脂肪酸甲酯结构对生物柴油低温流动性的影响
典型原料生物柴油低温流动性的研究
２结果与讨论
２ １石油 柴油 和生 物柴油 的主 要组 成及其 分子 结构 ．
２０ ０ ７测定 石 油 柴 油 、 物 柴 油 及 调 合 油 的 冷 滤 点 生
（ ｏｌ ｉｔ ｒ ｐ ｕｇ ｎｇ ｐ ｎｔ ＣＦＰＰ） ｃ ｄ ｆｌｅ ｌ ｇｉ ｏｉ ， 。
Ｃ －Ｃ 。 Ｃ ： … 和 Ｃ 。 ， 中饱 和 脂肪 酸 甲 酯的碳 链 呈 直线 “ ” 形排 列 ； 、 ）其 之 字 不饱 和 脂 肪 酸 甲
酯的 ｃ—ｃ碳链 呈 直线“ ” 之 字形排 列 ， Ｃ—Ｃ使 碳 链发 生 弯 曲。生物 柴油 的低 温流 动性 随 着饱 和脂
（ ）石 油柴 油 ： １ １ 一 Ｏ号 柴 油 （ １ Ｐ ， 一 ０ Ｄ） 中石化
产品 ；
’（ ）生 物柴 油 ： 榈油 生物 柴油 （ ＭＥ 、 ２ 棕 Ｐ ） 棉籽 油 生 物柴 油 （ ＭＥ 、 豆 油 生 物 柴油 （ ＭＥ） 菜籽 油 Ｃ ）大 Ｓ 、
动 。生 物柴 油原料 供应 和低 温流 动性作 为生 物柴 油
１材料与方法
１ １材料 与仪 器 ．
主 要 试 剂 如 下
安徽 理 工 大 学 引 进 人 才 基 金 （ ０９ ｂ ０ 。 ２０ ｙ２ ） 温流动 性的 研究
将 石 油 柴 油 和 生 物 柴 油 干 燥 后 ， Ｇ ０ ２ ～ 按 Ｂ ２８８
烯 酸 酯 、 异 丁 烯 酸 酯 和 甘 油 醚 衍 生 物 等 ¨ ； 温 聚 】 低
生 物柴 油 （ ＲＭＥ 均 为本 实验 室制 备 ， ） 符合 ＧＢ ０ ２ ２８８
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２ ０ ０ ７。
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生物柴油的脂肪酸组成对其性能的影响
（ ｏ ｅｅｏ ｏｄＳｉ ｃ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｗｕ ａ ｏｙ ｃｎｃＵ ｉ ｒ ｔ， ｈ ｎ４ ０ ２ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｏ ｃ ｎ ｅａ ｄＥ ｇｎｅｉ ， ｈ ｎＰ ｌ ｅｈ ｉ ｎｖ ｓｙ Ｗｕ ａ ３ ０ ３ Ｃ ｉａ ｌ Ｆ ｅ ｎ ｔ ｅｉ
酯 的成分 决定 了生物 柴油 的性能 。
由表 ｌ可 以看 出 ， 同碳 数 的硬 脂 酸 甲酯 和 油 酸 甲酯 ， 一个 为饱 和 ， 一个 为 单 不 饱 和 ， 熔 点 相 差 近 其
５ ℃ 。 ８
收稿 １期 ： ０ ００ － ． ３ ２ １－５０ ７ 作 者 简介 ： 健 华 （９４ ） 男 ， 授 ， — ｉ： ｊｌ０ ＠ｈ ｔ ｉ ｔｍ 胡 １４ 一 ， 教 Ｅｍａ ｈｈ ６２ ｏｍａ ．ｏ ｌ ｌ
ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓｏ ｏ ｉ ｓｌｏ ｅａ ｅ ｎ ｍｂ ｒａ ｄ ｏ ｌ ｗ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｆ ｄ ｔ ｆｂ ｏ ｉｓ ｌａ ｄ ｏ ｉ ｔｏ ｔｂｉ ｔ ｏ ｏ ｅ ｔ ｆｂｉｄ ｅ ｅ ｎ ｃ ｔ ｎ ｕ ｅ ｎ ｎ ｏ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｕｉｉｙ ｏ ｉ ｄ ｅ ｅ ｎ ｘｄａ ｎ ｓａ ｌ ｙ． ｌ ｉ ｉ Ｋｅ ｒ ｓ： ｅ ａ ｅ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｔ ｕｍｂ ｒ ｆｔｙ ａ ｉ ｂ ｏ ｉ ｓ ｌ ｐｅｆ ｒ ｎ ｅ；ｎ ｕｅ ｃ ｎ ｅ ；ａｔ ｃｄ； ｉｄ ｅ ｅ ； ｒｏ ｍａ ｃ ｉ ｆ ｎ ｅ ｌ
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生 物 柴 油 的脂 肪 酸 组 成对 其 性 能 的 影 响
胡健 华
（ 武汉工业学 院 食 品科学与工程学 院， 湖北 武汉 ４ ０２ ） ３ ０ ３
脂肪酸甲酯结构对生物柴油低温流动性的影响
的 生物柴 油应尽 量 少含 多不饱饱 和脂 肪 酸 甲酯 和烷 尤
基碳 链在 ２ ０个碳 以上 的饱 和脂 肪酸 甲酯．
关键 词 ：生物柴 油 ；低温 流动性 ；气质联 用仪 ；脂肪 酸 甲酯 ；结 晶 中图分类 号 ： Ｋ Ｔ６ 文 献标 志码 ： Ａ 文章 编 号 ：１７ ７ ７ （０ ０ ０ ０ ３ — ４ ６ １— ７ ５ ２ １ ） ｌ一 ０ １ ０
ｓｏ ｈｔ ｉ ｉｓｌ ｓ ｍ ｎｙｃｍ ｏｅ ｆ ａ ｒｔｄｆｔ ｃｄｍｅ ｙ ｅｔｒ（ ：～Ｃ４ ）ａｄｕ ｓｔ ａ ｈ ｗ ｔａ ｂｏ ｅｅ ｉ ｎ ｉｌ ｏ ｐ ｓｄｏ ｔ ａ ｔ ａｉ ｄ ｓ ｕ ｅ ａｙ ｔ ｌ ｓ ｓＣ４ ｈ ｅ ｌｏ ２０ ｎ ｎａ ｒｔ ｕ —
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陈 秀 ，袁银 男 ，王利 平 ，来 永斌
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生物柴油的常用原料
生物柴油概念：生物柴油,又称脂肪酸甲酯,是植物柴油和动物柴油的总称,不含硫和芳烃,十六烷值高,且润滑性能好常用原料：油菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油、葵花子油、棕榈油、椰子油、回收烹饪油及动物油等主要成分：混和脂肪酸甲酯合成：由甲醇等醇类物质与天然植物油或动物脂肪中主要成分甘油三酸酯发生酯交换反应低温流动性参数：浊点CloudPoint、冷滤点ColdFilterPluggingPoint：生物柴油可以使用的最低温度倾点PourPoint、生物柴油刚刚可以流动的最低温度冷凝点SolidificationPoint：影响因素：1.脂肪酸的组成与分布生物柴油的主要成分是混合脂肪酸甲酯,不同的脂肪酸甲酯低温流动性能差别很大,主要受碳链长度、不饱和程度、支链程度以及不饱和脂肪酸甲酯的立体构型影响;脂肪酸甲酯的熔点随碳链的长度增加而增加,并随其不饱和程度的增加而降低,据报道碳链数都是18的硬脂酸甲酯和油酸甲酯熔点分别为和℃,两者的熔点相差约59℃;含支链的分子越多,低温性能越好;此外,不饱和脂肪酸甲酯的立体构型也对其低温流动性能有很大影响,顺式油酸甲酯与反式油酸甲酯凝点、黏度等低温性能相差很大;由于不同脂肪酸甲酯低温流动性能不同2.酯基结构生物柴油中的酯基一般是甲基或乙基,相对于柴油有较高结晶温度3.杂质的影响这些杂质包括：合成原料中含有的高熔点甘油二酯、甘油单酯；生物柴油转化过程中反应不完全的甘油三酯、醇类、游离脂肪酸等以及生物柴油转化中产生的皂化物等;研究发现,尽管倾点不受影响,但浊点随甘油单酯、甘油二酯的增加而升高；浓度为%饱和甘油单酯或甘油二酯能使浊点升高,不饱和的甘油单酯对浊点及倾点都没有影响;改善方法：1.加入流动改进剂法2.调和柴油法3.生物柴油的异构化4.冬化处理添加降凝剂机理1.成核理论成核理论认为,由于降凝剂分子的熔点相对高于油品中蜡的结晶温度,它会在油品的浊点CP以前析出而起到晶核、活性中心或结晶中心的作用而成为蜡晶生长中心,使油品中小蜡晶增多,从而达到降低冷凝点PP或冷滤点CFPP的效果;2.共晶理论共晶理论认为不加降凝剂时蜡中晶体呈二维生长,蜡晶在与001面相交的面上生长速率过快,蜡晶长成菱形片状,至200μm左右时,连结成网,破坏了油品的流动;而加入添加剂后,降凝剂分子在油品的浊点温度下析出,因其与蜡分子碳链有足够的相似性,可进入蜡晶取代晶格中的蜡分子正烷基链分子,从而发生共晶;但又因为降凝剂分子与蜡晶分子极性部分的不同,阻碍了蜡晶在与001面相交面上的生长,却相对加快了蜡晶在Z轴方向上的生长速度,同时也改变了001面的形状;随着降凝剂浓度的增加,蜡晶逐渐向着分枝型树枝状结晶方向发展;当进一步增加浓度时,在促进Z轴方向生长的同时,抑制了X、Y方向的生长,晶型由不规则的块状向四棱锥、四棱柱形转变;蜡的这种结晶形态,使比表面积相对减小,表面能下降,而难于聚集形成三维网状结构;3.吸附理论吸附理论认为,降凝剂分子在略低于油品CP温度下结晶析出,由于极性基团的作用,改变了蜡晶的表面特征,阻碍了晶体的长大或改变了晶体的生长习性,使蜡晶的分散度增加、不易聚结成网,起到降凝效果4.