●18.河南化工2004年 第11 期乙醇柴油混合燃料的試驗研究張克范'，馬偉東,楊建萍2(1.河南天冠燃料乙醇有限公司，河南南陽473000 ;2.河南天冠企業(yè)集團有限公司,河南南陽473000)摘要:對含5% ~15%無水乙醇與柴油的混合燃料進行了實驗研究。結果表明,在較高環(huán)境溫度(18C以上)及無水的情況下,可以不用助溶劑,形成穩(wěn)定期較長的E5及E10。添加助溶劑可以使E10及E15在較低溫度下保持穩(wěn)定不分層。E10及EI5的理化性質與普通柴油的性質較接近,在不改動柴油機的情況下,使用E10及E15,動.力性能下降幅度不大,質量比油耗增加不多。駕駛員對使用E10的車輛性能表示滿意,排氣煙度有明顯的改善。關鍵詞:乙醇柴油;乳化劑;混合燃料中圖分類號:TQ517.46文獻標識碼:A文章編號:1003 - 3467(2004)11 -0018 -03Experimental Research of Mixed Fuel of Ethanol and Diesel OilZHANG Ke - fan' , MA Wei - dong2 , YANG Jian - ping2(1. Henan Tianguan Fuel Alcohol Co. Ltd. , Nanyang 473000 , China ; 2. Henan Tianguan EnterpriseGroup Co. Ltd.，Nanyang 473000 ，China)Abstract :Laboratory research of mixed fuel of 5% ~ 15% anhydrous ethanol and diesel oil is caried out.E5 and E10 mixed fuels with relatively longer period of stability can be formed under higher environmen-tal temperature over 18C with the mixed fuel in anhydrous state and without any emulsifier. The emulsi-fier developed in preliminary research can keep E10 and E15 in stable state without any layer - built un-der lower temperature. The physical and chemical properties of E10 and E15 are close to those of ordina-ry diesel oil, so, E10 and E15 can be used in vehicles without change of diesel engine , with only a litlebit lowering of dynamie properties and increasing of quality oil consumption. The driver is satisfactorywith the performance of E10 vehicles and the exhaust smoke degree is significantly improved.Key words: ethanol - diesel oil ; emulsifier ; mixed fuel1柴油機使用乙醇燃料的可行性分析放出的CO2比使用礦物燃料低,這對當前全球都努柴油機熱效率高,應用廣泛,我國柴油消費量大力降低溫室氣體CO2的排放很有意義。我國發(fā)改于汽油,原油進口量逐年增加。柴油機有害排放物委已將在柴油機上使用乙醇燃料的研究工作列為發(fā)主要是氮氧化合物( NO2)及碳煙微粒( PM) ,在柴油展燃料乙醇的工作內容及重點"。機.上若摻燒少量乙醇燃料,可以明顯地降低NO,及乙醇與柴油的主要理化性質的對比見下頁表PM的排放量。此外乙醇可由糧食作物(玉米、小.川。由于乙醇的十六烷值過低,自燃溫度高, 難以麥薯類等)發(fā)酵轉化而來的,因此整個生命周期排在不改動目前壓縮比的柴油機上靠壓燃著火。