CN100497553C - 乙醇柴油混合燃料及其制备方法 - Google Patents

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乙醇柴油混合燃料，由体积比60-95%的轻柴油、4-30%的乙醇和0.2-10%的助溶剂组成。这种燃料低温稳定性好，长期存放不分层，存放期一般都在三个月以上；环境效益显著，通过台架试验证实，使用该混合燃料E5(含乙醇5%V/V)比使用纯柴油柴油机自由加速烟度下降48.15%；使用该混合燃料E10(含乙醇10%V/V)比使用纯柴油柴油机排放烟度降低24.00-66.99%。使用该混合燃料E15(含乙醇15%V/V)比使用纯柴油柴油机排放烟度下降50.0-78.4%。本发明制备工艺简单，成本较低，不对现有柴油发动机作任何改动就可以使用；助溶剂原料来源广泛，成本相对较低，可以满足大规模推广使用。

Description

乙醇柴油混合燃料及其制备方法
技术领域
本发明属于燃料油技术领域，特别涉及一种含助溶剂的乙醇柴油混合燃料及其制备方法。
背景技术
柴油机车的排放污染是当前交通运输业中最大的污染源。由于柴油发动机动力性能优越等技术原因，越来越多的汽车将采用柴油内燃机，然而柴油机车的颗粒物、一氧化碳排放超标问题却迟迟得不到解决，严重的污染了大气环境，危害了人们的身体健康。在柴油中加入含氧燃料乙醇可以很好的解决这些问题。根据国外测试，使用含乙醇10％(V/V)的乙醇柴油混合燃料可以降低微粒排放30％以上，一氧化碳排放20％以上，NOx和SO2的排放量明显减少。此外使用乙醇部分替代石油燃料，可以缓解能源供应紧张的局面，节省不可再生的石油资源。
解决乙醇在柴油机上使用有两种方案：一种是通过改动柴油机来适应于乙醇燃料或含醇燃料；另一种是使燃料性状性质适应于现有柴油发动机。第一种方案由于需要对发动机进行较大的调整和改动，不易在现有的车辆上推广使用。而采用第二种方案必须使乙醇和柴油能够互溶，使乙醇柴油混合燃料成为一种稳定的燃料体系，从而达到不改动发动机结构就可以在现有柴油车辆上使用。但是，乙醇和柴油是两种性质差别较大的物质：乙醇是含有羟基的短碳链有机物，是极性的，具有亲水性；柴油则是由C10～C22的各种烃类有机物组成的成分复杂的石油产品，总的来说是非极性的。因此乙醇和柴油的互溶度很差，特别是在温度较低的情况下，乙醇和柴油会很快分成两相。
发明内容
本发明目的在于提供一种稳定性好的乙醇柴油混合燃料及其制备方法。
为达上述目的，本发明采用如下技术方案：乙醇柴油混合燃料，由体积比60-95％的轻柴油、4-30％的乙醇和0.2-10％的助溶剂组成。
助溶剂为异戊醇或/和仲辛醇。
当助溶剂为异戊醇和仲辛醇时，异戊醇和仲辛醇体积比为任意比。
乙醇柴油混合燃料的制备方法，在自然环境温度下按比例将助溶剂加入乙醇中，然后与柴油混和均匀即成。
本发明中，助溶剂异戊醇和仲辛醇为同时具有亲水基团和亲油基团的双亲物质，既可溶于醇也可溶于柴油。在乙醇和柴油的混合物中加入这种助溶剂，其中的双亲物质倾向于分布在醇油界面上，其中亲水基在醇相、亲油基则在油相，由于这种双亲物质的作用，使得乙醇和柴油较为紧密的结合在一起，甚至在低温时也能保持较长的时间不分层。
我们进行的台架试验测试证明，使用含乙醇10％(V/V)的乙醇柴油混合燃料与使用纯柴油相比，柴油机排气烟度下降24.00-66.99％，自由加速烟度下降59.88％。
本发明的燃料可以显著的降低柴油机的碳烟微粒、NOx以及CO的排放，乙醇含量在15％(V/V)以下时，发动机总功率特性变化不大，排放明显降低，具有明显的环境效益和实用性。
另外，本发明原料来源丰富，制造工艺简单低，成本，易于推广。
表1 基础柴油为0#柴油的乙醇柴油混合燃料临界低温恒温条件下使用助溶剂的效果(助溶剂为仲辛醇或异戊醇或两者的混合物)。表中EX中X表示乙醇在整个混合物中的体积含量，以下同。
 
