 812 ee o t l。 d te w i t ai o E 一 /1一 /D0 /0 1 i 061 /. n 0 /0 1w r pi ma a h eg t fA O 3r 4 (812 1 S . . 8 n hr o I X /4
HUANG n e XU e ,S N u - o g Ya - , W i HE Ch n h n
rD p r n fc e ia agh n N r lC H g,Tn sa 6 0 0 Hee h l eat to h m cl n sa o o ee a gh n 0 3 0 , b iC ha) me ,T ma
复配作乳化剂时 HB L 值在 6 i . - 9范围内均可制得柴油微乳液; 5 对不 同复配乳化剂制得微乳化柴油稳
定性验证表 明: 微乳化剂的组成以 A O 3T一 E一 、X 4与 D 81 2 O/ 0 1三种乳化剂复配 , 复配 比为 06 148时 .: .:
掺 水 量达 1 % 且 稳定 性高 。 4,
oD1 /4 1 r u e s e li e ,a l s HL v u i d r t a ta i te aa ,a d r 2 1 2 1 wee s d a mu s r s wel B a e s wie h n h t n h d ts n i fs a l
关键词: 乳化剂 ; 柴油; 微乳化 ; 表面活性剂
中 图分 类号 : Q 2 .5 T 0 73 文献 标识 码 : A 文章 编号 :0 6 2 3 (0 60 — 2 — 1 0 — 5 x2 0 )9 0 0 6
Su y o h ee t n a d P e c it n o mu . ir t d ft e S lci n r s rp o E 1i e o i f q f i e e l Mir- musf a o n Dis l 0i co e li c t n li
微乳化生物柴油的制备及其稳定性研究
质 、 的种 类及 环 境 温 度 对 微 乳 液 稳 定 性 的影 响 。研 究 表 明 , 适 的 配 比 可 以 形 成 微 乳 液 , 醇 合 而乳 化 方 式 、 质 和 辅 水 助 表 面活 性 剂 醇对 微 乳 液 形 成 没 有 大 的 影 响 , 温度 对 其 稳 定 性 影 响 比较 大 , 度越 高稳 定 性 越 差 。 温 关 键 词 : 乳 液 ; 合 乳 化 剂 ;生 物 柴 油 ; 定性 ; 化 燃 料 微 复 稳 乳
柴 油具有 理化 性 质稳定 、 存期 长 、 保 制备 简单 及燃 烧
效率 高等 优点 [ 。 4 ] 生 物柴油 是一 种 可再 生并且 安全 性 高 的新 型燃
流 体 界 面热 力 学 上 变化 引起 界 面膜 熵 增 加 , 混 合 油和 水 的熵 近 似等 于这 样变 化 的熵 。 由于这种分
收稿 日期 :2 0—40 ;修 回 日期 :2 0 —52 0 70 —6 0 70 —8
称量加入 1 生 物柴油 中, 加边 搅拌 , 6g 边 澄清后 逐滴
加入 自来水 , 到最 后一 滴溶 液 不 再 澄清 为 止 , 直 由试
验前后溶 液质量差 得到水 的质量 。
石 中光 ,孙 平 ,梅德 清 ,陈 镇
( 苏 大 学 汽 车 与 交 通 工 程 学 院 ,江 苏 镇 江 江 221) 1 0 3
摘 要 : 乳化 生 物 柴 油 能 够 降低 发 动 机 N 排 放 和 烟 度 , 有 一 定 的 节 能 效 果 , 一 种 很 有 前 景 的代 用 燃 料 。 微 还 是
乳化柴油
乳化柴油柴油乳化剂是基于多分子吸附膜理论,该理论是由乳化剂与分散相共同形成的强穿透性复合物构成,膜厚、强度大、难破乳、阻止聚结。
乳化柴油特点如下:1乳化柴油的主要结构在乳化剂的作用下,使水在短时间内发生质的变化,经专业乳化机械的处理,水即形成微小颗粒,周边被油包围形成油包水的大分子结构,得到与柴油原色相近的新型燃料——乳化柴油。
二、乳化柴油的燃烧原理乳化柴油是在乳化剂的作用下形成油包水的结构,而水是不可燃烧的,但水又是由H和O组成这两个成分中H可燃烧,O又是助燃的,怎样能使水中的这两个成分各发挥其性能呢?乳化柴油较好的解决了这个问题,这就是:1、微爆作用因为乳化柴油是以油包水的状态存在的,由于水和柴油的沸点不同(水100℃、油200-350℃),当乳化柴油燃烧时,每一个包裹水珠的油珠在高温的燃烧室中,水先于柴油汽化,这一过程使包含水珠外面的油膜炸裂成无数的小片,这样的每一下片由于自身的表面张力,将重新形成小细珠。
这种微爆现象的存在,使每一个小油珠进行了两次雾化,柴油与助燃空气的接触面也自然成比例增长,分散更好,混合更加均匀,燃烧更加充分,从而减少或消除了原有的不完全燃烧问题从而达到提高燃烧效率的功效。
2、加速燃烧反应油的燃烧过程主要是其中的C—C键和C—H与O2的反应,碳氢元素是否完全燃烧取决于燃烧接触面和O2、OH等活性物质的含量。
