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基本信息

項(xiàng)目名稱：
高穩(wěn)定性乳化油的制備工藝研究
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
燃油的乳化是指在乳化劑的存在下，通過機(jī)械攪拌、超聲等手段形成油包水型乳液的過程。由于乳化油具有燃燒效率高、污染物排放少等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。 本作品通過單因素試驗(yàn)，研究了乳化劑的HLB值、乳化劑用量、助乳化劑及用量、乳化時(shí)間、乳化溫度等一系列條件與乳化效果間的關(guān)系，并通過正交優(yōu)化設(shè)計(jì)法對(duì)乳化工藝進(jìn)行里優(yōu)化，找出了一種乳化成本低廉、乳化油穩(wěn)定性高的優(yōu)良乳化工藝。
詳細(xì)介紹：
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和世界人口的急劇增加，能源危機(jī)日益凸顯，并逐漸成為制約各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素，開源和節(jié)流成為人類應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的兩大主要措施。階段性 “油荒”的不斷出現(xiàn)，凸顯了石油的供應(yīng)量與日益增長(zhǎng)的消耗量之間的矛盾，能源短缺已逐漸成為限制經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要因素。此外，我國(guó)汽車的保有量逐年攀升，大量汽車尾氣的排放也造成了城市空氣的污染，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放的燃燒不完全的烴類化合物、CO、NOx、SOx、鉛和炭等金屬和非金屬微粒對(duì)人類健康的危害日趨嚴(yán)重，節(jié)約石化能源和降低燃燒污染迫在眉睫。乳化油是一種清潔替代燃料，可以改善燃燒過程，促進(jìn)烴類化合物的完全燃燒，從而有效的降低能源消耗以及減少CO、NOx、SOx等污染物的排放，因此，對(duì)緩解能源危機(jī)和減少環(huán)境污染具有重要的意義。 燃油的乳化是指在乳化劑的存在下，通過機(jī)械攪拌、超聲等手段形成油包水型乳液的過程。由于乳化油具有乳化過程簡(jiǎn)單、乳化油燃燒效率高、燃燒過程污染物排放少等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。乳化燃油的應(yīng)用研究已成為燃料節(jié)能減排研究領(lǐng)域中的熱點(diǎn)。 本作品通過單因素試驗(yàn)，研究了乳化劑的HLB值、摻水量、乳化劑用量、助乳化劑、助乳化用量、乳化時(shí)間、乳化溫度等一系列條件與乳化效果間的關(guān)系，并通過正交優(yōu)化設(shè)計(jì)法對(duì)乳化工藝進(jìn)行詳細(xì)的研究，找出了一種乳化成本低廉、乳化油穩(wěn)定性高的優(yōu)良工藝，以用于實(shí)際應(yīng)用。

作品圖片

  • 高穩(wěn)定性乳化油的制備工藝研究
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  • 高穩(wěn)定性乳化油的制備工藝研究
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作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

本文通過篩選表面活性劑，研究了乳化劑的HLB值、摻水量、乳化劑用量、助乳化劑、助乳化用量、乳化時(shí)間、乳化溫度等一系列條件與乳化效果間的關(guān)系，初步建立了乳化工藝，并利用正交優(yōu)化設(shè)計(jì)法對(duì)乳化工藝進(jìn)行了優(yōu)化，開發(fā)出一種乳化成本低廉、乳化油穩(wěn)定性高的乳化油制備工藝，以用于推廣應(yīng)用。

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

本作品通過單因素實(shí)驗(yàn)考察了乳化劑、助乳化劑、乳化溫度、乳化時(shí)間等工藝條件對(duì)乳化效果的影響，建立了乳化油的制備工藝，并利用正交優(yōu)化設(shè)計(jì)法對(duì)乳化工藝進(jìn)行了優(yōu)化，最終得到了乳化油的最佳制備工藝。 利用本工藝制備的乳化油外觀和普通油一致，穩(wěn)定性高，北方環(huán)境常溫靜置300d以上不分層，制得的乳化柴油摻水量達(dá)14.0%，乳化汽油摻水量達(dá)18.0%，乳化工藝簡(jiǎn)單，且成本較低。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

本作品詳細(xì)深入的研究了乳化油的制備工藝，最終開發(fā)出摻水量達(dá)14.0%的乳化柴油和摻水量達(dá)18.0%的乳化汽油，乳化油穩(wěn)定性高，外觀與普通市售油一致，實(shí)現(xiàn)了節(jié)油又省錢，具有廣闊的應(yīng)用前景。同時(shí)，對(duì)于緩解石油供應(yīng)緊張、減少污染物排放也具有重要的意義。

學(xué)術(shù)論文摘要

本文通過單因素實(shí)驗(yàn)考察了各乳化條件對(duì)乳化體系的影響，并應(yīng)用正交優(yōu)化設(shè)計(jì)法對(duì)乳化柴油的制備工藝進(jìn)行了優(yōu)化。研究表明，以Span80、CTAB進(jìn)行復(fù)配作為乳化劑,當(dāng)HLB值為8.8，乳化劑用量6.0%，助乳化劑正丁醇與乳化劑的質(zhì)量比約為1.0:2.7，乳化時(shí)間30min，可以得到摻水量為14.0%的乳化柴油，該乳化柴油外觀澄清透明，常溫放置300d外觀無變化，穩(wěn)定性較高。以Span80、CTAB進(jìn)行復(fù)配作為乳化劑，當(dāng)HLB值為11.0，乳化劑用量6.0%，助乳化劑異戊醇與乳化劑的質(zhì)量比約為1.0:2.4，乳化時(shí)間20min，可以得到摻水量為18.0%的乳化汽油，該乳化汽油外觀澄清透明，常溫放置300d外觀無變化，穩(wěn)定性較高。

