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基于分子模拟的生物柴油组分竞争性吸附及润滑性能研究

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基于分子模拟的生物柴油组分竞争性吸附及润滑性能研究

作者：王恒全江苏大学

学位级别：硕士

为有效控制发动机有害排放物,改进炼油技术提升燃油品质已迫在眉睫。在当前加氢脱硫精炼柴油工艺中,大量的含硫、含氮等极性物质被脱除,导致低硫柴油的润滑性不足。因此,寻求合适的低硫柴油润滑剂已成为必然。本文选用肉豆蔻酸甲酯(C14... 详细信息

为有效控制发动机有害排放物,改进炼油技术提升燃油品质已迫在眉睫。在当前加氢脱硫精炼柴油工艺中,大量的含硫、含氮等极性物质被脱除,导致低硫柴油的润滑性不足。因此,寻求合适的低硫柴油润滑剂已成为必然。本文选用肉豆蔻酸甲酯(C14)、棕榈酸甲酯(C16)、硬脂酸甲酯(C18)、油酸甲酯(C18:1)、亚麻油酸甲酯(C18:2)及蓖麻油酸甲酯(C18:1 OH)分别加入低硫柴油,在四球摩擦磨损试验机进行摩擦磨损润滑试验,应用Materials Studio软件模拟含酯燃油在铁表面的吸附行为,着重研究(1)脂肪酸酯浓度对低硫柴油润滑性能的影响、(2)脂肪酸酯碳链长度、C=C双键数目及极性基团-OH羟基在摩擦润滑中的作用机理和(3)混合脂肪酸酯在铁表面竞争性吸附机制。本文主要内容和结论如下:(1)低硫柴油中掺混1%、2%、3%和5%的不同脂肪酸酯在四球摩擦磨损试验机上的润滑性能结果表明,随着酯浓度增加,含酯燃油的润滑性能越好;基于Materials Studio软件的不同浓度肉豆蔻酸甲酯(C14)-正十四烷混合物分子体系在铁表面吸附模拟结果表明,吸附系统内的吸附能和内聚能随混合物分子体系中酯浓度增加而提升,但吸附能远大于内聚能。结合酯浓度改善低硫柴油的润滑摩擦试验结果,说明酯浓度增加显著增强了润滑油膜的吸附强度。(2)低硫柴油中含相同浓度不同酯的摩擦润滑试验结果表明,随着饱和酯碳链长度增加,或者相同碳链长度酯中C=C双键数目增多,或者含有极性基团-OH羟基,含酯低硫柴油改善润滑性能的效果逐步增强。应用Materials Studio软件模拟5%脂肪酸酯-正十四烷混合物分子体系在铁表面吸附的结果表明,各混合物分子体系的吸附能总体上较为接近,但内聚能随碳链长度、饱和程度和极性基团等因素变化而提高,显著增强油膜的稳定性和致密性。(3)应用Materials Studio软件进行脂肪酸酯单分子在铁表面蒙特卡洛吸附模拟。C14、C16与C18饱和酯随着碳链增长,其刚性吸附能均逐渐增加,分子变形能略有增加但数值较小,所以饱和酯在铁表面的吸附性能以刚性吸附能为主;C=C双键数目递增的C18、C18:1和C18:2的刚性吸附能和分子变形能变化趋势相反,但刚性吸附能数值变化远大于分子变形能,所以C18、C18:1和C18:2单分子在铁表面吸附性能也相近,说明C=C双键数目不是决定脂肪酸酯在铁表面吸附性能的主要因素;含-OH羟基极性基团的C18:1OH在铁表面的刚性吸附能显著增强,且其分子变形能比C18:1和C18:2大,所以其单分子在铁表面吸附能数值最大。(4)结合单分子蒙特卡洛吸附模拟结果,从脂肪酸酯碳链长度、C=C双键数目和-OH羟基极性基团三个维度探讨脂肪酸酯组合(C14/C16/C18、C18/C18:1/C18:2、C18/C18:2/C18:1OH)混合物分子体系在铁表面竞争性吸附机制。碳链长度逐渐增加的C14/C16/C18饱和酯混合物在铁表面吸附层的主要成分是C14,尽管长链酯的吸附能较大,但短链酯由于分子结构小而更易吸附在Fe表面;C=C双键数目递增的C18/C18:1/C18:2混合物在铁表面的吸附层主要成分是C18,因为碳链中的C=C双键使得酯分子不易变形,很难平行吸附于铁表面;C18/C18:2/C18:1OH混合物在铁表面吸附层的主要成分C18:1OH,这是由于C18:1OH的分子变形能比C18:1和C18:2大,更重要的是-OH羟基基团具有很大的极性,会优先吸附在铁表面。