在乳化柴油的燃烧过程中,水参与了燃烧,会发生一系列的附加化学反应,水是非能源物质,最后还是以水(水蒸气)的形式排出,并没有热量的放出,但是在高温反应中,水产生了H、O 和OH等原子或自由基。
这些活性物质极大地活化了整个油料的燃烧过程,使生成的一氧化碳尽可能完全燃烧。
此外还可加入水裂解催化剂促使H、O和OH等原子或自由基的生成,水煤气反应还加速了燃油裂解所形成的焦炭的进一步燃烧,从而抑制了烟尘的生成。
使燃烧更充分、更完全,从而达到提高燃烧效率和热效率的目的,降低了油耗率。
乳化柴油的探讨
合 开发 的 P r O ui x乳 化 柴 油 都 是 在 用 的 乳 化 产 N
品 。美 国清 洁燃 料 技 术 有 限 公 司 开 发 的 A一5 5 清 洁乳 化柴 油产 品则 是 较 为 著 名 的 品牌 , 品 远 产
象)生成二次雾化 , , 使得乳化 柴油二次微粒 化, 微 小 油粒 与空气 接 触 的表 面积 大 大 增 加 , 高 了 提
我 国科 技 工 作 人 员 已研 制 出 Z WZ一6 1 , 0 2 C F—A, Z 混合型 8 1 H 0 , Q型 ,G Z H一9 A 型等乳 化 2 剂产 品并 已在 部分 地 区试 点 推 广 。1 8 9 8年 , 宏 盛 至 以及 国外 的有 关 科 研 机 构 开 始 研 究 乳 化 油 喷
乳化 柴油 研 究状 况 节能 环保
状 。指 出 了乳化 柴 油具有 燃烧 性 能好 、 节能 、 环保等优 点 , 为 具有 广 阔的应 用前景 。 认
中 图分类 号 : E 9 T 0
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文献 标识 码 : A 年 , 国艾 尔 夫石 油 公 司在 低 速 柴 油机 燃 用 重 油 法 时掺 水取 得 了成 功 。随着对乳 化理 论 的不断 研究
介 质 中传 递 时所 携 带 的 能量 , 油 水 界 面上 产 生 在 强 烈 的冲击 和空化 现象 , 水 分裂 成小 滴 , 使 均匀 地
分 散在 油相 中。
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具 有环 保 、 能等 优点 , 节 与纯 柴油 有 同样 物理 化学
性 能 的特 点 , 决 了 以往 柴 油乳 化 技术 存 在 的油 解
《微乳化技术及应用》课件
提高石油的采收率
01
微乳化技术可以将表面活性剂 和其他化学剂以微小的液滴形 式分散在石油中,降低油水界 面张力,提高石油的流动性。
02
微乳化技术可以改善油藏的润 湿性,提高油藏的渗透性,从 而提高石油的采收率。
03
微乳化技术可以降低石油中的 杂质含量,提高石油的质量和 纯度。
降低燃料的毒性
微乳化燃料能够降低燃料中的有害物质含量,如硫、氮等,从而减少燃烧 产生的有害气体和颗粒物。
随着环保意识的提高,绿色、环保的微乳化产品将越来越受到市 场的青睐。Βιβλιοθήκη 感谢观看THANKS
农药和医药行业
在农药和医药行业中,微乳化技术主 要用于制备高效、低毒、环保的农药 和药物制剂,提高药物的生物利用度 和药效。
在医药领域,微乳化技术还可用于制 备靶向药物、纳米药物等新型药物制 剂,提高药物的疗效和降低副作用。
通过微乳化技术,可以将农药或药物 包裹在微小的液滴中,从而提高药物 的靶向性和稳定性,减少药物对非目 标生物的毒性。
燃料和石油工业
01
在燃料和石油工业中,微乳化技术主要用于提高燃料的燃 烧效率、降低污染物排放和提高石油采收率。
02
通过微乳化技术,可以将燃料或石油与水进行混合,形成稳定 的微乳液,从而提高燃料的燃烧效率和降低废气排放。
03
在石油开采中,微乳化技术可以用于提高采收率,通过将采出的 石油与表面活性剂和水混合形成微乳液,提高石油的流动性,从
提高药物的稳定性
01
02
03
微乳化技术能够将药物 溶解或分散在微小的液 滴中,形成稳定的药物 体系,防止药物的水解 和氧化等降解反应。
微乳化药物具有较高的 表面能,能够增加药物 的分散度和溶解度,从 而提高药物的稳定性和
微乳柴油拟三元相图的绘制及燃烧热的测定
微乳柴油的拟三元相图绘制及燃烧热的测定化学与环境学院 2010级一、实验资料微乳液:微乳液是一种由两种互不相溶的液体在表面活性剂界面膜的作用下生成的热力学稳定、各向同性的透明的分散体系。
由于其能形成超低界面张力,且具有高稳定性、大增溶量、以及粒径小等特殊性质,已引起人们广泛关注。
柴油微乳液:油与水在表面活性剂的作用下以合适的比例混匀将自发产生稳定的微乳燃料,它可以使燃烧更为完全且效率更高,从而节约了能源也同时更加环保。
微乳燃料的节能环保及经济效益吸引着世界各国的科学家,并成为各国竞相开发的热点。
