基本信息
- 项目名称：
- 高稳定性乳化油的制备工艺研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 燃油的乳化是指在乳化剂的存在下，通过机械搅拌、超声等手段形成油包水型乳液的过程。由于乳化油具有燃烧效率高、污染物排放少等诸多优点而备受关注。 本作品通过单因素试验，研究了乳化剂的HLB值、乳化剂用量、助乳化剂及用量、乳化时间、乳化温度等一系列条件与乳化效果间的关系，并通过正交优化设计法对乳化工艺进行里优化，找出了一种乳化成本低廉、乳化油稳定性高的优良乳化工艺。
- 详细介绍：
- 随着经济的不断发展和世界人口的急剧增加，能源危机日益凸显，并逐渐成为制约各国经济发展的主要因素，开源和节流成为人类应对能源危机的两大主要措施。阶段性 “油荒”的不断出现，凸显了石油的供应量与日益增长的消耗量之间的矛盾，能源短缺已逐渐成为限制经济社会发展的主要因素。此外，我国汽车的保有量逐年攀升，大量汽车尾气的排放也造成了城市空气的污染，汽车发动机排放的燃烧不完全的烃类化合物、CO、NOx、SOx、铅和炭等金属和非金属微粒对人类健康的危害日趋严重，节约石化能源和降低燃烧污染迫在眉睫。乳化油是一种清洁替代燃料，可以改善燃烧过程，促进烃类化合物的完全燃烧，从而有效的降低能源消耗以及减少CO、NOx、SOx等污染物的排放，因此，对缓解能源危机和减少环境污染具有重要的意义。 燃油的乳化是指在乳化剂的存在下，通过机械搅拌、超声等手段形成油包水型乳液的过程。由于乳化油具有乳化过程简单、乳化油燃烧效率高、燃烧过程污染物排放少等诸多优点而备受关注。乳化燃油的应用研究已成为燃料节能减排研究领域中的热点。 本作品通过单因素试验，研究了乳化剂的HLB值、掺水量、乳化剂用量、助乳化剂、助乳化用量、乳化时间、乳化温度等一系列条件与乳化效果间的关系，并通过正交优化设计法对乳化工艺进行详细的研究，找出了一种乳化成本低廉、乳化油稳定性高的优良工艺，以用于实际应用。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文通过筛选表面活性剂，研究了乳化剂的HLB值、掺水量、乳化剂用量、助乳化剂、助乳化用量、乳化时间、乳化温度等一系列条件与乳化效果间的关系，初步建立了乳化工艺，并利用正交优化设计法对乳化工艺进行了优化，开发出一种乳化成本低廉、乳化油稳定性高的乳化油制备工艺，以用于推广应用。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品通过单因素实验考察了乳化剂、助乳化剂、乳化温度、乳化时间等工艺条件对乳化效果的影响，建立了乳化油的制备工艺，并利用正交优化设计法对乳化工艺进行了优化，最终得到了乳化油的最佳制备工艺。 利用本工艺制备的乳化油外观和普通油一致，稳定性高，北方环境常温静置300d以上不分层，制得的乳化柴油掺水量达14.0%，乳化汽油掺水量达18.0%，乳化工艺简单，且成本较低。
应用价值和现实意义
- 本作品详细深入的研究了乳化油的制备工艺，最终开发出掺水量达14.0%的乳化柴油和掺水量达18.0%的乳化汽油，乳化油稳定性高，外观与普通市售油一致，实现了节油又省钱，具有广阔的应用前景。同时，对于缓解石油供应紧张、减少污染物排放也具有重要的意义。
学术论文摘要
- 本文通过单因素实验考察了各乳化条件对乳化体系的影响，并应用正交优化设计法对乳化柴油的制备工艺进行了优化。研究表明，以Span80、CTAB进行复配作为乳化剂,当HLB值为8.8，乳化剂用量6.0%，助乳化剂正丁醇与乳化剂的质量比约为1.0:2.7，乳化时间30min，可以得到掺水量为14.0%的乳化柴油，该乳化柴油外观澄清透明，常温放置300d外观无变化，稳定性较高。以Span80、CTAB进行复配作为乳化剂，当HLB值为11.0，乳化剂用量6.0%，助乳化剂异戊醇与乳化剂的质量比约为1.0:2.4，乳化时间20min，可以得到掺水量为18.0%的乳化汽油，该乳化汽油外观澄清透明，常温放置300d外观无变化，稳定性较高。
获奖情况
- 1、乳化柴油的研究进展及发展方向[J].科技传播,2010,31:134 . 2、正交优化制备乳化柴油的研究[J].煤炭技术,2010,29(5):224-225. 3、乳化柴油的制备工艺研究[J].煤炭技术,2011,30(1):168-170. 4、乳化汽油制备工艺研究[J]. 河北北方学院学报（自然科学版）,2010,26(2):43-46. 5、正交优化制备乳化汽油的研究[J].煤炭技术,2011,30(6).