增溶理论改善蜡的溶解性理论认为,降凝剂如同表面活性剂,加剂后,增加了蜡在油品中的溶解度,使析蜡量减少,同时又增加了蜡的分散度,且由于蜡分散后表面电荷的影响,蜡晶之间相互排斥,不容易聚结形成三维网状结构,而降低PP;5.吸附共晶理论Lorensen等提出了抑制蜡晶的三维网状结构生成的吸附-共晶理论,认为降凝剂的作用机理取决于降凝剂的种类;某些降凝剂采用吸附机理,有一些则采用共晶机理;化学降凝剂一般由长链烃和极性基团组成;若其长链烃与油中石蜡的正构烷烃碳数分布最集中的链相近,则在油冷却重结晶过程中,降凝剂与油中的蜡同时析出共晶,或被吸附在蜡晶表面;只有个别的没有吸附降凝剂蜡晶的表面或其棱角,此时担负起结晶中心的作用,蜡晶很快成长起来；而新生成的蜡晶又被降凝剂包围时,在它的棱角处又重新长出新的蜡晶;由于结晶过程是按照这种链锁方式进行的,由许多结晶中心成长起来的单晶晶体的连生体外,形成多枝状,成为树枝状结晶,它不易形成空间网络结构,不会将油中的液相组分包封起来,从而降低油品的凝固点、粘度等流变参数,改善了油的低温流动性能;润滑油降凝剂的研发及降凝机理研究是由于降凝剂只是改善含蜡油的低温流动性能,并不能阻止蜡结晶的析出,因此又称之为流动改性剂或降凝剂;6.凝胶化理论凝胶化理论是从胶体的观点出发,认为加入降凝剂对原油具有良好的降凝效果;造成这一现象的原因是由于原油的凝固过程包括蜡晶的形成、发育和蜡晶之间的凝胶化过程,加入降凝剂后,蜡晶增大,在析出同样重量的蜡晶后,体系中单位体积内蜡晶颗粒数要小于不加剂的蜡晶颗粒数,从而表面能也相对较小,因而加降凝剂后的体系比较稳定,不易形成凝胶,从而降低原油的凝固点;生物柴油的其他性质：氧化性、运动粘度、比重、润糟性及表面张力随着环境保护和石油资源枯竭两大难题越来越被关注,生物柴油已成为新能源开发的热点,然而由于其低温流动性差,已限制了其开发利用,因此研究生物柴油低温性能、添加剂与其降凝机理具有十分重要的战略意义;1由于生物柴油的组成有别于传统的石油基柴油,目前生物柴油的来源、组成与其低温流动性的关系以及对其低温流动性还缺乏比较深入的研究,因此研究生物柴油的组成与其低温流动性的关系及其低温降凝机理对于解决该问题具有非常重要的理论意义,且是一个较新的课题,对于开发新型的适合生物柴油的流动改进剂有着极为重要的指导意义;2尽管传统的柴油流动改进剂并不能完全解决生物柴油的低温流动性问题,但是还是取得了一定的效果,因此借签传统的柴油流动改进剂开发思路,通过不同流动改进剂的复配筛选适合生物柴油的流动改进剂,研究其低温下流动改进剂与生物柴油的相互作用机理,对于进一步开发新型的适合生物柴油的流动改进剂也是一个非常有价值的研究方向。
生物柴油酯基结构优化及其对低温性能研究
生物柴油酯基结构优化及其对低温性能研究Wang Wenchao;Li Fashe;Li Ying;Wang Youhao【摘要】在自行设计的反应装置中,以自制吡啶硫酸氢盐离子液体为催化剂,采用酯交换法制得了硬脂酸类脂的8种酯.通过条件优化分析,找出了硬脂酸甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、戊酯、异戊酯的最佳反应条件,转化率均在97％以上;对8种酯进行了IR分析,制备的8种酯主要官能团和化学键均与标准符合;最后对5种直链酯和3种支链酯进行了低温性能测验,结果表明,直链酯、支链酯碳链长度越长,低温性能越好;同一碳链长度下,支链酯比直链酯的低温性能要好.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2019(034)006【总页数】6页(P75-80)【关键词】催化制备;直链酯;支链酯;IR表征;低温性能【作者】Wang Wenchao;Li Fashe;Li Ying;Wang Youhao【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】TQ645;TQ646生物柴油是一种清洁、无污染、可再生能源，在能源危机与环境污染问题日益严峻的今天，越来越引起人们的重视，具有非常大的发展潜力[1-5]。
生物柴油具有原料来源广、闪点温度高、润滑性能好、可生物降解、污染物和致癌物排放低等诸多优点[6-10]。
由于生物柴油组成中长链饱和脂肪酸甲酯含量高，低温流动性较差，生物柴油易结晶，大大限制了生物柴油在低温时的使用[11]。
目前，不少国内外学者对改善生物柴油低温流动性做出研究。
科莱恩研发出最新柴油脱蜡催化剂HYDEX E,通过对长链正构烷烃的选择性加氢裂化而来改善柴油等中间馏分油的低温流动性，降凝效果好却成本较高[12];袁梦鸿[13]向生物柴油内添加不同比例的醇或者柴油，通过优化混合燃料改进生物柴油的低温流动性，添加柴油的混合燃料燃烧时会产生污染物；Alok等[14]分别向生物柴油内添加石化柴油和氧化镁(MgO)纳米颗粒，结果表明添加了氧化镁(MgO)纳米颗粒后的低温流动性更好，但添加氧化镁(MgO)纳米颗粒后是否会影响雾化燃烧还有待研究；Perez等[15]将生物柴油进行冬化处理，其生物柴油的凝点和冷滤点的温度大大降低,低温流动性也有了明显的改善，但在冬化过程中会使生物柴油的质量产生损失。
生物柴油组成及组分结构对其关键品质的影响分析
调查研究160产 城生物柴油组成及组分结构对其关键品质的影响分析叶六允摘要：生物柴油与传统的石化柴油燃料相比，具有低污染性、可再生性等特点，因此在当前全球环保形势日益严峻的情况下，生物柴油产业越来越受到人们的关注和认可。
本文分析生物柴油的组成成分以及结构，并对影响其关键品质的因素进行探讨，仅供参考。
关键词：生物柴油；组分结构；关键品质；影响因素就目前来看，我国对能源的需求逐渐增加，但由于过度的开采和浪费，导致我国资源的大量减少，并且在使用的过程中，废气的排放严重影响我国经济和社会的健康发展。
生物柴油的使用在提供大量的可再生能源的同时，进一步保护了环境。
在新时代，生物柴油的制备方法应该结合先进的技术加以提升，进而满足现阶段我国社会发展和人民群众生活的需要。
并且，针对其生物柴油的应用现状进行简要的分析，制定科学合理的使用方案，可保证生物柴油更加广泛的使用和发展。
1 生物柴油简介1.1 生物柴油概述生物柴油指的是利用油料植物、动物油脂、餐饮垃圾油等作为原料，并通过酯交换反应制成能够替代石化柴油的一种柴油燃料。
生物柴油是生物质能的一种，其为复杂的有机混合物，涉及醚、酯、醛、酮、酚、有机酸、醇等类物质。
近些年，生物柴油的在全球的使用越来越广泛，其不仅缓解了由于经济的发展而导致的能源不足的问题，还促进了能源的重复使用，不仅节省大量的资金，还促进我国经济发展方式的改变，坚持保护资源和节约能源的基本国策。
在使用的过程中，通过燃烧而将热能转化成动能，很少甚至没有有害气体的产生，保护了人民群众生活的环境和生命健康。
1.2 生物柴油组成成分生物柴油的组分中，脂肪酸甲酯对于燃料性质有着决定性的作用，影响脂肪酸甲酯分子的物理性质和燃料性质的主要结构特征是链长度、不饱和度和链的分支数，即脂肪酸甲酯的性质由脂肪酸和包含脂肪酯的醇部分的结构决定。
2 影响生物柴油关键品质的影响因素2.1 原料油质量与预处理工艺的影响生物柴油的品质与原料油质量息息相关，原料油经过适当的预处理措施之后才能开展酯交换反应，一般来讲，预处理工艺涉及到不溶性杂质的分离、脱胶、脱酸以及脱水等。
生物柴油的低温流动性及其降凝剂
生物柴油的低温流动性及其降凝剂摘要：生物柴油是典型的“绿色可再生能源”。
然而生物柴油的凝点一般在O℃时，其低温结晶和凝胶化限制了生物柴油在低温时的应用。
生物柴油低温流动性能主要与生物柴油中的饱和脂肪酸甲酯的含量和分布有关，还与脂肪酸酯的支链程度有关。
综述了改善生物柴油低温流动性的方法，降凝剂的作用机理及生物柴油降凝荆的研究、应用及发展前景。
关键词：生物柴油；降凝剂；冷凝点；降凝机理随着对能源需求量的日益增加和环保法规的日益严格，在众多的柴油机代用燃料中，生物柴油以其低排放，可直接应用于现有柴油机，无需对其进行结构改造而备受各国青睐。
我国政府对生物燃料非常重视，并制定了多项政策以促进其发展。
在国民经济和社会发展“十五纲要”中提出了要发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展的方向。
所谓生物柴油就是以动植物油脂为原料，经化学反应变成可供柴油内燃机使用的一种燃料网。
生物柴油是典型的“绿色可再生能源”。
然而生物柴油的凝点一般在O℃时，其低温结晶和凝胶化限制了生物柴油在低温时的应用，因此改善生物柴油的低温流动性能尤为重要。
