基于长链烃的降凝作用机制理论计算与实验研究

• 作 者: 涂芳
• 出 处: 重庆大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 柴油 降凝剂 植物油 理论计算 相互作用

能源一直是人类关注的焦点,与其相关的柴油、柴油降凝剂以及具有发展价值的植物油燃料等因此成为研究的重点。对于降凝剂的研究,国内外科研工作者重点专注于实验,主要研究丙烯酸酯类降凝剂对油类的影响,但在理论方面的研究很少。因此,本文基于实验数据,模拟了10种丙烯酸酯类降凝剂结构、十六烷结构以及3种植物油分子结构,进行一系列理论研究探索和实验研究。本论文主要分为以下几部分:（1）丙烯酸酯类降凝剂与十六烷相互作用的理论研究本论文采用M06-2X理论计算方法,结合6-31G（d）基组,优化降凝剂和十六烷分子模型,采用相同的方法并在6-311G（d,p）基组水平下计算分子间相互作用能(ΔE_int)。此外,通过约化密度梯度函数（RDG）、分子静电势（MESP）等进一步分析相互作用分子模型的气体性质。计算研究表明降凝剂&十六烷的分子间相互作用能值均为负值,说明降凝剂加入柴油中使体系能量降低,达到更稳定状态。依据计算数据,研究相互作用能与实验数据的相关性。RDG等值面、MESP分析表明降凝剂&十六烷相互作用主要由弱范德华相互作用支配。（2）植物油与丙烯酸酯类降凝剂相互作用的理论研究本论文采用M06-2X理论计算方法,结合6-31G（d）基组,优化植物油分子和降凝剂模型,采用相同的方法并在6-311G（d,p）基组水平下计算分子间相互作用能(ΔE_int),分析相互作用能与优化的几何结构。理论计算表明植物油分子&降凝剂的分子间相互作用能值均为负值,说明降凝剂加入植物油中使体系能量降低,达到更稳定状态。植物油分子模型长链的碳原子与降凝剂的氢原子之间的平均距离都在范德华作用范围内,推测植物油分子的碳原子与降凝剂的氢原子之间存在弱范德华力相互作用。（3）柴油、植物油与降凝剂相互作用的实验研究本论文探究降凝剂对混合油体系凝固点的影响,实验表明CQU-P-5添加剂的降凝效果最好;其中当葵花籽油组成为80%,柴油为20%,降凝剂添加比例为1.5%时对混合油的降凝效果最佳,植物油通过加入添加剂后能代替柴油作为增程燃料使用。