混配柴油凝点及溶解度参数的分子模拟研究

石化柴油中添加少量生物柴油调配混配柴油是当前研究的一个热点。分别用单组分、3组分和5组分正构烷烃构建石化柴油模拟系统,以亚油酸甲酯(ML)构建单组份生物柴油模拟系统。按2%、4%、6%、8%和10%物质的量比添加ML于石化柴油模拟系统中构建不同比例的混配柴油系统。利用分子动力学方法对各种系统的凝点区间及溶解度参数进行了模拟计算。利用热容等4个性质联合判断出各系统的模拟凝点区间,发现,随着ML的添加,系统的凝点总体呈下降趋势,说明生物柴油确具有明显的降凝效果,添加生物柴油可以使柴油的低温流动性增加。相比较而言,采用3组分正构烷烃构建石化模拟系统更为合适。通过对293K时3组分石化柴油系统添加不同比例的ML构成的混配柴油系统的溶解度参数进行分析,得出了当添加比例为4%时两种油品的相容性最佳的结论。

混配柴油分子系统相容性的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,利用计算得到的溶解度参数,对模拟的石化柴油和大豆油混配柴油系统的相容性进行了研究。选用了几种和模拟系统分子相关的长链烷烃和不饱和脂肪酸甲酯作为参照物,将其模拟溶解度参数计算值和实验或经验值进行了对比,发现偏差较小,验证了文中模拟方法的可信性。然后,构建了由正十六烷模拟的石化柴油和几种不饱和脂肪酸甲酯模拟的大豆油按不同比例混配得到的7种柴油分子系统。对7种系统在293K时的溶解度参数进行了计算,结果发现,混合柴油系统的相容性随大豆油的配比增加呈现先减后增现象,在大豆油的物质的量比约0.6左右,系统的溶解度参数出现了最大的正偏差,表明此时两种油的相容性最佳。本结论将为柴油的混配研究提供一定的理论参考。

脂肪酸甲酯添加比例和分子构型对混配柴油系统低温流动性影响的模拟研究

生物柴油是一种优质的清洁能源,与石化柴油混配能很好地改善柴油的低温流动性。为探讨其降凝作用机理,本文以硬脂酸甲酯、油酸甲酯,亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯等4种常见的生物柴油组成分子作为添加剂,以石化柴油的组成分子正十六烷为柴油主体,构建不同混配比例的模拟柴油系统,利用Materials Studio软件,对系统的凝点以及降温凝固过程中系统微观结构变化进行了分子动力学模拟计算。采用热容、原子自扩散系数、链头尾距以及系统溶解度参数综合判断了系统的凝点,发现,系统的凝点随添加剂的添加比例以及含双键的数目的增加而呈下降趋势。利用对原子间径向分布函数的分析,根据降温过程中十六烷链微观结构的变化,探讨了添加剂中双键以及甲酯基对柴油系统低温流动性的影响。初步降凝机理为:双键的类块状结构以及甲酯基的类球状结构使得附近的十六烷分子在低温时仍能保持一定的弯曲度,从而影响了十六烷分子的有序排列,阻滞了蜡化作用。