一一、生物柴油的物化性质以常用的7种食用植物油为原料，采用碱催化酯交换法制成的纯植物油生物柴油为例，其各种生物柴油中脂肪酸甲酯的分布[91和凝点、冷滤点、倾点和粘度值如表1，表2。
表1 7种植物油生物柴油中脂肪酸甲酯的相对含量从表l中可以看出不同生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：菜籽油生物柴油>葵花籽油生物柴油>芝麻油生物柴油>玉米油生物柴油>大豆油生物柴油>花生油生物柴油>棉籽油生物柴油。
生物柴油中饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：棉籽油生物柴油>花生油生物柴油>大豆油生物柴油>玉米油生物柴油>芝麻油生物柴油>葵花籽油生物柴油>菜籽油生物柴油，与生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量的顺序正好相反。
生物柴油调合对其低温流动性能的改善
生物柴油调合对其低温流动性能的改善吕涯;李骏;欧阳福生【摘要】为了了解生物柴油中脂肪酸甲酯组成对其低温流动性能的影响,探索改善其流动性能的方法,以大豆油、花生油和牛油为原料合成了大豆油甲酯、花生油甲酯和牛油甲酯,测定了它们的脂肪酸甲酯组成和低温流动性能.结果表明,长碳链饱和脂肪酸甲酯的含量是影响生物柴油低温流动性能的主要因素.通过对混合生物柴油流动性能的测定,发现可以通过不同来源生物柴油的调合改善其流动性能.对于一些高倾点生物柴油,通过油品调合改善低温流动性能的效果比添加石化柴油降凝剂的效果明显.此外,通过偏振光显微镜观察生物柴油的结晶形态,分析了脂肪酸甲酯的结晶机理.%In order to know the influence of the composition of fatty acid methyl ester (FAME) on the lowtemperature fluidity of biodiesel, and to find the way to improve it, the soybean oil methyl ester, peanut oil methyl ester and tallow oil methyl ester were synthesized from soybean oil, peanut oil and tallow oil.Their FAME composition and low-temperature fluidity have been determined.The results show that saturated long chain FAMEs are the main reason to influence the fluidity of biodiesel.The fluidity of biodiesel blends suggests that mixing FAMEs from different sources would decrease its pour point (PP) and cold filter plugging point (CFPP).The improvement of fluidity by blending is greater than that of adding fluidity improver into high-PP biodiesels.Furthermore, the mechanism of crystallization of FAME was analyzed by observation from polarized light microscope.【期刊名称】《燃料化学学报》【年(卷),期】2011(039)003【总页数】5页(P189-193)【关键词】生物柴油;脂肪酸甲酯;低温流动性能;流动性能改进剂【作者】吕涯;李骏;欧阳福生【作者单位】华东理工大学,石油加工研究所,上海,200237;华东理工大学,石油加工研究所,上海,200237;华东理工大学,石油加工研究所,上海,200237【正文语种】中文【中图分类】TQ64主要成分是脂肪酸甲酯(FAME)的生物柴油，作为柴油机的燃料有十六烷值高、污染物排放较低等优点。
脂肪酸甲酯低温结晶特性
脂肪酸甲酯低温结晶特性本文以菜籽油、棕榈油为原料，通过碱催化酯交换法制取相应生物柴油，并对其组成进行分析；然后分别向棕榈油生物柴油和菜籽油生物柴油中加入不同量的棕榈酸甲酯和油酸甲酯，分析这两种甲酯对其低温流动性能影响。
结果发现棕榈酸甲酯含量与低温流动性能有较好的线性关系；油酸甲酯与低温流动性能无明显的线性关系。
棕榈酸甲酯对低温流动性能的影响大于油酸甲酯。
研究三种石化柴油与生物柴油混合后的低温流动性能，结果发现：加入10‰30％棕榈油生物柴油后三种石化柴油的低温流动性得到改善：纯脂肪酸甲酯加入到石化柴油后，对三种石化柴油产生了不同影响。
油酸甲酯和棕榈酸甲酯按一定比例配成模型生物柴油，模型生物柴油与石化柴油混合后的低温流动性趋势，与纯生物柴油与石化柴油混合后相似，说明这两个甲酯是柴油倾点降低的主要因素。
实验还研究了在生物柴油对石化柴油改善低温性能最大的比例下，油酸甲酯和棕榈酸甲酯两者比例对石化柴油的影响。
另外，通过偏光显微镜得到晶体照片，观察低温下生物柴油的结晶行为。
最后还考察了PMAO剂和EVA剂对脂肪酸甲酯、生物柴油、石化柴油及生物柴油与石化柴油混合的降凝效果。
第１章前言为了解决石油资源紧缺、温室效应和环境污染日益严重以及资源的战略储备问题，目前世界各国都在积极开发推广应用副作用小、污染少的绿色能源，其中生物柴油作为一种可替代能源受到广泛关注。
生物柴油在我国能源安全、生态环境治理、农业发展上起着十分重大的作用。
发展生物柴油这一产业，既可以促进中国农村的发展，又能推动社会经济的增长。
各国政府采取各项措施鼓励发展生物柴油。
然而生物柴油成本高是制约其产业化的主要问题。
据资料统计，原料成本占生物柴油成本的75％。
因此寻求充足而廉价的原料供应及提高转化率，从而降低生产成本是生物柴油能否实用化的关键所在。
而实现生物质液体燃料油产业化，同样需要丰富的可再生生物质原料来供应。
中国政府非常重视生物柴油产业的发展，科技部多次组织相关部门联合启动多项研究项目。
生物柴油的组成对低温流动性的影响
生物柴油的组成对低温流动性的影响何抗抗;杨超;蔺华林;韩生【摘要】The chemical composition is an important factor which affects cold flow properties of position and content of six biodiesel was analyzed by GC-MS and indexes of cold flow properties,such as cloud points,pour points,and cold filter plugging points (CFPP) were determined by multifunction tester at low temperature.The relationship of content of fatty acid esters and CFPP for biodiesel was investigated by control variable method.The results prove that long-straight chain saturated fatty acid methyl esters (FAME) tend to have relatively poor cold flow properties,high unsaturated FAME tend to have relatively good cold flow properties,and compared with saturated FAME,the influence of unsaturated FAME was negligible on cold flow properties of biodiesel.%生物柴油的化学组成是影响其低温流动性的重要因素.通过用气质联用仪和多功能低温试验器分别测定常见的6种生物的组成分布和浊点、倾点、冷滤点等低温流动性指标,用控制变量法研究生物柴油的组成和冷滤点的关系.结果表明,生物柴油中饱和脂肪酸甲酯的含量越高,饱和脂肪酸甲酯的脂肪酸碳链越长,生物柴油的低温流动性越差;不饱和脂肪酸甲酯的含量越高,脂肪酸甲酯的不饱和度越大,生物柴油的低温流动性越好;与饱和脂肪酸甲酯相比,不饱和脂肪酸甲酯对生物柴油低温流动性的影响可以忽略.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2017(046)006【总页数】4页(P1062-1064,1070)【关键词】生物柴油;冷滤点;低温流动性【作者】何抗抗;杨超;蔺华林;韩生【作者单位】上海应用技术大学化学与环境工程学院,上海 201418;上海应用技术大学化学与环境工程学院,上海 201418;上海应用技术大学化学与环境工程学院,上海 201418;上海应用技术大学化学与环境工程学院,上海 201418【正文语种】中文【中图分类】TQ517.2;TQ645生物柴油，也叫生化柴油，生质柴油，是一种典型的可再生燃料，而且对环境不会造成污染，研究将其替代化石燃料，对人类文明的进步以及社会的发展都具有极为重要的意义[1-3]。
