Page 110 - 《精细化工》2022年第12期
P. 110
·2476· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷
相态发生改变。对于仅有醇用量变化的微乳液体系，
微乳液 R 可简化为式（1）：
a s (a s a a )x
R co co co a （1）
a
a s cw (a s cw a cw )x a
s
式中： a 表示表面活性剂与油相之间的相互作用
co
a
能，J；a 表示油相与醇分子之间的作用能，J； x a
co
s
表示醇在界面上的摩尔分数，%；a 表示水相与单
cw
个表面活性剂分子之间的作用能，J； a a cw 表示水相
与醇分子之间的作用能，J。实验所用表面活性剂、
a—柴油；b—350~395 ℃馏分油；c—395~450 ℃馏分油；d—
s
s
450~500 ℃馏分油 水相和油相的性质未发生变化，因而 a 和 a 为常
co
cw
图 1 不同馏分油体系醇度扫描 Winsor 相图 数，且一般有 a s a 、 a s a a ，当体系中醇用
a
Fig. 1 Alcohol scanning Winsor phase diagrams of different co co cw cw
distillate systems 量增加，相界面上的醇含量随之增加，即 x 增加，
a
式（1）中分子和分母同时减小。当所用醇的种类确
a
a
定时， a 也是常数，且 a 随醇分子中碳原子数的
cw
co
a
a
增加而增加。对于碳链长度≥4 的醇类， a co a cw ，
增加醇在界面上的比例将导致 R 增大，促进 Winsor
Ⅰ型→WinsorⅢ型→WinsorⅡ型的转变 [18] 。
由图 1 可知，随着 E1305 含量的增加，Winsor
Ⅲ型微乳液中微乳相的体积分数增大。这是由于，
表面活性剂含量的增加增大了界面膜的面积，降低
了油水间的界面张力，微乳相的体积分数增大。对
图 2 E1305 含量为 16%时柴油体系醇度扫描 Winsor 相图 于 E1305 含量不同的微乳液体系，发生相转变时所
Fig. 2 Alcohol scanning Winsor phase diagram of diesel 需要的正丁醇用量不同，将发生 WinsorⅠ型→Winsor
oil system with 16% E1305 content Ⅲ型相转变所需的正丁醇体积记为 A 1 （mL），将
从图 1、2 可知，随着正丁醇用量的增加，微乳 WinsorⅢ→WinsorⅡ相型转变所需的正丁醇体积记
液体系均发生 WinsorⅠ型→WinsorⅢ型→WinsorⅡ 为 A 2 （mL），并将 WinsorⅢ型出现的醇度区间记为
型的变化。这是由于体系中正丁醇用量的改变会引 ΔA（mL）。不同 E1305 含量下各体系的相转变正丁
起微乳液的油水比（R） [17] 的变化，导致微乳液的 醇用量如表 1 所示。
表 1 不同体系的相转变正丁醇用量（A 1 /A 2 ）及 ΔA
Table 1 n-Butanol dosage (A 1 /A 2 ) and ΔA of microemulsion phase in different systems
E1305 含量/%
8 12 16 20 24
柴油 1.3/3.7/2.4 ① 1.2/3.7/2.5 1.2/3.4/2.2 1.3/3.1/1.8 1.3/2.7/1.4
350~395 ℃ 1.3/2.0/0.7 1.4/2.7/1.3 1.4/2.9/1.5 1.4/3.2/1.8 1.3/3.4/2.1
395~450 ℃ 1.5/3.0/1.5 1.5/3.5/2.0 1.7/3.6/1.9 1.7/4.0/2.3 1.8/4.4/2.6
450~500 ℃ 1.6/2.6/1.0 1.6/3.0/1.4 1.8/3.8/2.0 1.8/4.1/2.3 1.6/4.4/2.8
①均为 A 1（mL）/A 2（mL）/ΔA（mL）。
由表 1 可知，对于柴油和馏分油微乳液体系， 膜亲油性增强，发生相转变时所需正丁醇用量较低。
E1305 含量对 A 1 影响较小。柴油体系的 A 2 和 ΔA 随 由表 1 还发现，在 E1305 含量≥16%后，随着
着 E1305 含量的增大大体呈现先增大后减小的趋 油相馏程的升高，体系的 A 1 和 A 2 大体上逐渐增大，
势，而馏分油体系的规律与其相反。这主要是由于 ΔA 并没有明显增大。这与油相与界面膜的相互作用
E1305 和柴油的组成有关，柴油含有大量的支链烷 相关，油相的等效烷基数与组成界面膜的表面活性
烃，而芳香烃尤其是多环芳烃含量较低，E1305 的 剂烷基数差值越小，界面膜对油相分子的相互作用
烷基链为异构型十三烷基，与柴油中的支链烷烃相 越强 [19] 。馏程温度升高会增大油相的等效烷基碳数，
互作用较强，使得当表面活性剂含量升高时，界面 导致其与表面活性剂烷基数的差值增加，相互作用