关键词：低硫柴油脂肪酸酯润滑性能分子模拟竞争性吸附

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减压蒸发除氟氯半工业试验及改进设想

云南冶金 1990年第1期 28-37页

作者：王恒全昆明冶金研究所

本文介绍了减压蒸发法除锌电解液中氟、氯半工业试验结果,验证了该法的扩大试验经济技术指标。一道工序可以除氟≈80%、除氯≥90%,酸、锌损失极微,废水量少易处理到工业排放标准,经济效益突出,如按提供的工艺用于生产更趋合理。

关键词：二效除氟残酸减压蒸发真空蒸发半工业试验中间试验废电解液

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减压蒸发除氟氯半工业试验及改进设想

云南冶金（科学技术版） 1990年第1期19卷 28-37页

作者：王恒全昆明冶金研究所

关键词：锌电解液减压蒸发除氟除氯

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离子交换膜和电渗析的应用与计算

云南冶金 1978年第4期 48-53页

作者：王恒全昆明冶金研究所

离子交换膜是五十年代发展起来的一项新的分离技术。由于离子交换膜具有对离子选择透过性的特征,可用于分离、纯化、浓缩等。目前已广泛应用于几乎所有的工业领域。离子交换膜是一种具有一定孔隙度和某种电离性基团的高分子聚合物薄膜... 详细信息

离子交换膜是五十年代发展起来的一项新的分离技术。由于离子交换膜具有对离子选择透过性的特征,可用于分离、纯化、浓缩等。目前已广泛应用于几乎所有的工业领域。离子交换膜是一种具有一定孔隙度和某种电离性基团的高分子聚合物薄膜。虽然也可以说它是薄膜的离子交换树脂,但是,离子交换膜不仅仅是形式上的改变,而其应用原理也与树脂不同,离子交换树脂是对某些离子呈现选择互换作用,而离子交换膜则是对某些离子呈选择迁移作用,离子从膜的一侧溶液透过膜到另一侧。

关键词：电渗析器流程长度基团淡化装置离子交换膜离子交换树脂除盐极限电流密度阴极区含盐量正电荷阳电荷阴膜负电荷阴电荷电流效率高分子链离子选择透过性溶液浓度阳极区正极区

基于分子模拟的铁表面含酯燃油油膜吸附特性分析

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石油学报（石油加工） 2019年第4期35卷 714-720页

作者：陈挑挑梅德清任吴越王恒全袁银男郭锐江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江212013 苏州大学能源学院江苏苏州215006 北京天顺长城液压科技有限公司北京100083

将肉豆蔻酸甲酯(C14)、棕榈酸甲酯(C16)、硬脂酸甲酯(C18)、油酸甲酯(C18∶1)、亚麻油酸甲酯(C18∶2)及蓖麻油酸甲酯(C18∶1OH)添加至柴油中,基于Materials Studio软件建立酯/正十四烷在铁表面吸附构型,分析含酯油膜的能量构成。结果表... 详细信息

将肉豆蔻酸甲酯(C14)、棕榈酸甲酯(C16)、硬脂酸甲酯(C18)、油酸甲酯(C18∶1)、亚麻油酸甲酯(C18∶2)及蓖麻油酸甲酯(C18∶1OH)添加至柴油中,基于Materials Studio软件建立酯/正十四烷在铁表面吸附构型,分析含酯油膜的能量构成。结果表明:对于C14酯/正十四烷混合物,随着酯体积分数增加,油膜的吸附能大幅增加,而内聚能总体差异较小;对于5%(体积分数)酯/正十四烷混合物,含不同酯油膜的吸附能总体上较为接近,但内聚能随着碳链长度、不饱和程度及极性基团等因素变化较大,其由大到小的顺序为C18∶1OH、C18∶2、C18∶1、C18、C16、C14。对比酯体积分数与组分引起的油膜吸附能变化可见,酯体积分数是更重要的因子,但酯组分变化可引起内聚能显著的差异。酯体积分数增加和酯组分改变均为提升低硫柴油润滑性能的有效措施。

关键词：低硫柴油脂肪酸酯润滑性能分子模拟

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锌粉置换及有害气体处理的研究

有色金属(冶炼部分) 1975年第6期 28-30页

作者：王恒全昆明冶金研究所

锌粉置换法广泛应用在稀有、稀散金属的富集、提取工艺过程。特别是在锌的湿法生产系统,常采用锌粉置换做为除杂和富集某些金属的手段。锌精矿中常伴生有砷,尤其是经火法富

关键词：气体成分富集锌粉置换气体量产出液封升/分导流筒吸收液单位体积

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驯服穷山恶水