标准的生物柴油质量指标介绍
标准的生物柴油质量指标介绍关于标准的生物柴油质量指标介绍生物柴油标准篇一：生物柴油质量指标1983年美国科学家GrahamQuick将亚麻棉籽油的甲酯用于发动机，并将可再生的油脂原料经过酯交换反应得到的脂肪酸单酯定义为生物柴油(biodiese1)，从此以后，生物柴油得到了大力发展，在替代能源上占有重要地位。
1生物柴油的标准生物柴油的生产应该有标准作指导来保证其品质，同时标准化也是市场准入的一个重要条件，生物柴油的发展刺激着生物柴油标准的建立。
1992年奥地利制定了世界上第一个以菜籽油甲酯为基准的生物柴油标准。
很快德国、法国、捷克和美国也分别建立了各自的生物柴油标准。
生物柴油可以由不同的植物油制成，这些植物油种类不同，产地气候各异，甘三酯组成有较大差别，因而各国的标准存在着些差异。
除去经济、健康和环境方面的好处外，标准的建立增强了生物柴油使用者、发动机生产商和其他团体的信心，成为其商业化应用的一个里程碑。
2生物柴油标准的解读和质量控制生物柴油的质量指标可以分成二类，第一类密度、粘度、闪点、残碳量、灰分和十六烷值等，石化柴油也有这些指标；另一类如甲醇含量、甘油酯、游离脂肪酸和含磷量等衡量生物柴油的杂质成分，与原料和工艺过程有关，石化柴油没有这些成分。
质量指标还可以按影响因素分类，一类主要受原料的影响如密度、十六烷值、含硫量和冷滤点，另一类则与生产方法和提纯步骤有关，如闪点受甲醇影响，粘度则与甘油酯含量有很大关系。
2．1密度2号柴油的密度约为0．85，生物柴油的密度比柴油高2％-7％，在0．86和0．90之间，大多在0．88左右。
2．2粘度为了保证燃油具有较好的雾化性能，应尽量降低生物柴油的粘度，以避免压力过大。
植物油的粘度是石化柴油的十倍以上，高粘度是其雾化不佳，产生喷口炼焦和沉积的主要原因。
制成生物柴油后，粘度大大降低J。
残留甘油和甘油酯会大大增加生物柴油的粘度。
因而在标准中对甘油和甘油酯含量作了严格限制。
生物柴油降凝剂的研究进展_施佳佳
生物柴油降凝剂的研究进展施佳佳1, 吕 涯(华东理工大学石油加工研究所,上海200237)摘 要:生物柴油是绿色可再生能源,许多国家开始研究和使用生物柴油替代石化柴油。
然而生物柴油低温流动性差,限制了其发展。
从柴油降凝剂、生物柴油低温流动改进剂这两方面改善生物柴油低温流动性进行综述,并着重介绍作为生物柴油潜在添加剂的研究进展,最后对开发专门针对生物柴油降凝剂进行展望。
关键词:生物柴油;低温流动性;降凝剂中图分类号:TQ 225.24 文献标志码:A 文章编号:0367-6358(2009)03-0182-03Progress of Study on Pour Point Depressant of BiodieselSH I Jia -jia , LU Ya(Research C enter o f Petroleum Processing ,Eas t China University o f S cience and Tech no logy ,Sh angha i200237,Ch ina )A bstract :Biodiesel is a g reen renew able energy reso urce ,many countries are developing and using it instead of petroleum diesel .Although the poor low -tem perature fluidity limits its development .This paper summa rized the strategies to improve lo w -tem perature fluidity through adding pour point depressants and low temperature flow improve rs ,and put emphasis on the prog ress of the research o f potential additives .Finally ,we made a pro spect on biodiesel additives themselves .Key words :biodiesel ;low -tempe rature fluidity ;flow im pro ver收稿日期:2008-10-18;修回日期:2009-01-04作者简介:施佳佳(1985～),女,硕士生,研究方向为石油加工。
脂肪酸甲酯燃料应用及缺点
脂肪酸甲酯燃料应用及缺点脂肪酸甲酯燃料，也称作生物柴油或者生物液体燃料，是一种由动植物油脂经过酯化反应而制成的可替代传统石油燃料的可再生能源。
脂肪酸甲酯燃料在近几十年来的应用中，受到了广泛关注和研究。
它的应用领域涉及道路运输、机动车、航空、农业机械、发电等多个领域。
然而，脂肪酸甲酯燃料也存在一些缺点和限制，下面将对其应用及缺点进行探讨。
首先，脂肪酸甲酯燃料具有广泛的应用领域。
与传统的石油燃料相比，脂肪酸甲酯燃料在环境友好、可再生、低碳排放等方面表现出明显的优势。
脂肪酸甲酯燃料可以很好地适用于柴油发动机，并且在实际使用过程中与传统柴油相比，几乎没有明显的性能下降。
此外，脂肪酸甲酯燃料还可以与传统的石油燃料进行混合使用，以减少对石油资源的依赖，同时降低排放物的含量。
其次，脂肪酸甲酯燃料的应用还有其独特的特点。
由于其可再生性和环境友好性，脂肪酸甲酯燃料可以在一定程度上减少温室气体的排放，有助于减缓全球变暖的趋势。
此外，脂肪酸甲酯燃料还有较好的润滑性能和清洁燃烧特性，能够降低发动机的磨损程度，延长发动机使用寿命，并减少氮氧化物和颗粒物的排放。
然而，脂肪酸甲酯燃料也存在一些缺点和限制。
首先，由于脂肪酸甲酯的生产需要大量的原油，因此其生产成本较高，并且受到原油价格的波动影响较大。
其次，脂肪酸甲酯燃料的能量密度相对于传统的石油燃料较低，意味着需要更大的存储空间来存储相同能量的燃料。
再者，使用纯度较低的脂肪酸甲酯燃料有时会导致发动机的堵塞和可靠性问题，需要进行额外的处理和适应性改造。
此外，脂肪酸甲酯燃料在低温环境下的流动性较差，容易结成固态物质，不适用于寒冷地区的应用。
总结起来，脂肪酸甲酯燃料作为一种可再生能源，在能源替代以及环境保护方面都具有广泛的应用前景。
然而，由于其生产成本较高、能量密度较低、低温适应性差等缺点和限制，目前其在商业化应用中还面临一些挑战和困难。
随着技术的进一步发展和成本的降低，相信脂肪酸甲酯燃料在未来将会得到更广泛的应用和推广。
脂肪酸甲酯生物柴油改善低硫柴油的润滑性能
Ｍ ｅｉ Ｄｅｑｉｎｇ，Ｌｕｏ Ｙａｎｑｉａｎｇ，Ｓｈｅｎ Ｘｕｅｆｅｎｇ，Ｌｕ Ｄａｙｏｎｇ，Ｙｕａ ｎ Ｙｉｎｎａ ｎ ．Ｌｕｂｒ ｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｆａｔｔｙ ａｃｉｄ ｍｅｔｈｙｌ ｅｓｔｅｒｓ ａｓ
梅德清 ，罗演强 ，沈学峰 ，陆大勇 ，袁银男 ２
（１．江苏大学汽车与交通工程 学院，镇江 ２１２０１３： ２．苏州大学能源 学院，苏州 ２１５００６）
摘 要 ：生物柴 油可作为改善低硫柴油润滑 性能的天然添加剂 。该文将豆蔻 酸 甲酯 （Ｃｔ４：０）、棕榈 酸甲酯 （Ｃ１６：０）、硬
脂酸 甲酯 （Ｃ１８：０）、油酸 甲酯 （Ｃ１８：１）、亚油酸 甲酯 （Ｃ１８：２）、亚麻酸 甲酯 （Ｃ１８：３）、蓖麻醇酸 甲酯 （Ｃ１８：１ ＯＨ）及 蓖