随着近年来对两亲分子有序组合体研究的不断深入,微乳液理论在乳化燃油领域取得了突破性进展,开发透明、稳定、性能与原燃油差不多的微乳液燃料成为了研究热点。
二、实验原理微乳柴油与燃烧减排机理:乳化燃油与通常的乳状液一样,也分为油包水型(W/o)和水包油型(O/W),在油包水型乳化燃料油中,水是以分散相均匀地悬浮在油中,被称为分散相或内相,燃料油则包在水珠的外层,被称为连续相或外相。
我们目前所见的大多数乳化燃料油都为油包水型乳化燃料。
乳化燃料燃烧是个复杂的过程,对其节能降污机理较为成熟的解释是乳化燃料中存在的“微爆”现象和水煤气反应,也就是从燃料的物理过程和化学过程来解释。
物理作用—“微爆现象”油包水型分子基团,油是连续相,水是分散相,由于水沸点(100℃)低于燃油沸点(130℃以上)。
在气缸温度急剧升高时,水微粒先沸腾气化,体积在万分之一秒内瞬间增大了1500倍左右,其气化膨胀相当于一次极小的爆炸。
当油滴中的压力超过油的表面张力及环境压力之和时。
水蒸气产生的巨大压力将冲破油膜的束缚,无数小液珠产生的阻力使油滴发生爆炸,油雾化成更细小的油滴。
小油滴与空气接触的比表面积成倍提高,形成二次燃烧的雾化条件,爆炸后的细小油滴更易燃烧,其燃烧表面比纯燃油增加了104倍左右。
因此,减少了物理上的不完全燃烧和排烟损失,提高了燃烧效率,使内燃机达到节能的效果。
微乳化柴油的研究与发展前景
十 二烷基 一聚氧 乙烯 醚 、 壬基酚聚 氧 乙烯醚 等 。 一 单 表 面活 性剂 配制 的 柴油微 乳 液稳 定性 较 差 , 两种 而 或多种表 面活性 剂复配 可提高 微乳液 的稳定性 。在 油水 界面 上 , 子型 表面 活 性剂 的离 子 间会 产 生静 离 电作用 力 , 使表 面活性 剂在界面 上排列 得更 紧密 。 而 不 同类 型 表 面 活性 剂 在油 水 界 面 上 可 相 互 促进 吸 附, 面总 吸附量大 于单一表 面活性剂 , 面膜强 度 界 界 大, 乳液更 稳定 。 油微乳液 体系 中存在一 个最佳 的 柴 表面 活性剂 复配 比 , 如果偏 离最佳 复配 比 , 离子 间相 互 作用 过强 或过 弱 , 都会 导致 乳化 剂 的 总吸 附量 降 低, 界面膜 破坏 , 液稳定性 变差 L 乳 7 j
能环 保机理 , 并指 出 了其发 展前景 。
关键词 : 微乳化 柴 油; 微爆理论 ; 乳化 荆 随着 我 国工业 和 交通 运输 业 的发 展 , 油 车热 柴 效率 高 ( 最高 4 %) 油耗低 ( O 、 节油2  ̄3 ) 动力性 0 0 、 强等 优点 日益凸现 , 柴油车 比例不断 提高 , 用柴油 车 消 费量急剧 上升 。 化企业 不断提高 柴汽 比, 炼 但受 原 油性 质和 加工 装置 制约 , 柴汽 比仍维持 在 1 8 . . ~1 9 油微 乳液[ 。乳化剂 可选择 离子 型表面 活性剂 和非 6 ] 离子 型表面活 性剂 。离子型表 面活性 剂有 长链脂肪 酸 钠盐和 铵盐 、 十六烷 基三 甲基 溴化 铵 ( T C AB) , 等 非 离子 表面 活性 剂有 S a 、 wen 链 脂 肪酸 酰 胺 、 pn T e 、
生物柴油制备技术介绍
生物柴油制备技术介绍目前,生物柴油的制备方法主要有直接混合法、微乳化法、高温裂解法和酯交换法。
前两种方法属于物理方法,虽然简单易行,能降低动植物油的粘度,但十六烷值不高,燃烧中积炭及润滑油污染等问题难以解决。
高温裂解法过程简单,没有污染物产生,缺点是在高温下进行,需催化剂,裂解设备昂贵,反应程度难控制,且高温裂解法主要产品是生物汽油,生物柴油产量不高。
工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法。
在酯交换反应中,油料主要成分三甘油酯与各种短链醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。
可用于酯交换的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇,其中最常用的是甲醇,这是由于甲醇价格较低,碳链短,极性强,能够很快与脂肪酸甘油酯发生反应,且碱性催化剂易溶于甲醇。
酯交换反应是可逆反应,过量的醇可使平衡向生成物的方向移动,所以醇的实际用量远大于其化学计量比。
反应所使用的催化剂可以是碱、酸或酶催化剂等,它可加快反应速率以提高产率。
酯交换反应是由一系列串联反应组成,三甘油酯分步转变为二甘油酯、单甘油酯,最后转变成甘油,每一步反应均产生一个酯。
酯交换法包括酸催化、碱催化、生物酶催化和超临界酯交换法等。
(1)酸催化法。
酸催化法用到的催化剂为酸性催化剂,主要有硫酸、盐酸和磷酸等。
在酸催化法条件下,游离脂肪酸会发生酯化反应,且酯化反应速率要远快与酯交换速率,因此该法适用于游离脂肪酸和水分含量高的油脂制备生物柴油,其产率高,但反应温度和压力高,甲醇用量大,反应速度慢,反应设备需要不锈钢材料。
