蓖麻油基生物柴油的改性及其乳化柴油的研究

论文摘要

本文以0#柴油/蓖麻油基生物柴油/乙醇混合油（70/20/10,v/v,记作B20E10）为对象,主要进行以下三方面的研究:（1）本文首次对蓖麻油基混合生物柴油进行改性,研究抗氧剂、十六烷值改进剂、低温流动性改进剂对蓖麻油基混合生物柴油的单因素影响;（2）通过正交法初步获得抗氧剂、十六烷值改进剂、低温流动性改进剂三种改进剂对蓖麻油基混合生物柴油性能的综合影响,以综合平衡法优选出一组效果最佳的实验方案;（3）制备乳化蓖麻油基混合生物柴油并研究影响乳化油稳定性的因素,同时分析乳化油的产生及保持一定稳定性的机理。结果表明:通过单因素实验,抗氧剂300的抗氧效果较好,其最佳添加量为0.6%,计算得到B20E10氧化反应的活化能为48.18 kJ/mol;十六烷值改进剂对B20E10的热值有较好的改善效果,其中,硝酸异辛酯对热值的改善较好,其最佳添加量为1%,B20E10热值达到45 MJ·kg-1;T1804对B20E10的低温流动性能的改善较好,最佳添加量为0.15%,凝点和浊点分别达到-46℃、0℃。在探讨单因素影响的基础上,采用正交设计实验方法考察了硝酸异辛酯、抗氧剂300、T1804三者的用量对蓖麻油基混合生物柴油的综合影响。以综合平衡法优选出一组效果最佳的实验方案。结果表明:当硝酸异辛酯含量为0.5wt%、抗氧剂300含量为0.6wt%、T1804含量为0.15wt%时,热值性能、氧化安定性能、低温流动性能三者性能同时达到最佳。对于制备W/O型乳化油,HLB值介于78,乳化温度介于3050℃,转速为1000 rpm,搅拌时间为10 min,乳化剂浓度和含水量均在5%10%之间时,乳化油稳定性较好。其中,以司盘80与吐温80复配得到的HLB值为8的乳化剂制成的乳化油在以上条件时,稳定时间可达240 min。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 生物柴油原料的种类及其特性
• 1.2.1 动物油脂
• 1.2.2 植物油脂
• 1.2.3 废弃油脂
• 1.3 生物乙醇柴油的研究现状
• 1.3.1 生物柴油添加剂种类及现状
• 1.3.2 柴油乳化剂
• 1.3.3 十六烷值改进剂及其分类
• 1.3.4 低温流动性改进剂
• 1.3.5 抗氧剂
• 1.4 国内外生物柴油的生产现状
• 1.4.1 国外生物柴油的生产现状
• 1.4.2 国内生物柴油的生产现状
• 1.5 本课题的研究目的及主要内容
• 1.5.1 研究目的及意义
• 1.5.2 主要研究内容
• 1.5.3 本文的主要创新点
• 2 氧化安定性研究
• 2.1 引言
• 2.2 主要原料及试剂
• 2.3 抗氧剂介绍
• 2.4 氧化安定性的评价指标
• 2.5 测试氧化安定性的实验方法
• 2.6 氧化安定性的试验研究
• 2.6.1 不同添加剂对氧化安定性的影响
• 2.6.2 添加剂用量对氧化安定性的影响
• 2.6.3 B20E10-06 在不同温度下的氧化安定性
• 2.7 本章小结
• 3 热值的研究
• 3.1 引言
• 3.2 测定石油产品热值的意义
• 3.3 添加剂及其作用机理
• 3.3.1 二茂铁
• 3.3.2 硝酸异辛酯
• 3.4 试验结果与讨论
• 3.5 本章小结
• 4 低温流动性能的研究
• 4.1 引言
• 4.2 低温流动改进剂的评价指标
• 4.3 低温流动性能的测试方法
• 4.4 低温流动改进剂的介绍
• 4.5 低温流动改进剂的作用机理
• 4.6 测定石油产品凝点对生产和应用的意义
• 4.7 低温流动性能的测定
• 4.8 本章小结
• 5 最佳配方的研究
• 5.1 引言
• 5.2 正交实验方案设计与结果
• 5.3 综合平衡法及结果分析
• 5.4 本章小结
• 6 乳化柴油的研究
• 6.1 引言
• 6.2 试剂及仪器
• 6.3 乳化剂的选择
• 6.4 乳化油稳定性影响因素试验
• 6.4.1 HLB 值对乳化油稳定性的影响
• 6.4.2 乳化温度对乳化油稳定性的影响
• 6.4.3 添加方式对乳化油稳定性的影响
• 6.4.4 搅拌速度的影响
• 6.4.5 搅拌时间的影响
• 6.4.6 乳化剂浓度对乳化油稳定性的影响
• 6.4.7 水含量对乳化油稳定性的影响
• 6.5 乳化机理的分析
• 6.6 本章小结
• 7 全文结论
• 8 不足之处及进一步工作展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