麻油 甲酯和餐饮废油 甲酯按照 ０．５％、１．０％、１．５％和 ３．０％的体积分数添加到低硫柴油 中，在 高频往复试验机 （ｈｉ曲．￣ｅｑｕｅｎｃｙ
ｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇ ｒｉｇ，ＨＦＲＲ）上进 行润 滑性 能测 试，探究脂肪酸 甲酯的碳链长度 、不饱和度及 含羟 基等结构特 征对润滑性 能
的影响 。结果表 明，长碳 链脂 肪酸 甲酯一般 比短链润滑效 果好 ；碳 链长 度为十八的脂肪酸酯 中，不饱和程度 即碳碳双键
数 目越高则润滑性能越好 ；而在相 同碳链长度和不饱和度条件下 ，含羟基 的蓖麻醇酸 甲酯的润滑改善效果优于油酸 甲酯。
由多种脂肪酸酯 构成 的混合物生物柴油 的润滑性 能要优于某单 一的纯脂肪酸 甲酯 。在低硫柴油 中，当某饱和脂肪酸 甲酯
脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的研究
脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的研究随着环保意识的不断加强，人们对于燃料的要求也愈发苛刻。
为了达到更环保、更可持续的目标，生物柴油作为一种环保燃料慢慢被人们所接受。
而脂肪酸甲酯水解制备生物柴油则成为了其中的一种重要生产方式。
一、生物柴油的简介生物柴油是指通过各种含有脂肪酸甲酯的动植物油和矿物油混合制成的一种可再生资源燃料。
它具有原料来源广泛、可再生迅捷、低排放、环保、成本低廉等优势，备受人们关注和推崇。
二、脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的基本原理脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的基本原理就是将脂肪酸甲酯通过加水和催化剂反应水解产生甲醇和脂肪酸。
然后将产生的甲醇加入有机物(如动植物油和矿物油)中，再经过脱水、去杂质等工艺处理后即可得到纯净的生物柴油。
三、脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的制备过程与优缺点1. 制备过程脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的制备过程主要包括以下几个步骤：(1) 选择适当的催化剂进行反应。
目前常用的催化剂有碱式催化剂和酸式催化剂。
其中，碱式催化剂具有催化效果好，反应速度快，但易与水反应生成碱式酯，需要添加多余的甲醇消耗水。
而酸式催化剂则反应速率慢，生成物纯度低，但其耗甲量小，生成物纯度高，更加节约。
(2) 预处理原料桶，保证原料纯度。
由于脂肪酸甲酯严重影响反应速度、选择性和生成物质量，因此有必要对原料进行预处理和提纯。
(3) 加水反应。
在本步骤中，必须保证水的数量恰到好处。
此外，加水反应也需要进行一定时间的反应，约1-3h。
(4) 脱水处理。
加水反应的热力学平衡限制了烷基脂肪酸酯水解度或酯交换度的进一步提高挥发分的酯分和水分混合的蒸汽。
(5) 去杂质处理。
将生物柴油中的一些杂质，如酸、色素、胍和铁等去除，以提高质量。
2. 优缺点脂肪酸甲酯水解制备生物柴油的制备流程相对比较复杂，需要多个步骤才能制得出柴油。
但是，相较于其他的生产方法，它具有以下几大优势：(1) 技术成熟。
脂肪酸甲酯是一种分离纯净的有机物，常用于生产生物柴油。
脂肪酸甲酯在采油中的应用
脂肪酸甲酯在采油中的应用
脂肪酸甲酯在采油中有多种应用。
首先，它可以用作油田驱油剂。
脂肪酸甲酯可以与地层中的油脂相溶，降低油的粘度，从而提高油的流动性，促进油的开采。
其次，脂肪酸甲酯还可以用作泡沫驱油剂。
在采油过程中，通过向井下注入脂肪酸甲酯泡沫，可以减小地层渗透压，增加采油效率。
此外，脂肪酸甲酯还可以用作钻井润滑剂和防腐剂，保护钻头和钻具不受腐蚀。
另外，脂肪酸甲酯还可以作为燃料添加剂，用于提高柴油的燃烧效率和降低排放。
总的来说，脂肪酸甲酯在采油中具有降低油的粘度、增加采油效率、保护钻具和改善燃料性能等多种应用。
这些应用使得脂肪酸甲酯成为了采油工业中不可或缺的重要化学品。
脂肪酸甲酯乙氧基物缺点
脂肪酸甲酯乙氧基物缺点尽管脂肪酸甲酯乙氧基化物（FMEE）在表面活性剂领域具有许多优点，但它们也存在一些缺点。
以下是一些常见的脂肪酸甲酯乙氧基化物的缺点：1.生物降解性：相较于其他非离子表面活性剂，脂肪酸甲酯乙氧基化物的生物降解性较差。
在环境中有时会导致污染积累，对水生生物和土壤生态造成影响。
2.毒性：脂肪酸甲酯乙氧基化物在一定程度上具有毒性，长时间接触或过量使用可能对人体和环境产生不良影响。
在使用过程中，应严格遵守相关安全规定，确保合理用量和操作安全。
3.稳定性：脂肪酸甲酯乙氧基化物的稳定性受温度影响较大。
在低温条件下（低于60℃），其性能可能会发生变化，如流动性降低、出现浑浊等。
这限制了其在低温环境下的应用。
4.成本：脂肪酸甲酯乙氧基化物的生产成本相对较高，这主要是因为其制备过程较为复杂，需要多步反应。
此外，原材料价格波动也可能影响其成本。
5.储存条件：脂肪酸甲酯乙氧基化物对储存条件要求较高，需避免高温、高湿和强光环境。
不当的储存条件可能导致产品性能下降、出现沉淀等现象。
6.操作注意事项：在使用脂肪酸甲酯乙氧基化物时，操作人员需注意防护，避免直接接触皮肤和眼睛。
如不慎接触，应立即用大量清水冲洗，并寻求医疗救治。
7.法规限制：部分国家和地区对脂肪酸甲酯乙氧基化物的使用有严格的法规限制，如欧盟对APEO类表面活性剂的使用有严格限制。
在我国，相关法规也在不断完善，今后可能会对脂肪酸甲酯乙氧基化物的使用产生影响。
总之，脂肪酸甲酯乙氧基化物在性能上具有诸多优点，但同时也存在一定的缺点。
因此，在实际应用中，需根据具体需求权衡利弊，合理选用。
同时，不断研究和开发新型表面活性剂，以满足日益严格的环保和安全要求。
棕榈油生物柴油低温流动性的改进及其对氧化稳定性的影响
棕榈油生物柴油低温流动性的改进及其对氧化稳定性的影响陈五花;王业飞;丁名臣;史胜龙;杨震【摘要】The cold flow property and oxidation stability of palm oil biodiesel (PME) were investigated and the results indicated that PME exhibits favorable oxidation stability and poor cold flowproperty.Therefore,different methods (blended with-10# diesel,methyl oleate and rapeseed oil biodieselwith different volume ratio) were used to improve the cold flow property of PME.The impacts of improved methods on the cold flow property and oxidation stability of PME were investigated by Rheometer and Rancimat method,respectively.Experimental results suggested that the gelation point of PME is decreased but the oxidation stability become worse when PME blended with methyl oleate.When the volume fraction of PME is between 5％～20％,the gelation point of PME and-10# diesel blend is lower than-10 ℃ and the induction period is larger than 20 h.When the volume fraction of PME is lower than 40％,the gelation point of PME and RME blend is lower than 0 ℃ and the indu ction period is larger than 6 h.%文章对棕榈油生物柴油的低温流动性和氧化稳定性进行了分析,发现棕榈油生物柴油具有较好的氧化稳定性,但是低温流动性较差.通过不同的方法(与-10#柴油、油酸甲酯、菜籽油生物柴油按照不同体积比混合)对棕榈油生物柴油的低温流动性进行了改进,并利用流变仪和Rancimat法分析了改进方法对棕榈油生物柴油低温流动性及氧化稳定性的影响.研究结果表明:与油酸甲酯混合可以降低棕榈油生物柴油的胶凝点,但其氧化稳定性随之变差;当棕榈油生物柴油的体积含量为5％～20％时,与-10#柴油的混合使得油样的胶凝点低于-10℃,氧化诱导期大于20 h;当棕榈油生物柴油的体积含量低于40％时,与菜籽油生物柴油的混合使得油样的胶凝点低于0℃,氧化诱导期大于6h.【期刊名称】《可再生能源》【年(卷),期】2017(035)005【总页数】6页(P639-644)【关键词】棕榈油生物柴油;低温流动性;氧化稳定性;调合【作者】陈五花;王业飞;丁名臣;史胜龙;杨震【作者单位】中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580;中国石油大学(华东)石油工程学院,山东青岛266580【正文语种】中文【中图分类】TK6;S216.2生物柴油是由动植物油脂或废弃油与低碳数的醇经过酯交换反应得到的脂肪酸酯类的混合物[1]。