研究應,在無水吡啶體系中,反應時間最短,副產(chǎn)物最少。參考文獻:在成鹽過程中,由于鹽酸沙拉沙星水溶性很差,但沙[1] 中華人民共和國獸藥質量標準.鹽酸沙拉沙星[S].拉沙星在醋酸溶液中可溶,我們采用先精制、再成鹽2] Chu T W D,Fermandes P B ,Claiborme A X,et al. Synthe-的方式,得到了純度達到99%以上的鹽酸沙拉沙sis and structure activity relationships of novel arylfluoro-中國煤化工,1985 ,28:1558 - 1564.3.4整個過程分7 步進行,分3個操作工序,總收MC NMH G.鹽酸二氟沙星的合成J小J中國醫(yī)藥工業(yè)雜志,1992 ,23(12) :529 - 532.率48.9% ,遠高于文獻值28. 6%。所得最終產(chǎn)物經(jīng)MS、NMR證明其結構,完全符合部頒標準。19.河南化工2004年 第11 期表1乙醇與柴油主要性質比較做靜止試驗,結果表明,不添加任何助溶劑,在18C項目乙醇柴油以上,0°柴油E10至少能夠穩(wěn)定存放一個月; -10"及0"柴油ES能夠在柴油保質期內長期穩(wěn)定存放。化學式CH,CH2OHCo ~ C2n分子量46233(平均)2.2 助溶劑的初步試驗研究密度(20C)/g●cm~0.78930. 82 ~0. 86加入乳化劑(助溶劑)可使乙醇與柴油形成均沸點/C78.5180 ~ 360相、穩(wěn)定期長的微乳化液,供壓燃式發(fā)動機使用。助蒸發(fā)潛熱(20°C)/kJ.kg~913256溶劑及配成的混合燃料應滿足以下要求:①助溶劑閃點/C13~1465-88可以潑濺混合,即無需加熱就能夠把乙醇與柴油混自燃點/C .434270 ~ 350十六烷值845 ~65合在- -起,形成均相混合燃料,而且不需要特殊的混運動粘度20C/mm2●.s.522.5-8.5合存儲設備,有利于降低成本;②制造助溶劑的原料凝點/C-117.3-1-3供應充足、價格低廉;③使用混合燃料時不需要對發(fā)結果表明,在不改動柴油機結構的情況下采用不加動機作任何改動,不需額外改裝費用,無混合燃料供助溶劑或低溫加少量助溶劑摻燒5% ~ 15%無水乙應時 可方便地改用柴油;④要求使用車用乙醇柴油醇是可行的。后,發(fā)動機性能和燃料經(jīng)濟性盡可能接近普通柴油;2實驗室試驗⑤要求混合燃料在低溫條件下能夠穩(wěn)定存放- -定時2.1混溶試驗間不發(fā)生分層。乙醇易與水互溶,柴油是多種碳氫化合物的混天冠企業(yè)集團有限公司試驗研究小組根據(jù)微乳合物,主要含有脂肪族的烷烴和烯烴,所以柴油的憎化液的理論,結合乙醇和柴油的性質,經(jīng)過大量的實水性強,與醇很難互溶;另外,柴油的粘度、相對密度驗室篩選及混溶配比試驗,開發(fā)研制出性能穩(wěn)定且與乙醇相差很多,表面張力也比乙醇大,因此乳化也乳化效果明顯的助溶劑。根據(jù)環(huán)境溫度,添加相當困難。實驗研究發(fā)現(xiàn),影響混溶后穩(wěn)定性的主1.5%~2.5%的助溶劑,可以使含5%~15%乙醇要因素是柴油的組成、含水量以及環(huán)境溫度。我們的柴油混合燃料混合均勻,穩(wěn)定存放3個月以上。使用合格的一10*及0"輕柴油,與含水量在0.5%2.3混合燃料 主要理化性質分析(體積分數(shù))以下的無水乙醇做互溶試驗,通過劇烈混合燃料E10及E15理化性質測定見表2。的振蕩后放置,于相應標號柴油的極限使用溫度下與柴油性質相比,混合燃料理化性質的變化主表2 E10、E15 乙醇柴油與0'輕柴油檢驗對比0'輕柴油E 10乙醇柴油E 15乙醇柴油檢驗項目GB252 -2000(實測值)(加入1. 5%助劑)(加入2.5%助劑)氧化安定性≤2.50. 0070.003 .0.001總不溶物/ mg . (100mL) ~1硫含量(質量分數(shù))/%≤0.20.160. 130.10水分(體積分數(shù))/%痕跡酸度/mgKOH . ( 100mL)~≤7.0.4.33.83.710%蒸余物殘?zhí)?