工业上酸催化法受到关注程度远小于碱催化法。
(2)碱催化法。
碱催化法采用的催化剂为碱性催化剂,一般为NaOH、KOH、NaOH 以及有机胺等。
在无水情况下,碱性催化剂酯交换活性通常比酸性催化剂高。
传统的生产过程是采用在甲醇中溶解度较大的碱金属氢氧化物作为均相催化剂,它们的催化活性与其碱度相关。
碱金属氢氧化物中,KOH比NaOH具有更高的活性。
用KOH作催化剂进行酯交换反应典型的条件是:甲醇用量5%-21%,KOH用量0.1%~1%,反应温度25-60℃,而用NaOH 作催化剂通常要在60℃下反应才能得到相应的反应速率。
生物柴油生产方法-1
生物柴油生产方法3 生物柴油的生产方法到目前为止,制备生物柴油的方法可分为两大类:物理法和化学法。
3.1 物理法包括直接混合法和微乳化法。
其原理均是将植物油与石化柴油及改良剂等按比例混合,但长期使用会导致气阀积碳等不良效应,因此物理法生产的柴油不能称之为合格的生物柴油。
3.1.1 直接混合法。
植物油因为其粘度高而无法直接在柴油发动机上使用。
直接混合法是将天然油脂与石化柴油、化学溶剂或醇类直接混合使用,通过将天然油脂与柴油混合使用低粘度和提高挥发度。
1983年Adams等[9]将脱胶的大豆油与2号柴油以1:2的比例混合,在直接喷射涡轮发动机上进行600h的试验,结果表明可以作为农用机械的替代燃料。
Recep[9]发现在柴油机上可以使用植物油代替柴油,但因为植物油变稠致使粘度增加和低温下有凝胶现象,因此植物油替代柴油仍有问题。
直接使用植物油时,不饱和脂肪酸的聚合和由于氧化或热解时形成的胶会导致不完全燃烧和结炭较厚。
直接混合法的优点是方法简便,可获得良好的动力性,能达到标定功率;但使用植物油存在冷启动难,在贮存和燃烧过程中容易出现凝胶、碳沉积,润滑油粘度增大等缺点。
3.1.2 微乳化法。
微乳化法是将动植物油与溶剂、微乳化剂混合,或者添加表面活性剂降低生物柴油的粘度,制成一种微乳状生物柴油的方法。
Coering[10]用50%的2号柴油、25%的大豆油、20%的1-丁醇和5%的乙醇制成的微乳状液体系通过了EMA (Engine Manufacturers Association)200h的测试,可以用在柴油机上代替柴油使用。
乳液中正丁醇含量愈高,其分散性愈好,粘度愈低。
微乳法的特点是解决了直接混合法的高粘度问题;但在实验室规模的耐久性试验中,碳沉积严重,燃烧不完全,润滑油粘度增加。
3.2 化学法包括热裂解法、酯化法和酯交换法。
目前生物柴油主要是通过酯交换反应或酯化反应来完成。
3.2.1 高温热裂解法高温热裂解法是在常压、快速加热、超短反应时间的条件下,使生物质中的有机高聚物迅速断裂为短链分子,并使结炭和产气降到最小限度,从而最大限度地获得燃料油。
生物柴油技术介绍之九
生物柴油技术之九摘要:伴随着能源危机和环境污染的日益严重,更多的新技术被重视。
生物柴油做为一种可再生资源,已经被越来越多的国家提及并研究投入生产。
本文简述了生物柴油各种制备方法,重点介绍了酯交换法,并对各类方法简单做了评价。
关键词:生物柴油;酯交换法1. 前言随着化石燃料的枯竭以及环境污染的日益严重,全球范围内的能源危机使得寻求新的代替型能源已经是必然趋势,生物柴油( Biodiesel) 是指以油料作物、野生油料植物、餐饮废油等为原料,通过酯交换工艺制成有机脂肪酸酯类燃料, 是典型的“绿色能源”[1]。
生物柴油作为一种可再生能源,因十六烷值高、无毒、无硫、可再生以及可生物降解等突出优势成为倍受关注的研究热点课题[2- 3]。
它具有环保性好、安全性高、低温启动性好、可燃性和润滑性好等优越性[4]。
目前世界上超过95% 的生物柴油制备是以食用油为原料的,尽管现阶段存在生产成本过高等缺点, 但是通过合理开发利用, 可以有效缓解石化柴油供应紧张的局面。
因此生物柴油具有巨大的发展潜力,将对保证石油安全、保证生态环境、促进农业和制造业的发展、提高农民的收入等产生十分重大的作用[5]。
生物柴油的原料来源广泛[6],如菜籽油、棉籽油、大豆油、花生油、玉米油、猪油、牛油、藻类油脂、餐饮业废油脂等。
2. 生物柴油的特点生物柴油与石化柴油相比有以下优点:十六烷值较高,大于49( 石化柴油为45 ),抗爆性能优于石化柴油;含氧量高于石化柴油,可达11%,在燃烧过程中所需的氧气量较石化柴油少,燃烧、点火性能优于石化柴油;不含芳香族烃类成分而不具致癌性, 并不含硫、铅、卤素等有害物质;无须改动柴油机,可直接添加使用;生物柴油的闪点较石化柴油高, 有利于安全运输、储存;不含石蜡,低温流动性好,适用区域广泛[7-9]。
生物柴油是典型的“绿色能源”,生产生物柴油的能耗仅为石油柴油的25 % ,可显著减少燃烧污染排放;生物柴油无毒,生物降解率高达98 % ,降解速率是石油柴油的2 倍;生产生物柴油适用的植物可以改善土壤,保护生态,减少水土流失;利用餐饮废油脂生产生物柴油,可以减少废油直接进人环境或重新进人食用油系统,有较大的环境价值和社会价值[10]。
