用正构烷烃析出热力学模型研究柴油流动改进剂效果的差异性

为了探究不同柴油中流动改进剂使用效果差异明显的原因,研究了几种柴油正构烷烃分布的数理统计学数据和多种流动改进剂对其降冷滤点效果之间的关系,结果表明流动改进剂对正构烷烃分布方差小的柴油效果差.根据柴油组成复杂的特点,选择合适的理论描述液相和固相,并将正构烷烃以外的其他组分作为一个虚拟组分,建立和验证了描述柴油固相沉积的热力学模型.通过热力学模型计算得到了低温下柴油的析蜡量,认为方差小的柴油低温下的析蜡量比方差大的柴油多,较大的析蜡量使流动改进剂的效果变差.     

新型柴油低温流动改进剂的研究

合成了一种新型的柴油流动改进剂，对高含蜡柴油的感受性较好，对降低柴油冷滤点效果较显著。此类柴油流动改进剂的酯基侧链碳数分布和柴油的正构烷烃分布是影响其效果的主要因素。     

柴油内蜡晶的组成与结构

采用气相色谱分析了柴油低温析出蜡晶的化学组成,利用X射线衍射法(XRD)研究了蜡晶结构,对蜡晶形态进行了相衬显微观察,并与加入低温流动改进剂T 1804的柴油蜡晶进行对比。研究结果表明:柴油蜡晶主要由大于C16以上的正构烷烃组成,高碳数正构烷烃先析出结晶,加剂后高碳数正构烷烃含量有所减少。XRD结果显示,蜡晶结构与蜡晶中含量高的高碳数正构烷烃二十三烷结构类似,加剂后平均晶粒变小。通过对蜡晶的显微形态观察表明,加剂后蜡晶聚集体由片状变为枝状连接。     

应用三维溶解度参数球形模型研究柴油中正构烷烃的分离

溶剂筛选是溶剂萃取脱除柴油中正构烷烃,改善柴油低温流动性能工艺过程的关键。本文应用三维溶解度参数球形模型研究了柴油中正构烷烃的分离,探索了依据溶解度参数筛选萃取溶剂的方法。采用基团贡献法估算了两种柴油(常三线馏分油AGO、减一线馏分油VGO)中的正构烷烃,以及11种溶剂(氯代烃、酮、酯)的三维溶解度参数从而得到溶剂与溶质互溶的判断依据Rs。通过研究Rs与各溶剂的正构烷烃析出率(E)的关系,发现正构烷烃析出率随着Rs的增大而增大。确定了正构烷烃析出率与Rs的一元线性回归方程,并通过F检验,发现正构烷烃析出率与Rs之间的线性相关性明显。研究结果表明三维溶解度参数球形模型可以为筛选萃取溶剂提供依据。     

北京大气气溶胶中正构烷烃和支链烷烃的特征及其来源分析

使用GC×GC-TOFMS仪器对北京2016年11月雾霾和非雾霾期采集的颗粒物中正构烷烃(C10-C36)进行了定量分析,并且对其分布特征和污染来源进行了分析.结果表明,北京市大气颗粒物中正构烷烃在雾霾天的含量明显高于非雾霾天,浓度分别为591 ng/m3和270 ng/m3.支链烷烃与正构烷烃具有一致的分布规律,在雾霾天也具有较高的浓度,且主要分布在碳数为C19-C28范围内.根据正构烷烃(C10-C36)的碳优势指数(CPI、CPI1和CPI2)结果,可知雾霾和非雾霾期间,北京市大气气溶胶中正构烷烃主要由人为源(汽车尾气、化石燃料燃烧等)排放产生,而植物来源相对贡献较小.植物蜡分布(WAX%)的结果表明,生物源在雾霾和非雾霾天对气溶胶中正构烷烃的贡献率分别为22%和12%.雾霾期间与非雾霾期间相比,生物源对正构烷烃的贡献相对较大.     

聚丙烯酸高碳醇酯降凝行为研究

对给定正构烷烃碳链长度集中在碳数14的柴油而言,聚丙烯酸十四酯由于其烷基侧链长度与柴油中正构烷烃碳链长度匹配而表现出良好的降凝性能.聚合反应条件不同会直接影响高分子的相对分子质量分布,从而使高分子表现出不同的降凝性能.通过正交实验对制备聚丙烯酸十四脂的实验条件进行了优化,在最佳实验条件下,合成的聚丙烯酸十四酯对给定柴油的冷滤点最大降低值为6℃,凝点最大降低值为18℃.光学显微镜观察结果表明:降凝剂的降凝行为与其对蜡晶结晶的分割有关.降凝剂较少时,高分子具有分割蜡晶晶核的作用;降凝剂适量时,高分子产生晶核使蜡晶结晶细化且分散.后者晶型的结构特点对应着良好的降凝性能.     