質量分數(shù))/%≤0.30.10.04.0.03灰分(質量分數(shù))/%≤0.010. 00180. 0016銅片腐蝕(50C 3h)/級≤11無機械雜質運動粘度(20C)/mm2.s-'3.0~8.04.23.53.3-2冷濾點/°C≤40閃點(閉口) /心C≥5513≥45454餾程50%回收溫度/C≤300276.0中國煤化工266.490%回收溫度/C≤355338. 3”MHCNMHG332.095%回收溫度/C≤365352. 8351.2密度(20C)/kg. m~實測.830.5817.3808.2 .注:CB252 - 2000規(guī)定有中間基或環(huán)烷基原油生產(chǎn)的各號輕柴油十六烷值允許不小于40?！?0.河南化工_ 2004年 第11期要有如下幾點:①乙醇的十六烷值為8,在以10%、3.2行車試驗15%的比例加入后,混合燃料十六烷值有所下降,但自2000年9月,兩臺柴油機車進行行車試驗,符合國家標準(不小于40)。②運動粘度有所下降，單臺行車累計里程約1萬km,在環(huán)保、技術及經(jīng)濟這樣有利于燃料的輸送和柴油的霧化,但不影響柴方面,進行試驗的測試評價,實驗表明使用車用乙醇油機的潤滑。③閃點是確保液體燃料儲運安全和防柴油,機動車具有良好的操作和可駕駛性,尾氣煙塵火的重要指標,對發(fā)動機的操作性能沒有直接影響。排放量明顯減少。當無水乙醇加人到柴油中時,混合燃料的閃點會降根據(jù)臺架試驗模擬的不同車速下百公里油耗如低。因此在使用車用乙醇柴油時,應專門制定出儲圖2所示。實驗結果表明,與使用柴油時相比,混合存裝卸、分發(fā)等方面的安全規(guī)程(類似于汽油),而燃料E10的百公里油耗增加不多。不能依照柴油標準。④由于乙醇不含硫,加入乙醇24上o柴油后混合燃料的硫含量降低。柴油中的硫化物對發(fā)動■E10盟20機的腐蝕和磨損影響很大,它能與水形成亞硫酸和.硫酸對發(fā)動機產(chǎn)生腐蝕;同時低的硫含量有利于改信16-善柴油車尾氣排放量。其它指標如密度、餾程等都際12有變化,但均在國家標準規(guī)定范圍內。3發(fā) 動機性能及行車試驗203040506070803.1發(fā)動機性能試驗車速/ km●h-圖2綜合等速油耗曲線在大連柴油發(fā)動機廠生產(chǎn)的6110A-1型直噴4結論柴油機上,使用E10進行了臺架試驗,外特性曲線在柴油中加人10%、15%的燃料乙醇,同時加.如圖1所示。人開發(fā)的助溶劑,可以采用潑濺式混合,形成均勻、日39010z 36透明、穩(wěn)定期較長的混合燃料。混合燃料的理化性3422質與柴油的性質較接近,在不改動柴油機的情況下，294可以直接使用。柴油機使用混合燃料后，動力性能.區(qū)2700柴油有所下降,質量比油耗有所增加,排氣煙度、C0及30■EICNO.排放都有不同程度的降低。24我國在大力推動燃料乙醇產(chǎn)業(yè)發(fā)展的情況下，對乙醇柴油進行深入的研究,盡早盡快開拓車用乙70‘醇柴油市場,這在改善大氣環(huán)境解決石油資源日益0.短缺及改善我國柴汽比具有重要意義。42228注:①文中提到乙醇及助溶劑的加入量為X%均指體積14比;②文中ES、E10 E15指混合燃料中乙醇的體積比為5%、1000 1380 1760 2140 2520 290010% .15%。轉速/r. min-1圖16110A-1 型柴油機使用柴油E10的外特性曲線參考文獻:由圖1可以看出,在低速、低負荷時扭矩下降得[1] 劉鐵男.蓄勢待發(fā)的中國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)[A].國際燃料多-些,平均下降率為5.25%。不同轉速下耗油量酒精技術交流會議[C].增加的幅度為4.67% ~8.56% ,平均增加率為[2] 燃料乙醇柴油發(fā)動機臺架試驗報告[C].交通部汽車運輸行業(yè)能源利用檢測中心,2001.6.22%。柴油機使用乙醇柴油混合燃料E10后,除個別工況點外,不同轉速下排氣煙度普遍下降,下降幅度中國煤化工程師，從事乙醇發(fā)醉工程的為3.2% ~44. 4%[2]。RYHCNMHG