微乳化技术及应用的研究
悄灾广
( 辽宁康博士集团鞍 山智邦化学有限公司, 宁 台安 辽 14 0 ) 11 0
【 要】 介绍 了 摘 微乳液的特性、 形成机理 以 及微乳化技术在各行业中的应用 , 对其发展前景进行 了展望。 【 关键词 】 微 乳液 ; 微乳化技术; 应用
般情况下 , 我们将两种互 不相溶液体在 表面 活性 剂作 用下形成 的 加 以限制 , 减少柴油机 N x O 排放 的对策 之一是采用水乳化燃 料 , 水乳化燃 热力学稳定 的、 向同性、 观透明或半透 明、 各 外 粒径 l 10 m的分散 体系 料 已成为可减少 3 %左右 N x 一 0n 0 O 排放 的一种最有效 的方法。三是提高经济 称为微乳液 。根据表面活性 剂性质和微 乳 液组 成 的不同 , 微乳 液可呈 现 效益 。 的微乳 化剂可 以在每 吨柴油使 用 中节省 50— 0 0 不等。 目 好 0 10 元 为水包 油和 油包 水 两种 类 型。制备 微 乳 液 的技 术称 之 为微 乳 化 技术 前 , 在我国柴油微乳 化技术 已经有 了一定的发展 , 但至今 尚未大面积推广 (E ) M T 。它是由 H a 和 Sh l a 9 3 o r cu n14 年发现 的 , m 并于 15 99年将油 一 水 使用。这说 明仍存在有待于进一步研究解决 的问题 : 1 微乳化过 程和机 () 表面 活性剂 一 助表 面活性剂形成的均相体 系正式定名为微乳 液( i o 理还需要做更深入的研究和探讨 。( ) 品质量仍是制 约微乳化 柴油 应 mc — r 2产 e us n 。 m lo ) i 用的关键 因素之一 , 研制价格 低廉 、 化效 率高、 乳 乳化 质量 过硬的乳化 剂 是微乳化柴油推广应用的前提 。( ) 3 对微乳化柴油 的性 能, 如微乳 化柴油 1 .微乳液特性 拒水性、 发火性 、 稳定性 、 低温性 、 腐蚀性等性 能如何 , 还需要认 微乳液具有 以下特性 : 1 超低 的界面张力 : () 在微乳 液体系中油/ 水界 的互溶性 、 4使 经济性 、 排 面张力可降至超低值 l . —1 一m . O3 0 N m~。 ( ) 大 的增 溶量 : / 型 真研究和探索和改进。( ) 用微乳化 柴油 的发 动机动力性 、 2很 ow 以确定取 得最佳 节油和排 放效果 的掺水 量和工 微乳液对油 的增溶量 一般为 5 左右 , WI % 而 O型微乳液 对油 的增 溶量一 放特性需要进一 步考察 , 般为 6 %左右。( ) 0 3 粒径 : 微乳液液滴 的大小一般为 1 一lO m。 0 O n 胶束的 作条件。 45 . .微乳化技术在农药行业 中的应用 大小一般为 1 ̄ 0 m, ' 1n 微乳液的粒径介 于胶束与乳状 液之间。( ) - 4 热力学 微乳化农药是 利用 微乳 化高 新技 术对传 统农 药进行 改性 增效 的技 稳定性 : 微乳液很稳定 , 长时间放置也不会分层和破乳。 术。它在生产过程 中不使用三苯类溶 剂 , 降低 了生产成本 , 减少 上环境污 2 .微乳液的形成机理 能有效地 附着在植 物 关于微乳液的形成机理 , 历史上提出了许多理论 , 中以 Wi o 的 R 染。微乳化 能形成 比乳剂 型农 药更 小 的喷 雾颗粒 , 其 nr s 叶面上 , 具有更好 的粘 附, 铺展 , 湿和渗 透作用 , 润 能更好 地发挥药效 , 从 比理论更为完善。R比理论从分子 间相 互作用出发 。 为表面活性剂 、 认 助 表面活性剂、 水和油之 间存在着相互作 用 , 并定 义 R=( c—A o i / 而提高农药 的药理性能 和利 用 效率 。微 乳 化农 药能 降低农 药原 油用 量 A o o—Aj ) 0 不使用有害溶剂 , 降低生产成本 2 %以上 。微乳化农药 的生产 0 ( c —A w A l 。式 中 A o A w分别为油 、 与表 面活性剂之 间的 1 %以上 , Aw w — h) 1 c和 c 水 现有农 药生产厂不需新增装 置 , 只需对设 备稍加 改造及可 内聚能 , o 和 A w分别为油分 子之间和水 分子之 间的 内聚能 , i为表 工艺比较简单 , Ao w Ai 面活性剂亲油基之间 的内聚能 ,ww为表 面活性剂 亲水 基之间的内 聚能。 生产 。 A 46 ..微乳化技术在原油 开采 中的的应 用 微乳液体系中可以分为 4个类 型 Wisr、 nol、 noll Wisr nolWisr Wisr 和 l l noⅣ。 所谓提高原油采收率是指通过注入原来 油藏中没有的各种物料驱 替 Wio , 1是水包油型微液 ; i o l l r R< , sI W n r , l是油包水型微乳液 ; no s l R> , Wi r s 二次采 油是指 用 Ⅲ是 I I 的中间相 , 1 为中相微乳液 , 和 I R= , 是双连续 相结构。