E10 E15 E20 E30
助溶剂用量(V/V) 1.5％ 2.5％ 3.0％ 3.5％
4℃稳定期 长期保持不分层 长期保持不分层 长期保持不分层 长期保持不分层
表2 基础柴油为-10#柴油的乙醇柴油混合燃料临界低温恒温条件下使用助溶剂的效果(助溶剂为仲辛醇或异戊醇或两者的混合物)
 
E10 E15 E20 E30
助溶剂用量(V/V) 2.5％ 3.0％ 3.5％ 4.0％
-5℃稳定期 长期保持不分层 长期保持不分层 长期保持不分层 长期保持不分层
表3 基础柴油为-10#柴油的乙醇柴油混合燃料在冬季自然条件下(最低气温为-14℃)使用助溶剂的效果(助溶剂为仲辛醇或异戊醇或两者的混合物)
 
E10 E15 E20 E30
助溶剂用量(V/V) 1.5％ 2.5％ 3.0％ 3.5％
自然环境下存放 长期保持不分层 长期保持不分层 长期保持不分层 长期保持不分层
表4 基础柴油为5#柴油的乙醇柴油混合燃料在春夏季自然条件下(最低气温为8℃)使用助溶剂的效果(助溶剂为仲辛醇或异戊醇或两者的混合物)
 
E10 E15 E20 E30
助溶剂用量(V/V) 1.0％ 1.5％ 2.0％ 2.5％
自然环境下存放期 4个月 4个月 4个月 4个月
具体实施方式
实施例1、将2.0％(V/V)的仲辛醇与10.0％(V/V)的无水乙醇混合，然后与88.0％(V/V)的-10号轻柴油混合均匀，所制得的混合燃料在冬季自然环境中(-14℃—10℃)长期(三个月以上)存放不分层。根据台架试验表明，与使用纯柴油相比，柴油机自由加速烟度下降59.88％。
实施例2、将3.0％(V/V)的异戊醇与15.0％(V/V)的无水乙醇混合，然后与82.0％(V/V)的0号柴油混合均匀，所制得的混合燃料放在4℃的恒温冷槽里存放三个月以上不分层。根据台架试验表明，与使用纯柴油相比，柴油机自由加速烟度下降68.52％。
实施例3、将0.5％(V/V)的仲辛醇与10.0％(V/V)的无水乙醇混合，然后与89.5％(V/V)的5号柴油混合均匀，所制得的混合燃料在春夏季自然环境中(14℃—39℃)长期(5个月以上)不分层。
实施例4、将1.0％(V/V)的异戊醇与10.0％(V/V)的无水乙醇混合，然后与89.0％(V/V)的0号柴油混合均匀，所制得的混合燃料在春夏季自然环境中(4℃—39℃)长期(7个月以上)不分层。
实施例5、将2.0％(V/V)的仲辛醇与0.5％(V/V)的异戊醇复配后，与20.0％(V/V)的无水乙醇充分混合，然后与77.5％(V/V)的0号柴油混合均匀，所制得的混合燃料在自然环境中存放长期(4℃以上的季节5个月以上)不分层。
实施例6、将2.0％(V/V)的仲辛醇与1.5％(V/V)的异戊醇复配后，与30.0％(V/V)的无水乙醇充分混合，然后与66.5％(V/V)的5号柴油混合均匀，所制得的混合燃料在自然环境中存放长期(10℃以上的季节4个月以上)不分层。

Claims (1)

1、乙醇柴油混合燃料，其特征在于，由体积百分含量60—95％的轻柴油、4—30％的乙醇和0.2—10％的助溶剂组成，助溶剂为异戊醇。
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