润滑油参数对柴油机颗粒排放成分及特性影响的试验研究

在一台增压中冷高速柴油机上,分别用4种专门配制的润滑油进行尾气排放测试,比较分析了润滑油的基础油种类及灰分含量对颗粒排放物的氧化活性、金属元素及颗粒中正构烷烃含量的影响.针对柴油发动机排气进行测试,对柴油机颗粒滤清器的再生研究具有一定的参考价值.颗粒物的氧化活性研究结果表明:小负荷时,颗粒排放物的氧化性较强,且和基础油种类关系不大;当负荷增大时,颗粒排放物的氧化活性变低;聚α烯烃(PAO)润滑油的颗粒排放物的氧化活性高于矿物润滑油,且经过低灰处理后润滑油的颗粒物氧化活性较强.颗粒排放物中金属成分的研究结果表明:相同种类的基础油,润滑油的灰分含量降低,颗粒排放物的金属成分含量也随之降低;与普通矿物油相比,在普通PAO润滑油的颗粒排放物中金属含量有增大的趋势,但经过低灰并加入部分矿物油处理后,颗粒排放物中的金属含量与低灰普通矿物润滑油的含量大致相当.颗粒排放物中正构烷烃含量的研究结果表明:当负荷增大时,润滑油中的正构烷烃含量升高;当用PAO润滑油时,颗粒排放物中的正构烷烃含量有所降低;当润滑油的灰分含量较低时,颗粒排放物中的正构烷烃含量减少.     

湄州湾肖厝沿岸表层溶解态正构烷烃组成及来源分析

为了对湄洲湾表层海水中溶解态正构烷烃组分及来源进行研究,于2008年4月在湄洲湾肖厝沿岸布设5个站位,采集表层海水水样,采用层析柱分离、气相色谱法对水体中正构烷烃组分进行了分析.发现溶解态的正构烷烃分布范围为C8~C36,其中C11和C18浓度较高,正构烷烃总量为1.22~1.55μg/L,平均值为1.35μg/L.同时通过分析正构烷烃的碳优势指数、奇偶比等分子组成特征参数,发现湄洲湾肖厝沿岸表层海水中正构烷烃主要来源于外源性石油污染的输入,少量来源于生物的输入.     

胜利油区五种原油450℃以前馏分中正烷烃分布的研究

研究了胜利油区五种原油450℃以前馏分中单体正烷烃的含量,讨论了这些单体烃在各种原油中的分布特征.研究表明,各原油中正构烷烃的碳数范围为C_4～C_(31)其中C_(11)～C_(29)之间的正构烷烃的含量较高.单家寺、金家、胜利混合原油的奇数碳含量略大于偶碳含量,而孤岛和草桥原油则相反.说明单家寺、金家、胜利混合原油的成熟程度比孤岛、草桥原油晚些.     

郑州市大气PM_(2.5)中正构烷烃污染特征及来源解析

为了解郑州市大气PM_(2.5)中正构烷烃的污染特征及来源,于2014年10月至2015年7月在郑州大学新校区采样点进行大气PM_(2.5)采集.采用气相色谱-质谱联用仪定量分析正构烷烃组分(C8~C40)的质量浓度,利用正构烷烃主峰碳、碳优指数、植物蜡含量以及正定矩阵因子分析(PMF)模型,识别正构烷烃的污染来源和解析污染源贡献率.结果表明:郑州市大气PM_(2.5)中正构烷烃质量浓度季节变化特征明显;秋、冬、春、夏季平均质量浓度分别为272±78、392±203、177±59、89±24 ng/m~3,呈现冬季秋季春季夏季的趋势;郑州市大气PM_(2.5)中正构烷烃主要来自煤炭等化石燃料燃烧和机动车尾气排放.     

柴油低温流动性改进剂小型装置的设计及工艺研究

随着石油资源的日益枯竭,新开采石油的蜡含量越来越高,炼制柴油的低温流动性越来越差,开发高蜡柴油的高效柴油低温流动性改性剂(简称DFI)变得日益紧迫.我国辽河原油蜡含量较高,市售DFI对成品柴油的感受性较差,因此开发1种对高蜡柴油感受性好的DFI具有重要意义.在实验室制备DFI的基础上,开发设计了小型DFI生产装置,并对生产过程中的一些参数进行了考察.利用DFI小型生产装置在最佳条件下制备的高蜡DFI,其降凝降滤效果好于实验室制备的DFI.针对辽河0号柴油等的降凝助滤效果进行测试,该剂能使辽河0号柴油的冷滤点降低6℃,凝点降低7℃,可应用于柴油生产中.     

柴油流动改进剂对柴油中蜡晶形态的影响

采用偏光显微镜研究了自行研制的AVM系列柴油流动改进剂对蜡晶形态的影响.结果表明,柴油流动性改进剂的加入,使柴油中的蜡晶变短变小,阻碍蜡晶相互连接搭桥成网.柴油流动性改进剂的加入量根据柴油组成不同,都应有一个最佳点.对于不同柴油,柴油流动性改进剂中各组成存在一个最佳配比,这一配比下的产物降滤效果最好,微观表现对蜡晶的改善也最明显.大量的数据表明,柴油的蜡晶变化图像与实测的数据相吻合.     

