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环境污染和石油进口量持续增加是我国目前面临的两大问题。在燃油中掺烧含氧燃料作为替代燃料,可以有效地减少SO2、NOX和碳烟等的排放,既节约能源又减少环境污染。甲醇以其资源丰富、价格适宜、容易制取和良好的物化特性作为替代燃料具有得天独厚的优势。但是,甲醇和柴油由于极性差异导致二者难以混合,即使制备成乳化柴油也存在稳定性不好以及甲醇加入量少等问题,限制了其应用推广。采用复配乳化剂结合乳化设备制备甲醇乳化柴油可以解决这一问题。超声波作为影响液体中分子的一系列压缩(正压)和稀释循环(负压)传输的波,空化气泡的内爆产生局部高温高压微环境,强化混合效果。超声波乳化设备制备的甲醇乳化柴油能达到μm级别,具有分散均匀、稳定性好、燃烧充分等优点。本文利用高速分散器预乳化,超声波装置深度乳化工艺,制备甲醇乳化柴油。首先研究甲醇含量、乳化剂含量、超声作用时间和超声作用功率等因素对甲醇乳化柴油稳定性和分散性的影响,找寻最佳操作条件;然后考察各因素对流变性和理化性质的影响,制备符合国家标准的甲醇乳化柴油;最后考察助乳化剂醇类的加入对甲醇加入量的影响,对不同制备方法制备的甲醇乳化柴油进行性能比较。主要研究结果具体如下:首先对甲醇乳化柴油的稳定性和分散性进行研究。正交实验得出复配乳化剂最佳配比为?(油酸):?(Span-80):?(OP-10):?(Tween-80):?(羧甲基纤维素钠)=14:5:2:1:5,此时HLB值为4.48。通过单因素实验,得出适宜的操作条件为:乳化剂含量5%,甲醇含量10%,高速分散器转速5×2800r/min,高速分散时间5min,超声作用时间25min,超声作用功率280W,复配乳化剂HLB值范围为4~6。此时甲醇乳化柴油稳定时间为15天。在单因素实验基础上,利用响应面法优化操作条件。响应面法优化得到的最佳操作条件为:超声作用时间20min,超声作用功率220W,甲醇含量10%,乳化剂含量5%,理论和实验稳定时间分别为456h和444h,相对偏差为2.69%。分散性实验结果表明,甲醇液滴平均直径随甲醇含量的增加而增大;随乳化剂含量的增加而减小。适宜操作条件下,甲醇液滴的Sauter平均直径D为13.0μm。然后对甲醇乳化柴油的流变性和理化性质进行研究。流变性实验结果表明,甲醇乳化柴油为牛顿型流体。黏度随超声作用时间和超声作用功率的增加基本不变,黏度值近似为3.98 mPa·s,符合国家0#柴油黏度标准。理化性质实验结果表明,闪点和凝点随甲醇含量的增加而降低,随乳化剂含量的增加而升高;甲醇含量增加导致铜片腐蚀程度增大;色度值随乳化剂含量增加而增大。适宜操作条件下,制备的甲醇乳化柴油的闪点为65℃,凝点为-8℃,铜片腐蚀等级为1a,色度为1.5。均满足国家燃用0#柴油标准。最后,研究助乳化剂醇的加入对甲醇加入量的影响。实验结果表明,加入助乳化剂为正丁醇时,且?(复配乳化剂):?(正丁醇)为9:1时,甲醇加入量最多为43%,乳液稳定时间能达到460h。比起未加助乳化剂醇时,甲醇加入量提高33%。同分异构体醇对甲醇加入量的实验结果表明,直链正构醇的效果优于异构支链醇;助乳化剂醇的极性处于甲醇和柴油之间时,才能起到良好的乳化作用。不同的制备方法直接影响甲醇乳化柴油的稳定性和分散性,对于流变性和理化性质影响很小。