生物柴油标准

生物柴油标准

生物柴油标准篇一:生物柴油质量指标

1983年美国科学家Graham Quick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。

2(3 馏程

生物柴油中的各种脂肪酸甲酯结构较为相似，沸点范围较窄，大致在325 ?和350? 之间，馏程影响燃料的表现和安全性，影响发动机的启动和暖化，馏程还用在十六烷值(CN值)的估算中。

2(4 闪点

闪点是表示油品蒸发性和着火危险性的指标，油品的危险等级是根据闪点划分的。闪点高于90?的燃料被认为在存储和使用上都是安全的，而生物柴油的闪点高于100?，在运输、存储和使用上十分安全。

2(5 低温性能

生物柴油的云点和倾点比2号柴油的高20?~25?，低温下，甲酯或乙酯常结晶析出，这些晶体会堵塞输油管和过滤器，对柴油输送和发动机运作造成问题，在低温下使用必须解决这一问题。衡量低温性能的指标有云点、倾点和冷滤点。影响生物柴油低温性能的因素有不饱和度、碳链长度和支链数。高不饱和的牛油甲酯低温性能很差，云点和倾点分别为14?和10?，而大豆油甲酯和菜油甲酯的云点和倾点分别为0?、-5?和-4?、-10?。降低碳链长度也能改善生物柴油的低温性能，生物柴油的碳数分布集中在14,18，低温启动性差，石油

大学采取可控分段裂解的方法使生物柴油的碳数分布与柴油接近，从而改善低温性能。使用支链醇制备生物柴油也能提高低温性能，用几种直链醇制备生物柴油后发现其低温性能大大提高，大豆油异丙醇酯和异丁醇酯的结晶温度分别比相应的甲酯低7,11?和12?,14?。提高低温性能最简单的方法是把生物柴油与石化柴油混合使用，大豆油甲酯的云点为-2?，而石化柴油:大豆油甲酯混合物(70:

30)的云点降至一17?。使用添加剂能改善生物柴油的低温性能，添加剂对云点影响不大，但能显著减小颗粒大小，阻止晶体长大和结合，从而减轻蜡状物阻塞，降低倾点和冷滤点。研究表明通过使用适当的添加剂能解决生物柴油的凝胶化问题，1000ppm 的添加剂能使大豆油制成的生物柴油倾点降至一40?。另一个能提高低温性能的方法是冬化，冬化能把大豆油甲酯的云点降至

-20?，但产量只有30, ，先加添加剂再冬化，生产云点为-11?的大豆油甲酯产率为80,。天气寒冷时加入乙醇可以阻止生物柴油结冰堵塞油管和过滤器，最大加入量为1L燃料中加入1.25ml乙醇。Van Genpen研究了杂质对低温性能的影响，发现不皂化物如甾醇、生育酚等，含量达2,也不会对低温性能产生影响，而含有饱和脂肪酸的甘一酯、甘二酯含量低至0(05,就能显著改变云点，虽然1, 的含量对倾点影响极小，不饱和甘一酯对低温性能没有影响。

2(6 硫含量

硫含量对发动机新技术和尾气排放影响很大，低硫燃油对排放控制主要有两方面的作用:直接减少细小颗粒和二氧化硫的排放，确保各类柴油汽车的颗粒物和氮氧化物排放控制的工作效能。

2(7 残碳

油品在规定的实验条件下，受热蒸发和燃烧后形成的焦黑色残留物称为残碳。残碳与生物柴油中的甘油酯、游离脂肪酸、皂、残留催化剂和其它杂质等有关。空

气污染物中颗粒物占了很大比重，柴油机的颗粒排放是个重要问题，为了降低颗粒物排放，各国标准要求残碳量低，焦化值低于0.05,。

2(8 灰分

灰分的组成一般认为是一些金属元素及其盐类，限制灰分可以限制生物柴油中无机物如残留催化剂的含量。国外喜欢用硫酸灰分。其方法是:在油样燃烧后灼烧灰化之前加入少量浓硫酸，使

生物柴油的金属元素转化为硫酸盐。硫酸盐在高温下挥发性更低，容易回收称量。碱催化时的灰分主要取决于皂，而使用未精练的油为原料来制备生物柴油时还和磷含量有关。

2(9 生物柴油的腐蚀性

生物柴油会腐蚀柴油机，菜油甲酯及其与石化柴油的混合物会腐蚀含铜金属，并使橡胶膨胀。生物柴油中的水分腐蚀喷射系统并促进微生物的生长。甘一酯、甘二酯和游离脂肪酸会腐蚀轴承上的金属并引起阀门沉积。生物柴油作为一种溶剂可以逐渐溶解人造橡胶，使过滤器和喷口堵塞。腐蚀试验评估生物柴油的腐蚀性，方法是将紫铜条放入油中，在50?下放置3h，然后观察铜的变化，它与硫含量有很大关系。

2(10 水分

虽然Graboski及Mccromick J的实验表明生物柴油中低含量的水可以充当燃烧促进剂，但是水分会大大降低生物柴油的存储稳定性。

2(11 十六烷值(CN值)

作为衡量点火性能的主要指标，CN值对柴油机的运转影响较大，内燃机车用柴油必须有合适的CN值，否则将引起柴油机的敲缸、机件的加速磨损，甚至损坏