其 中 Wi 出参与原油 。一次采油是靠地 下油藏 自身 的压力开采 ; n — 注气或注水等手段是油藏 中局 部增 加压力 ; 次采油则 是指二 次采油后 三 s . no I、 no1 为三相体 系, o Wi rI Wi r 1 d s s 1 在加入合 适表面 活性 剂时可 以形成 所采用的任何技术 , 微乳液驱油是其 中比较有效 的一种 。 WieI 为单相体系 , WieⅢ的特殊形式。 rrV, i 是 rr i 微乳技术用于三次采油 , 6 从 0年代就 已开始 , 7 O年代 的两 次石油危 3 .乳化剂 的选 用与乳化 方式 的选择 机大大加速 了这方面的工作。微乳液驱油之所 以能驱油最主要 的原 因是 微乳化技术主要包括乳化剂的选用 与乳 化方式 的选择 。 目 常用的 前 微乳液能产生超低的油 一 驱替液界面张力。 乳化剂有天然 的, 也有合成的 , 包括 亲水性 高分子材 料 、 固体 粉末和 表面 47 . .微乳化技术在润滑剂 中的应用 活性剂三 大类 , 必要 时也可采用 两种 以上 材料形 成的混合型乳化剂 。 乳化 金属加工按 时用特性 分为金 属切削液 和金属成 型液 ( 含拉拔 、 轧制 、 剂 的选用应综合考虑乳化 性能 , 剂稳定 性、 乳 毒性 、 价格 等因素 。乳化 方 锻压等) 两大类 。每一 品种再按介 质状况分 为油 基型( ti no ) s 8 l 和水基 r i 式应根据制剂制备 的要求合理地选用 , 目前常用的乳化设备有搅拌器 、 胶 型( ar u ) W t fi 。水基 液又分为可溶性油(o b i 、 el d Sl l Ol 半合成液 (e i ue ) Sm — 体磨 、 超声波乳化器 、 高速搅拌器 、 高压乳匀机等。 s t ts( y h i ) 亦称 为微乳 液 ( i om l n ) 合成 液 ( yt ts 。乳化 n ec me e us ) 和 r i o S n e c) hi 4 .微乳液的应用 液是矿油中加入乳化剂溶 于水后形 成 的; 半合成 液是 由油 、 表 面活性 水、 41 . .微乳液在化 妆品中的应用 剂、 助表面活性剂 、 和各种添加 剂形成 的透 明油状 液体 ; 合成 液则完 全不 微乳 液比起乳状液来制取化妆品时有以下许多 明显 的优点 : 1 光学 含 油 , () 是一些化合物直接加 入水后 形成 的透明液 体。微乳化 油是一种 介 透 明, 任何不均匀性或沉淀 物的存在都 容易被 发觉 ; 2 是 自发形成 的 , 于乳 化油和合成切削液之 间的新 型金属加 工液产 品 , () 它既具 有乳化 油的 具有节能高效的特点 ;3 稳 定性好 , 以长期储藏 , () 可 不分层 ;4 有 良好的 润滑性 , () 又有合成切 削液的清洗性 , 逐步发展 为乳化油和合成液的换代产 增溶作用 , 以制成含油成分 较高的产 品 , 可 而产 品无油腻 感 , 通过 微乳液 品。 的增溶性 , 还可 以提高活性成分和药物 的稳定性 和效 力 ; 5 胶束粒子细 () 48 . .微乳化技术在萃取分 离中的应用 小. 易渗入皮肤 ;6 微乳 液还可 以包裹 T 2和 Z O纳米粒子 , () i 0 n 添加在化 微乳液作为分离介质具有很 多独 特的性 质 , 如纳 米尺度 的球 形或 双 妆品中具有增 白、 吸收紫外线 和放射红 外线等 特性。所 以微乳 液化妆 品 连续结构 , 快速聚合又再分离 的动力学结 构 , 和增溶特性 。利用微乳 液作 近年来发展 非常迅 速 , 在化妆品的多个领域得到 了很好 的应用 , 市场前景 为分离介质具有分离速度快 、 分离效 率高 、 择性好 等优点 , 选 可应用 于多 非 常广 阔。 种领域 中的萃取分离。 42 . .微乳液在美发 中的应用 5 .结 论 及 展 望 曾有一些文献比较 了微乳 液和一 般乳状 液与 头发 中角蛋 白的作用 , 半个世纪以来 , 液的理论研究和应用开发取得 了显著 的成就 , 微乳 尤 称硅油类微乳液 , 具有 较低的 表面能 、 因其 内聚力 和剪切 黏度 , 可降 低头 其近几年以来 , 微乳技术应用 研究发 展更快 �
小型发动机使用微乳化柴油试验研究
J 12 0 u. o 8
文章编号 : 7 74 ( 0 8 0 O 4 0 1 2— 83 2 0 )3一 O 4— 4 6
小 型发 动 机使 用微 乳化 柴 油试 验研 究
熊 云 , 刘 晓 , 赖 容
( 勤工程 学院 军事油料应 用与 管理 工程 系, 后 重庆 40 1 ) 006
柴油机上 对微乳 化 柴油( 0号 柴油 +1 %水 + % 乳化剂 ) 5 2 和基 础柴油 ( 柴油 ) 0号 进行 了对 比试验 。
1 试 验 条 件 和试 验 内容
1 1 试 验条 件 .