EVA类降凝剂对生物柴油低温流动性的作用机理
EVA类降凝剂对生物柴油低温流动性的作用机理李炎龙;王大鸷;韩生;谭凤芝;张绍印【摘要】通过预筛选试验确定了乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)类降凝剂对生物柴油低温流动性的改善作用.采用差热分析(DSC)、低温X光衍射仪(XRD)、偏光显微镜等表征方法研究了EVA类降凝剂对生物柴油的降凝机理.实验结果表明,降凝剂加入生物柴油后没有减少蜡晶的析出量,而是通过与脂肪酸甲酯之间的共晶作用,改变了蜡晶的生长习性和聚集方式.蜡晶的外观呈现类球状,表现出优异的分散性,蜡晶之间不易交联,进而降低了生物柴油的冷滤点和冷凝点.%The effect of ethylene-vinyl acetate (EVA) pour point depressant was determined on biodiesel by pre-screening. DSC, low temperature XRD and polarizing optical microscope were used to study the mechanism of ethylene-vinyl acetate pour point depressant (PPD) on soybean biodiesel. The results show that: PPD does not reduce the amount of wax crystals in biodiesel. Eutectic effect occurs between PPD and fatty acid methyl ester. PPD changes the growth habits and gathering way of the wax crystals. The wax crystals appear almost spherical, disperse better, not easy to crosslink between wax crystals and reduce the cold filter plugging point (CFPP) and solidification point (SP) of biodiesel.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2011(030)005【总页数】4页(P365-368)【关键词】生物柴油;乙烯-醋酸乙烯酯;降凝剂;冷滤点;冷凝点【作者】李炎龙;王大鸷;韩生;谭凤芝;张绍印【作者单位】大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连116034;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连116034;上海应用技术学院化学工程系,上海 200235;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连116034;大连工业大学化工与材料学院,辽宁大连116034【正文语种】中文【中图分类】TQ646.10 引言生物柴油是一种清洁可再生能源,其中不含硫、芳香烃等有毒有害物质,燃烧后可有效地减少机动车尾气中CO、SOx以及总颗粒物质的排放量,在当今石油能源紧缺的形势下,作为矿物柴油的替代品具有重要意义,已受到世界各国的广泛关注[1-3]。
生物柴油_脂肪酸甲酯_化工利用技术进展
作者简介:姚志龙,1971年生,研究员,博士;现为北京石油化工学院恩泽生物质精细化工实验室副主任,主要从事生物质化工利用技术和石油化工技术研发工作;已发表论文20余篇,申请发明专利20多件。
地址:(102617)北京市大兴清源北路19号北京石油化工学院恩泽生物质实验室。
电话:(010)81292343。
E 2mail :yaozl @生物柴油(脂肪酸甲酯)化工利用技术进展姚志龙1 闵恩泽2(中国科学院院士、中国工程院院士)1.北京石油化工学院 2.中国石化石油化工科学研究院 姚志龙等.生物柴油(脂肪酸甲酯)化工利用技术进展.天然气工业,2010,30(1):1272132. 摘 要 在生产生物柴油的同时,利用部分脂肪酸甲酯和联产甘油来生产高附加值化工产品,可大幅度提高生物柴油产业的利润,促进生物柴油产业健康发展。
从脂肪酸甲酯的直接、间接利用两方面,重点介绍了以脂肪酸甲酯为原料采用精制加工和化学加工生产润滑剂、工业溶剂、表面活性剂、脂肪醇、脂肪酸甲酯磺酸盐等化工产品技术的进展。
研究认为:利用脂肪酸甲酯合成大宗化工产品和精细化学品将越来越显示出其强劲的发展潜力,也适合我国国情,顺应世界化工行业发展的趋势。
但利用脂肪酸甲酯和甘油来生产何种大宗化工产品,应从3个因素来考虑:①与石油原料对比,生物质原料价格越低越好;②利用生物质原料生产大宗化工产品的工艺比利用石油生产更具有优势,即工艺流程短、投资少、成本低、对环境更友好;③化工产品市场价格高,容易进入销售渠道。
关键词 生物柴油 脂肪酸甲酯 化工利用 润滑剂 工业溶剂 表面活性剂 脂肪醇 脂肪酸甲酯磺酸盐 DOI :10.3787/j.issn.100020976.2010.01.036 生物柴油是以动植物油脂、餐饮业废油或工程微藻等为原料制成的高级脂肪酸甲酯,具有可再生、可生物降解、安全、污染少等优点,是一种环保的绿色能源,得到了世界各国的重视[123]。
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doi:10.3969/j .issn .1671-7775.2010.01.007脂肪酸甲酯结构对生物柴油低温流动性的影响陈 秀1,袁银男1,王利平2,来永斌3(1.江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013;2.江南大学食品科学与安全教育部重点实验室,江苏无锡214122;3.江苏大学能源与动力工程学院,江苏镇江212013)摘要:从分子结构出发,根据结晶理论,应用气质联用仪和低温性能测试仪研究生物柴油的组成对低温流动性的影响,为改善生物柴油的低温流动性提供理论指导,并提出生物柴油是伪二元混合物(高熔点的饱和脂肪酸甲酯和低熔点的不饱和脂肪酸甲酯)的观点.研究结果表明,生物柴油主要由豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、花生酸甲酯、山嵛酸甲酯、木焦油酸甲酯、棕榈油酸甲酯、油酸甲酯、二十碳烯酸甲酯、芥酸甲酯、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯等组成.生物柴油的低温流动性主要取决于饱和脂肪酸甲酯,饱和脂肪酸甲酯尤其是长碳链质量分数越高,低温流动性越差.高品位的生物柴油应尽量少含多不饱和脂肪酸甲酯和饱和脂肪酸甲酯,尤其是三不饱和脂肪酸甲酯和烷基碳链在20个碳以上的饱和脂肪酸甲酯.