鉴定结果
- 由于时间原因未来得及进行鉴定
参考文献
- [1] 牛建娜.乳化柴油的制备原理及工艺研究[D]．长春理工大学,2007. [2] 贺占博.柴油与水混合乳化的添加剂[J].化学世界,1997,38（3）:161. [3] 陈登龙,丁以钿,林建生.乳化柴油的研究[J].化工科技,2002,10(1):15~18. [4] 吴生林,朱灵峰,徐翠莲.乳化油节能理论与实践[J].辽宁化工,1997,26（5）:249-252 . [5] 李铁臻,侯滨. 微乳化柴油配方的研制[J].表面技术,2004,33（2）:72-74. [6] 李兴福,康敬万,傅正生,等.微乳汽油的形成原理和配制技术[J].西北师范大学学报(自然科学版),1999,35（4）:94-99. [7] 吴可克,高学明.汽油微乳液的制备与性能研究[J].节能技术,2003,21（5）:14-16. [8] 王永利等.乳化汽油的制备工艺研究[J].河北北方学院学报（自然科学版），2010，26（2）:43-46.
同类课题研究水平概述
- 在近100年前，英国剑桥大学的Hopkinson教授为了内燃机内部冷却和消除汽油机爆燃而做了加水的尝试。到了上世纪50年代末，由于能源的供应日趋紧张，柴油乳化技术才逐步走入研究者的视野。1962年，NBAHOB B.M等第一次发现乳化油燃烧存在微爆现象。1981年7月，国际燃烧协会第一届国际专家会议决定把燃料油乳化技术定为三大节能技术之一，燃料油乳化技术进入到实用发展阶段。 近二十多年来，我国的燃油技术获得了很大的发展。1998年，清华大学的葛阳等研究了单滴乳化燃油的微爆模型和微爆规律。吴可克等对乳化方式，助表面活性剂与阳离子表面活性剂之间的关系进行了研究。贺占博等在乳化柴油制备工艺以及其燃烧值提高方面作了很多的研究。甄宗晴等对膜乳法制备乳化柴油进行了探索。李铁臻等对微乳液配制和贮存过程中容器对微乳液稳定性的影响进行了研究。 蔺恩惠等研究发现乳化汽油的掺水量与表面活性剂和醇的种类及配比有关，适量的盐浓度可以增加掺水量，道路试验表明所制备的乳化汽油可节油10%左右。许际清研究了超声乳化法制备乳化汽油的工艺。李兴福等研究了掺水汽油微乳状液中不同类型及配比的复配表面活性剂和丁醇对掺水量和临界温度的影响。对于燃料油乳化技术，虽然早在20世纪40年代已着手研究，但仍存在一些问题需要当代研究者去解决。例如，稳定性低、乳化成本高、外观为乳白色、掺水量低等。 本作品通过单因素实验考察了乳化剂、助乳化剂、乳化温度、乳化时间等工艺条件对乳化效果的影响，建立了乳化油的制备工艺，并利用正交优化设计法对乳化工艺进行了优化，最终得到了乳化油的最佳制备工艺。 利用本工艺制备的乳化油外观和普通油一致，稳定性高，北方环境常温静置300d以上不分层，制得的乳化柴油掺水量达14.0%，乳化汽油掺水量达18.0%，乳化工艺简单，且成本较低，实现了节油又省钱，成功地解决了限制乳化油推广的四大难题，具有较好的市场应用前景。