高凝点柴油供油系统滤清器温度场研究

冬季由于环境温度的改变,供油系统结蜡车辆不能够正常运行,供油系统的结蜡主要出现在柴油滤清器.为了避免燃油系统结蜡,汽车必须更换低凝点燃油.论文通过加热的方式使得柴油滤清器中柴油温度升高,避免结蜡现象发生.本文应用ANSYS软件对柴油滤清器的温度场进行了模拟,结果表明:加热后滤清器内的柴油温度高于其冷滤点,能够保证柴油通过滤清器.通过实车进行验证,实测结果与模拟结果较为吻合,实验结果表明在环境温度为-25℃,加热器功率为58W时,柴油滤清器正常工作,系统能够保证车辆在冬季正常使用高凝点柴油.     

原油乳状液加剂降低转相点实验研究

转相点是原油乳状液输送时一个重要的参数。在转相点后输送时阻力较小,而在转相点前输送时阻力较大。为了节能降耗,降低输送成本,减小集输过程中的流动阻力,在室内开展了向含水原油中加入DODE系列流动改进剂后的流动实验,研究加剂后转相点变化规律。实验结果表明:含水原油中添加DODE系列流动改进剂可以使含水原油的转相点由原来的50%～70%提前到了30%～50%,形成具有适度稳定性的水包油型原油乳状液,降低了原油乳状液的表观黏度。     

MMVA柴油低温流动性改进剂的合成及性能评价

介绍了甲基丙烯酸酯-马来酸酐-醋酸乙烯酯-丙烯酰胺四元共聚物类柴油低温流动改进剂的合成,通过正交实验和极差分析确定了最佳合成工艺条件:单体物质的量之比为2∶1∶1∶0.5,引发剂用量0.5%,反应温度90℃,反应时间6h.在实验室考察了它的降凝助滤效果及与其他降凝剂和非离子表面活性剂的复配效果.实验表明,在长庆石化分公司混合柴油中加入0.05%的该共聚物可使其凝点下降10℃,冷滤点下降2℃.与甲基丙烯酸十八酯-马来酸酐二元共聚物和表面活性剂甲基单乙醇胺盐复配使用时,可使其冷滤点下降4℃.     

十六烷值改进剂对柴油/甲醇混合燃料燃烧特性的影响

采用常规商业柴油、分析级无水甲醇和助溶剂配制了均匀混合的柴油／甲醇燃料，在TY1100单缸、水冷、直喷柴油机上对添加了十六烷值改进剂后的柴油/甲醇混合燃料的燃烧特性进行了试验研究，试验表明：与柴油相比，柴油／甲醇混合燃料燃烧的滞燃期延长，缸内最大气体压力增加；加入十六烷值改进剂后，柴油／甲醇混合燃料的滞燃期明显缩短，大负荷时的缸内最大气体压力减小。     

大庆原油加剂前后的蜡晶分形特性研究

针对蜡晶颗粒定性描述存在的不确定性问题,探讨了蜡晶形态的定量表征方法,提出基于蜡晶体积特征的粒度分布分形模型。以大庆南三联原油和林源原油为研究对象,采用流变学测试法与影像分析技术,测试它们加剂前后的析蜡过程及粘温特性;采用NcMiVnt图像分析软件,处理试样析蜡过程中的蜡晶形态图像,确定蜡晶粒度分布分形维数;进而分析温度与流动改进剂对原油蜡晶分形特性的影响。结果表明,基于蜡晶颗粒体积特征的分形模型可定量表征蜡晶形态;两种原油加剂前后的蜡晶分形维数随温度降低而增大,其析蜡量及蜡晶颗粒数量一般随之增加,宏观表现为原油低温流动性变差;两种原油加剂后的蜡晶分形维数明显增大,而蜡晶颗粒数量大幅减少,宏观上呈现出原油低温流动性提高。     

柴油机燃用柴油/乙醇混合燃料的性能与排放研究

为了给柴油／乙醇混合燃料的应用提供试验和理论依据，进行了柴油机燃用柴油／乙醇混合燃料的性能与排放研究，研究结果表明：随着燃料中乙醇掺混比例的增加，有效燃油消耗率有所增加，但当量柴油有效燃油消耗率降低，有效热效率增加；在掺混比例较高时，需要添加十六烷值改进剂提高混合燃料的十六烷值；在同一工况下，发动机排气烟度随乙醇的加入而减少，NOx排放则无明显的增加；排气烟度的下降率随含氧量的增加而增大，未添加十六烷值改进剂时升高的幅度小于添加十六烷值改进剂后．减小供油提前角，NOx排放下降，排气烟度增加。