关键词:生物柴油;低温流动性;气质联用仪;脂肪酸甲酯;结晶中图分类号:TK6 文献标志码:A 文章编号:1671-7775(2010)01-0031-04I mpact of fatty ac i d methyl ester upon cold flow properti es for bi odi eselChen X iu 1,Yuan Yinnan 1,W ang L iping 2,L ai Yongbin3(1.School of Aut omobile and Traffic Engineering,J iangsu University,Zhenjiang,J iangsu 212013,China; 2.Key Laborat ory of Food Sci 2ence and Safety,M inistry of Educati on,Jiangnan University,W uxi,J iangsu 214122,China; 3.School of Energy and Power Engineering,J iangsu University,Zhenjiang,J iangsu 212013,China )Abstract:I m pact of compositi on upon the cold fl ow p r operties f or bi odiesel was investigated with gas chr omat ography 2mass and cold filter p lugging point tester based on the theories of molecular structure and crystal gr owth .B i odiesel may be considered a p seudobinary m ixture consisting of components,with high 2melting 2point saturated fatty acid methyl esters and with l ow 2melting 2point unsaturated ones .The results show that bi odiesel is mainly composed of saturated fatty acid methyl esters (C 14:0～C 24:0)and unsaturat 2ed ones (C 16:1～C 22:1,C 18:2and C 18:3).The cold fl ow p r operties for bi odiesel are deter m ined mainly by saturated fatty acid methyl esters .Long 2straight 2chain saturated fatty acid methyl ester tends t o have rela 2tively poor cold fl ow p r operties .Contr olling saturated fatty acid methyl ester contents can i m p r ove cold fl ow p r operties of bi odiesel .Key words:bi odiesel;cold fl ow p r operties;GC -MS;fatty acid methyl esters;crystallizati on收稿日期:2008-12-08基金项目:国家自然科学基金资助项目(50376021)作者简介:陈 秀(1964—),女,安徽淮南人,副教授,博士研究生(chenxiuhn@ ),主要从事生物柴油的研究.袁银男(1959—),男,江苏常熟人,教授,博士生导师(yuanyn@ujs .edu .cn ),主要从事发动机代用燃料及排放控制的研究. 随着石油资源逐渐枯竭与环境恶化,生物柴油作为可再生的环保型新能源引起了世界各国的广泛关注.目前针对生物柴油的研究主要集中在制备和燃烧排放方面[1-4],对低温流动性研究较少[5-6].生物柴油的低温流动性一般较差,低温容易结晶,堵塞过滤器,导致不能从油箱泵送到发动机,造成无法启江苏大学学报(自然科学版)32 第31卷动.生物柴油是由多种脂肪酸甲酯(fatty acid methyl ester,简称F AME)组成的混合物,是一个非常复杂体系,结晶过程十分复杂,因此结合F AME的分子结构来研究低温流动性很有必要.1 试 验1.1 试验材料生物柴油为BD1(菜籽油生物柴油)、BD2(玉米油生物柴油)、BD3(大豆油生物柴油)、BD4(废弃油脂生物柴油)、BD5(棉籽油生物柴油)、BD6(棕榈油生物柴油)和BD7(花生油生物柴油),其中BD4为卡特产品,其他为本实验室制备.1.2 试验仪器利用美国Finnigan公司生产的Trace MS型气质联用仪(GC-MS)分析生物柴油的组成.分析条件为色谱柱:DB-WAX,30m×0.25mm×0.25μm;进样量:0.1μL;载气:He;程序升温:初始温度为160℃,保持0.5m in,升温速率1为6℃/m in,升到215℃;升温速率2为3℃/m in,升到230℃,保 持13m in.依据G B/T20828—2007,利用上海澎浦BLY-10A型低温性能测试仪测定生物柴油的冷滤点(cold filter p lugging point,简称CFPP).2 结果与讨论2.1 生物柴油的组成Trace MS型GC-MS分析生物柴油的色谱如图1,组成如表1所示.图1 生物柴油的色谱Fig.1 Gas chr omat ogra m of bi odiesel表1 生物柴油的组成Tab.1 B i od i esel co m positi on组成ω/%BD1BD2BD3BD4BD5BD6BD7羊脂酸甲酯(C10:0)0.05000.150.050.070.03月桂酸甲酯(C12:0)0.04000.280.240.310豆蔻酸甲酯(C14:0)0.330.060.19 1.72 1.28 1.440.06十五烷酸甲酯(C15:0)0.030.020.030.150.060.070.02棕榈酸甲酯(C16:0)9.3511.9611.0919.7324.0426.9510.87十七烷酸甲酯(C17:0)0.100.130.160.440.180.170.13硬脂酸甲酯(C18:0) 3.51 3.45 5.508.70 5.71 6.40 5.17花生酸甲酯(C20:0)0.790.910.600.490.690.72 2.55二十一烷酸甲酯(C21:0)0000000.04山嵛酸甲酯(C22:0)0.490.270.690.400.230.21 4.84二十三烷酸甲酯(C23:0)000.1600.050.050.07木焦油酸甲酯(C24:0)0.220.330.2200.170.14 2.47蜡酸甲酯(C26:0)0.26000000棕榈油酸甲酯(C16:1)0.440.290.26 3.140.510.420.16油酸甲酯(C18:1)40.3333.2028.5636.8038.8742.1338.87十九碳烯酸甲酯(C19:1)0.030.0300000.02二十碳烯酸甲酯(C20:1) 3.050.660.410.700.610.34 1.63芥酸甲酯(C22:1) 6.950.840.110.31 1.100.150.11鲨油酸甲酯(C24:1)0.42000000十六碳二烯酸甲酯(C16:2)0.060.02000.0200亚油酸甲酯(C18:2)25.2545.8442.9521.1823.3218.232.09二十碳二烯酸甲酯(C20:2)0.220.050.100.160.0300.04十六碳三烯酸甲酯(C16:3)0.10000000亚麻酸甲酯(C18:3)7.38 1.237.74 2.38 1.78 1.590.11 注:C m:n中m为脂肪酸基的碳原子个数;n为脂肪酸基的双键个数.第1期 陈 秀等:脂肪酸甲酯结构对生物柴油低温流动性的影响33 由表1可以看出,生物柴油主要由C,H,O 元素组成,主要为F AME (ω>96%).2.2 生物柴油的低温流动性G B /T 20828—2007中规定,我国柴油机燃料调和用生物柴油的低温流动性用CFPP 来衡量.CFPP 越低,生物柴油越难结晶,低温流动性越好.BD1,BD2,BD3,BD4,BD5,BD6和BD7的CFPP 分别为-7,-7,-5,3,6,8和13℃.可见不同原料制备的生物柴油,因组成不同,CFPP 差异较大.有的生物柴油CFPP 高达10℃,很容易结晶,低温流动性能差,严重制约生物柴油的使用.2.3 脂肪酸甲酯分子结构对低温流动性的影响2.3.1 脂肪酸甲酯分子结构对熔点的影响F AME 分子结构对熔点[7]的影响如表2所示.