獲獎(jiǎng)情況

1、乳化柴油的研究進(jìn)展及發(fā)展方向[J].科技傳播,2010,31:134 . 2、正交優(yōu)化制備乳化柴油的研究[J].煤炭技術(shù),2010,29(5):224-225. 3、乳化柴油的制備工藝研究[J].煤炭技術(shù),2011,30(1):168-170. 4、乳化汽油制備工藝研究[J]. 河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2010,26(2):43-46. 5、正交優(yōu)化制備乳化汽油的研究[J].煤炭技術(shù),2011,30(6).

鑒定結(jié)果

由于時(shí)間原因未來得及進(jìn)行鑒定

參考文獻(xiàn)

[1] 牛建娜.乳化柴油的制備原理及工藝研究[D]．長(zhǎng)春理工大學(xué),2007. [2] 賀占博.柴油與水混合乳化的添加劑[J].化學(xué)世界,1997,38（3）:161. [3] 陳登龍,丁以鈿,林建生.乳化柴油的研究[J].化工科技,2002,10(1):15~18. [4] 吳生林,朱靈峰,徐翠蓮.乳化油節(jié)能理論與實(shí)踐[J].遼寧化工,1997,26（5）:249-252 . [5] 李鐵臻,侯濱. 微乳化柴油配方的研制[J].表面技術(shù),2004,33（2）:72-74. [6] 李興福,康敬萬,傅正生,等.微乳汽油的形成原理和配制技術(shù)[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),1999,35（4）:94-99. [7] 吳可克,高學(xué)明.汽油微乳液的制備與性能研究[J].節(jié)能技術(shù),2003,21（5）:14-16. [8] 王永利等.乳化汽油的制備工藝研究[J].河北北方學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010，26（2）:43-46.

同類課題研究水平概述

在近100年前，英國(guó)劍橋大學(xué)的Hopkinson教授為了內(nèi)燃機(jī)內(nèi)部冷卻和消除汽油機(jī)爆燃而做了加水的嘗試。到了上世紀(jì)50年代末，由于能源的供應(yīng)日趨緊張，柴油乳化技術(shù)才逐步走入研究者的視野。1962年，NBAHOB B.M等第一次發(fā)現(xiàn)乳化油燃燒存在微爆現(xiàn)象。1981年7月，國(guó)際燃燒協(xié)會(huì)第一屆國(guó)際專家會(huì)議決定把燃料油乳化技術(shù)定為三大節(jié)能技術(shù)之一，燃料油乳化技術(shù)進(jìn)入到實(shí)用發(fā)展階段。 近二十多年來，我國(guó)的燃油技術(shù)獲得了很大的發(fā)展。1998年，清華大學(xué)的葛陽等研究了單滴乳化燃油的微爆模型和微爆規(guī)律。吳可克等對(duì)乳化方式，助表面活性劑與陽離子表面活性劑之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。賀占博等在乳化柴油制備工藝以及其燃燒值提高方面作了很多的研究。甄宗晴等對(duì)膜乳法制備乳化柴油進(jìn)行了探索。李鐵臻等對(duì)微乳液配制和貯存過程中容器對(duì)微乳液穩(wěn)定性的影響進(jìn)行了研究。 藺恩惠等研究發(fā)現(xiàn)乳化汽油的摻水量與表面活性劑和醇的種類及配比有關(guān)，適量的鹽濃度可以增加摻水量，道路試驗(yàn)表明所制備的乳化汽油可節(jié)油10%左右。許際清研究了超聲乳化法制備乳化汽油的工藝。李興福等研究了摻水汽油微乳狀液中不同類型及配比的復(fù)配表面活性劑和丁醇對(duì)摻水量和臨界溫度的影響。對(duì)于燃料油乳化技術(shù)，雖然早在20世紀(jì)40年代已著手研究，但仍存在一些問題需要當(dāng)代研究者去解決。例如，穩(wěn)定性低、乳化成本高、外觀為乳白色、摻水量低等。 本作品通過單因素實(shí)驗(yàn)考察了乳化劑、助乳化劑、乳化溫度、乳化時(shí)間等工藝條件對(duì)乳化效果的影響，建立了乳化油的制備工藝，并利用正交優(yōu)化設(shè)計(jì)法對(duì)乳化工藝進(jìn)行了優(yōu)化，最終得到了乳化油的最佳制備工藝。 利用本工藝制備的乳化油外觀和普通油一致，穩(wěn)定性高，北方環(huán)境常溫靜置300d以上不分層，制得的乳化柴油摻水量達(dá)14.0%，乳化汽油摻水量達(dá)18.0%，乳化工藝簡(jiǎn)單，且成本較低，實(shí)現(xiàn)了節(jié)油又省錢，成功地解決了限制乳化油推廣的四大難題，具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
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