所用发动机性能 、 试验环境情况见表 l 。尾气分析仪 、 台架系统和烟度计性能见表 2 。
K y od mi oe l ie i e;n n s; e cnu tn ehut m s o ew rs c - si de leg et t ul o smpo ;xas e i in r mu fd s i e f i s
20 年我国生产原油 185 05 .1 亿吨, 口原油 12 进 .7亿吨 , 成品油净进 口 1 4 万吨, 2 7 对外依存度 已达 4 %。节约燃料是解决我国石油资源短缺 , 3 缓解石油供需矛盾 , 保障国家经济安全和长远发展的重大战 略 措施 。在柴 油中掺合一 定 比例 的水可 以降低燃 油消耗 和发动 机 的排 放 。因此 , 乳化/ 乳化 柴油技 术 微
引起人们 的注 意。 实现 柴油乳 化 的方 法主 要有 预 乳化 法 ¨ 和在 线 乳 化 法 J 。本 文 通 过 预乳 化 法 配 制 了含 水 量
1%的微 乳化柴 油 。根据 G / 14 07《 5 B T l7 0 中小 功率 内燃 机 》 2部 分 : 验方 法 , Z 11Y N 第 试 在 S 15 A M
表面物理化学微乳状液
注意: 实验表明,若用离子型表面活性剂,则需要一定量 得助表面活性剂(有机醇、胺、酸等)才能制备出微乳 状液。对于非离子型或碳氢短链离子型表面活性剂,不 需要助表面活性剂也能制备出微乳状液。
5、3 微乳状液得类型与结构
微乳状液有水包油型(O/W)和油包水型(W/O),微乳状 液还有双连续相,即油和水都就是连续得。
该模型认为,当含水量在渗滤阈值之上时,油包水型 中水得液滴增多,导致液滴间发生频繁得黏性碰撞,结果 就是在油连续相中形成许多细小得水通道,溶液中反离 子也能够通过,使得溶液导电能力迅速上升。含水量继 续增加,κ值也相应增加,一直达到最大κ值时微乳转变为 O/W型。
此时对应水得质量分数约为0、64,再继续增加水量, 体系得κ值反而下降,这就是因为稀释得作用,使溶液中 离子浓度下降,电导率下降。
(2)扩散系数(D)与微乳结构 下图就是水、甲苯和十二烷基硫酸钠(SDS)在甲苯
-水-SDS-丁醇-盐五元体系中自扩散系数随盐浓度 得变化情况。
在低盐浓度时,水得自扩散 系数较大,就是WinsorⅠ型。 在高盐浓度时,油(甲苯)得 自扩散系数较大,为 WinsorⅡ型。曲线得中间 段为WinsorⅢ型。
(2)助表面活性剂得影响
单碳氢链得离子型表面活性剂在形成微乳时,需要加 入助表面活性剂(中等长度碳氢链得醇),主要就是起调节 主表面活性剂临界堆积参数得作用。
助表面活性剂亲水基较小,插入表面活性剂定向单层 后,形成混合膜,使该混合界面膜得临界堆积参数变大,有 利于微乳液得形成
(3)反离子得影响
将阴离子表面活性剂得反离子由钠离子改为钾离子, 也能促进O/W型微乳液形成。原因就是钠离子与水得结 合能力大于钾离子,即水化钠离子大于水化钾离子。换 成钾离子后,表面活性剂阴离子与反离子一起占得面积 变小,头基变小,有利于O/W型微乳得形成。
生物柴油生产技术的研究
柴油乳化剂简介
柴油乳化剂简介:纳米级复合柴油就是由市售国标柴油80%加上20%的复合添加剂和水,通过固定的设备处理而形成的油料,产品清亮透明。
这种复合柴油同原柴油相比,同颜色,同效果,使用功率大,同质量,长久储存,无论是外观颜色,还是使用性能,都与市售柴油基本相同,不分层,启动快,马力大,尾气有害物的排放量大大的抵于国家标准,利用这种剂生产的复合柴油可以单独使用,也可以同市售柴油相混使用。
技术特点:一是,颜色同柴油相同,清澈透明;二是,有拒水的可靠性;三是,稳定性好,长期储存不分层;四是,产品的互溶性好,可同柴油任意混合使用;五是,产品的环保性,降低尾气有害物质的排放量30-70%;六是,降低成本;七是,原材料易购;八是,生产设备简单,只要有反应釜储罐计量器和一台专用设备即可;九是,投资小,见效快,十是,占地面积小,只需要50平方的厂房和储罐的占地即可。
使用方法:首先把油按比例加入到搅拌罐中(80%),在按比例加入乳化剂(10%)搅拌,同时按比例加入(10%)的净水搅拌至透明,同原柴油相同。
在搅拌的同时通过乳化机进行乳化,当达到一个循环后通过放样孔放样检测,达到清澈透明同原柴油一样即可。
柴油乳化剂在18度温度时会凝固,需要加热熔化即可使用。
乳化柴油质量检测方法:乳化柴油做好后检测质量:A,检测互溶性,取乳化柴油看是否可以和没有加工的柴油互溶,如果不互溶,是加工的细度不到位,或是乳化剂的量不足。
B,检测拒水性,取乳化柴油到烧杯中,加入少量的水搅拌一下,看后加的水很快沉淀,是加工的细度不到位,或是乳化剂的量不足。
C,加热检测,加热到100度时,乳化柴油不变颜色。
乳化剂的量不足。
理化指标:名称指标标准及方法水分散度<99.9% 企标有效成分<99.5% 企标粘度40度时<25 国标265 开口闪点实测国标261 外观黄色PH值<7 试纸密度(20度) 0.88-0.90 使用前耐温98 包装:铁桶。
柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能测定(华南师范大学)
柴油微乳液拟三元相图的绘制及燃烧性能测定xxx xxx xxx华南师范大学化学学院,广东广州,510000摘要:微乳柴油因其燃油燃烧效率高,NOx和CO排放量低等优点而备受人们青睐。
复合乳化剂的配制是制备微乳柴油的关键,合适的复合乳化剂能够有效改进柴油燃烧性能、提高经济效益。
笔者通过配方复配制备了柴油微乳液,并绘制了柴油-水-复合乳化剂微乳液柴油的拟三元相图,在相图的基础上,选择了合适的柴油微乳液,通过氧弹卡计进行燃烧性能测定,比较柴油、微乳柴油燃烧时其燃烧效率的不同,考察不同含水量以及复合乳化剂量对柴油性能的影响,对微乳柴油的经济与环保价值进行评价。