表2 FA M E 的熔点Tab .2 M elti n g po i n t of FAM EF AME 分子结构简式摩尔质量/(g/mol )熔点/℃C 14:0CH 3(CH 2)12COOCH 3242.4018.5C 16:0CH 3(CH 2)14COOCH 3270.4530.5C 18:0CH 3(CH 2)16COOCH 3298.5139.1C 20:0CH 3(CH 2)18COOCH 3326.5654.5C 22:0CH 3(CH 2)20COOCH 3354.6255.0C 24:0CH 3(CH 2)22COOCH 3382.6757.0C 18:1CH 3(CH 2)7(CH )2(CH 2)7COOCH 3296.49-20.0C 18:2CH 3(CH 2)7(CH )2CH 2(CH )2(CH 2)4COOCH 3294.48-35.0C 18:3CH 3(CH 2)7(CH )2CH 2(CH )2CH 2(CH )2CH 2COOCH 3292.46-55. 由表2可以看出,不同的脂肪酸甲酯分子结构不同,熔点差异较大.饱和脂肪酸甲酯(saturated fat 2ty acid methyl esters,简称SF AME )的熔点随着碳链长度的增加而增高,但增高的幅度逐渐减小,当碳链增加到一定的长度时,熔点增加趋于平缓;同时随着F AME 不饱和度(即双键的个数)的增加,熔点迅速降低.根据结晶理论,分子晶体是分子间通过分子间作用力结合而成的晶体.对同系物而言,分子结晶的难易程度取决于摩尔质量.摩尔质量越大,分子间作用力越大,越容易结晶,熔点越高.SF AME 分子从C 14:0到C 24:0,碳链上每增加2个碳原子,分子结构组成上增加2个CH 2,摩尔质量增加约28.05,熔点随着碳链长度的增加而增高;而随着碳链长度的增加,相对增加量减小,当碳链增加到一定的长度时,相对增加量较小,故熔点随着碳链长度增加而增加的幅度减小,当碳链增加到一定的长度时,熔点增高趋于平缓.对分子结构相似和摩尔质量相近的有机物而言,分子结晶的难易程度取决于分子的空间构型.由于分子间作用力具有无方向性和饱和性的特点,所以有机分子以密堆积的方式排列,分子的空间构型越有利于紧密堆积,越容易结晶,熔点越高.由图2可以看出,F AME 分子从C 18:0到C 18:3,随着F AME 中双键个数的增加,碳链弯曲程度增加,不利于紧密堆积,难结晶,所以熔点随着F AME 不饱和度的增加而迅速降低.图2 脂肪酸甲酯的分子结构Fig .2 F AME molecular structure2.3.2 FAME 分子结构对低温流动性的影响低温流动性取决于SF AME 的质量分数和分子结构.SF AME 对低温流动性的影响如图3所示.图3 饱和脂肪酸甲酯对生物柴油CFPP 的影响Fig .3 I nfluence of CFPP on SF AME f or bi odiesel江苏大学学报(自然科学版)34 第31卷由图3可以看出,CFPP随着SF AME质量分数的增加而增高.如BD1～BD3的ω(SF AME)<19%,CFPP≤-5℃;BD4～BD7的ω(SF AME)>26%,CFPP≥3℃.CFPP不仅与SF AME质量分数有关,还与SF AME的分子结构有关,SF AME对CF2PP的影响程度随着碳链长度的增加而增加,即SF AME(≥C20:0)对CFPP的影响比SF AME(≤C18:0)显著.如BD6和BD7的SF AME质量分数分别为36.53%和26.25%,而CFPP分别为8℃和13℃,这主要是因为BD7的SF AME(≥C20:0)的质量分数(ω=9.97%)明显高于BD6(ω=1.12%).生物柴油是由F A ME组成的多元组分溶液,结晶过程十分复杂,给低温流动性的研究带来很大的困难.根据生物柴油中主要组分的熔点,可以将生物柴油近似地认为一个伪二元组分溶液,溶质为高熔点组分的SF A ME,溶剂为低熔点组分的不饱和脂肪酸甲酯(unsaturated fatty acid methyl esters,简称UF A ME).根据结晶理论,对溶液结晶而言,浓度越高,越容易结晶.SF AME的质量分数越高,生物柴油越容易结晶,因此CFPP随着SF AME质量分数的增加而增高.,溶质与溶剂在分子结构上越相似,溶解度越高,溶质越不容易结晶.随着SF AME碳链长度的增加,直线“之”字形结构越长,SF AME与UF AME的分子结构差异越大,SF AME(≥C20:0)较SF AME(≤C18:0)容易结晶.生物柴油中SF AME(≥C20:0)对CFPP的影响比SF AME(≤C18:0)显著.所以单就低温流动性而言,生物柴油中应尽量少含SF AME,最好不含SF AME(≥C20:0).生物柴油的十六烷值(cetane nu mber,简称CN)随着SF A ME碳链长度的增加而增加;F A ME不饱和度的增加而迅速减少.G B/T20828—2007规定生物柴油的CN≥49,不宜超过65,否则对燃烧和排放控制不利.SF A ME和多不饱和脂肪酸甲酯(poly2unsaturat2 ed fatty acid methyl esters,简称P UF A ME)质量分数高,CN分别偏高和偏低,均不能满足要求[8-9].生物柴油的氧化安定性随着F AME不饱和度的增加而变差.P UF AME质量分数越高,尤其是三不饱和脂肪酸甲酯(tri2unsaturated fatty acid methyl es2 ters,简称T UF AME),生物柴油越易氧化,对发动机引擎及其他相关设备的金属、橡胶和塑料部件产生腐蚀和溶胀作用越强[10].综合考虑F AME对低温流动性、CN和氧化安定性的影响,生物柴油中应尽量少含SF AME和P U2 F AME,最好不含SF AME(≥C20:0)和T UF AME.F AME分子结构对低温流动性起决定性的作用,可通过控制SF AME的质量分数来改善生物柴油的低温流动性.3 结 论(1)生物柴油主要由脂肪酸甲酯(C14:0～C24:0, C16:1～C22:1,C18:2和C18:3)组成.(2)生物柴油的低温流动性主要取决于饱和脂肪酸甲酯的质量分数和分子结构.(3)生物柴油可近似认为高熔点的饱和脂肪酸甲酯和低熔点的不饱和脂肪酸甲酯组成的伪二元混和物体系.(4)综合考虑脂肪酸甲酯对生物柴油性能的影响,生物柴油中应尽量少含多不饱和脂肪酸甲酯和饱和脂肪酸甲酯,最好不含三不饱和脂肪酸甲酯和碳链过长的饱和脂肪酸甲酯(≥C20:0).参考文献(References)[1] 袁银男,张 恬,梅德清,等.直喷式柴油机用生物柴油燃烧特性的研究[J].内燃机学报,2007,25(1):43-46.Yuan Yinnan,Zhang Tian,M ei Deqing,et al.I nvesti2gati on on combusti on characteristic of direct injecti ondiesel engine fuelled with bi odiesel[J].T ransactions ofCS I CE,2007,25(1):43-46.(in Chinese)[2] 袁银男,张 恬,梅德清,等.柴油机燃用生物柴油燃烧与排放[J].江苏大学学报:自然科学版,2006,27(3):216-219.Yuan Yinnan,Zhang Tian,MeiDeqing,et bus2ti on and e m issi ons of diesel engine fuelled with bi odiesel[J].Journal of J iangsu U niversity:N atural Science E2dition,2006,27(3):216-219.(in Chinese)[3] 袁银男,江清阳,孙 平,等.柴油机燃用生物柴油的排放特性研究[J].内燃机学报,2003,21(6):423-427.Yuan Yinnan,J iang Q ingyang,Sun Ping,et al.Studyof e m issi on characteristics of diesel engine fueled withbi odiesel[J].Transactions of CS I CE,2003,21(6):423-426.(in Chinese)[4] 陈 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