关键词:微乳化柴油;燃料柴油;乳化剂;拟三元相图;表面活性剂Abstract: Microemulsion diesel is popular because of its high combustion efficiency and low NOx and CO emissions. The preparation of composite emulsifier is the key to the preparation of microemulsion diesel. The appropriate composite emulsifier can effectively improve the combustion performance and economic benefit of diesel. The diesel oil microemulsion was prepared by the formulation and the pseudo three phase diagram of the diesel oil water composite emulsifier microemulsion diesel was plotted. Based on the phase diagram, the suitable diesel microemulsion was selected, and the combustion performance was measured by oxygen bomb calorimeter. The combustion efficiency of diesel and microemulsion diesel oil was compared, and the different water content and composite emulsification dosage were investigated for diesel oil. The economic and environmental value of microemulsion diesel was evaluated.Key words:microemulsified diesel oil; fuel diesel oil; emulsifier; quasi ternary phase diagram; surfactant1.前言我国经济正向绿色经济和低碳经济转型,低排放燃料一直是人们关注的重点。
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Biodisel and the microemulsion additives
生物柴油及微乳化剂简介
生物柴油(biodisel)是指以一部分可再生生物质资源代替不可再生柴油,通过特殊的工艺和技术生产的一种燃烧高效的环保柴油。
本公司推出的生物柴油是利用微乳化剂,将9%-12%的水和80%-84%的柴油这两种完全不相溶的液体在特定的条件下经过物理化学反应,生成一种透明、稳定的微乳化生物柴油。
本产品不同于现有市场上通过乳化剂和乳化设备加工而成的白色乳浊状柴油,而是通过巧妙的物理化学工艺生成的燃烧值更高,物化性质更为稳定的微乳化生物柴油(以下简称微乳化柴油)。
微乳化柴油的特点:
1、透明、清澈,经过充分乳化后,外观与常规柴油外观相同,完全不同于目前市场上
的白色乳浊状乳化柴油。
2、状态稳定。
在-20℃到80℃的恶劣工况下无油水分离现象。
3、燃烧值高。
微乳化柴油的燃烧值>9800Cal/kg,完全达到或超过国家0#柴油的标准。
4、环保清洁。
有害气体量下降30%以上,PM达到欧Ⅱ标准,能清洁常用设备的油路。
5、使用范围广。
该乳化柴油适用于不同型号的柴油发动机和其他内、外燃机使用。
6、微乳化范围广。
可以针对市场上常用的柴油和重油进行微乳化调配。
微乳化柴油的工作原理:
柴油分子链较长,在正常使用的情况下20%-30%的柴油都是在没有经过充分燃烧的情况就排放掉,这样理论净燃烧值就大打折扣。
微乳化柴油则是通过掺入一定比例的水,通过微乳化剂的作用,在柴油体系中形成稳定的纳米粒径(<50nm)的油包水(w/o)稳定结构。
这样,柴油在燃烧的过程燃烧不充分形成的C和CO经过水分子的参与下以微爆的形式得以充分燃烧,最终以CO2的形式排出,从而提高柴油的燃烧效率。
其作用化学反应原理如下所示:
CO + H2O ==CO2 + H2+E(能量)
2H2 + O2 ==H2O + E(能量)
微乳化柴油的工作示意图:
柴油液滴
微乳化柴油液滴水珠
0#柴油在锅炉燃烧器上的燃烧情况 微乳化柴油在锅炉燃烧器上的燃烧情况
0#柴油在燃烧时有较大的污染烟气 微乳化柴油燃烧时能有效降低污染烟气达50%左右
5-20µm 油珠
燃烧不均匀 柴油瞬间燃烧图 100
微乳化柴油瞬间燃烧图
充分 燃烧
微乳化剂和微乳化柴油的工艺示意图
Procedure of nanoemulsiono diesel and additive
微乳化柴油经过权威部门(上海汽车集团检测中心、中交水运行业能源利用监测中心、上海市环保产品质量监督检疫总站)的鉴定。
各项指标达到和超过0#柴油的指标。
经济分析:
假定一个实体企业生产该微乳化生物柴油,供应当地柴油用户,生产规模为一年3万
备注:1、0号柴油按照当前市价每升6.5元计算,每吨价格为6.5×1180=7670元;生物柴油售价按照与0号柴油相同;
2、机器单价:50万元/台,按五年折旧计算。
维修费用每月每台按1000元计算;机器功率按9kW/
台计算,单机产能按照1.3吨/小时计算,每日两班运转16小时,5台机器月产2500吨;
3、成本单价:A剂 10000元/吨,B剂 10000元/吨,水按4元/吨,工业用电按0.7元/度,场地按
0.5元/m2天共600平方,人员工资按1500元/人.月,运费按50元/吨计算;
4、其他支出包括管理费用、税金及其他不可预计支出,按照100元/吨计算;
5、设备投资按300万计算,流动资金300万。
年产3万吨利润1248.5万元。
乳化柴油在欧洲、日本、美国的使用现状
一、根据欧洲标准委员会产业化办公室(CEN work shop)发布的消息:乳化柴油以其
环保上的优势已经在欧洲各国,包括英国、法国、意大利的八十多个城市二万余辆公交巴士和其他工程和运输车辆上使用。
CEN workshop认为乳化柴油改善了内燃机中的燃烧条件,减少了积碳,降低微尘(PM)60%,氮氧化合物下降了30%,二氧化碳CO2下降了5%。
无需改动发动机,完全适用于海运、机车、发电、燃烧和工程机械设备等领域。
基于上述发展情况CEN正拟建一个统一使用乳化柴油的标准以及针对乳化柴油的测试方法,以便将乳化柴油标准化。
下图为意大利GECAM公司研制使用的乳化柴油。
二、美国第二大石油公司雪弗龙公司推出了低排放乳化柴油:Proformix(TM)。
它使用
与巴士交通、固定发电、农业服务、建筑装备以及废品处理系统。
该公司认为:新型乳化柴油是一种低成本、清洁燃烧的动力能源,它可以显著降低颗粒物和氮氧化物的排放。
在柴油发动机上使用无需添加任何硬件设备或置换发动机部件。
根据加利福尼亚州州空气资源部检测的数据表明使用乳化柴油可降低废气排放,节约能源。
有益于环境,是一种有效地改善和保护空气质量的方法。
三、在日本:DBS株式会社与日本政府联合投入巨资推出带乳化装置的乳化柴油产品,
以此改善空气污染,缓解石油紧张状态。