關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的生物柴油質(zhì)量指標(biāo)介紹

　　生物柴油是指植物油（如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等）、動(dòng)物油（如魚油、豬油、牛油、羊油等）、廢棄油脂或微生物油脂與甲醇或乙醇經(jīng)酯轉(zhuǎn)化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。標(biāo)準(zhǔn)的生物柴油質(zhì)量指標(biāo)介紹是如何的呢？以下是小編收集整理的關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)的生物柴油質(zhì)量指標(biāo)介紹，歡迎大家分享。

　　生物柴油標(biāo)準(zhǔn)篇一：生物柴油質(zhì)量指標(biāo)

　　1983年美國(guó)科學(xué)家GrahamQuick將亞麻棉籽油的甲酯用于發(fā)動(dòng)機(jī)，并將可再生的油脂原料經(jīng)過酯交換反應(yīng)得到的脂肪酸單酯定義為生物柴油(biodiese1)，從此以后，生物柴油得到了大力發(fā)展，在替代能源上占有重要地位。

　　1生物柴油的標(biāo)準(zhǔn)

　　生物柴油的生產(chǎn)應(yīng)該有標(biāo)準(zhǔn)作指導(dǎo)來保證其品質(zhì)，同時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化也是市場(chǎng)準(zhǔn)入的一個(gè)重要條件，生物柴油的發(fā)展刺激著生物柴油標(biāo)準(zhǔn)的建立。1992年奧地利制定了世界上第一個(gè)以菜籽油甲酯為基準(zhǔn)的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。很快德國(guó)、法國(guó)、捷克和美國(guó)也分別建立了各自的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)。生物柴油可以由不同的植物油制成，這些植物油種類不同，產(chǎn)地氣候各異，甘三酯組成有較大差別，因而各國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)存在著些差異。除去經(jīng)濟(jì)、健康和環(huán)境方面的好處外，標(biāo)準(zhǔn)的建立增強(qiáng)了生物柴油使用者、發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商和其他團(tuán)體的信心，成為其商業(yè)化應(yīng)用的一個(gè)里程碑。

　　2生物柴油標(biāo)準(zhǔn)的解讀和質(zhì)量控制

　　生物柴油的質(zhì)量指標(biāo)可以分成二類，第一類密度、粘度、閃點(diǎn)、殘?zhí)剂�、灰分和十六烷值等，石化柴油也有這些指標(biāo)；另一類如甲醇含量、甘油酯、游離脂肪酸和含磷量等衡量生物柴油的雜質(zhì)成分，與原料和工藝過程有關(guān)，石化柴油沒有這些成分。質(zhì)量指標(biāo)還可以按影響因素分類，一類主要受原料的影響如密度、十六烷值、含硫量和冷濾點(diǎn)，另一類則與生產(chǎn)方法和提純步驟有關(guān)，如閃點(diǎn)受甲醇影響，粘度則與甘油酯含量有很大關(guān)系。

　　2．1密度

　　2號(hào)柴油的密度約為0．85，生物柴油的密度比柴油高2％-7％，在0．86和0．90之間，大多在0．88左右。

　　2．2粘度

　　為了保證燃油具有較好的霧化性能，應(yīng)盡量降低生物柴油的粘度，以避免壓力過大。植物油的粘度是石化柴油的十倍以上，高粘度是其霧化不佳，產(chǎn)生噴口煉焦和沉積的主要原因。制成生物柴油后，粘度大大降低J。殘留甘油和甘油酯會(huì)大大增加生物柴油的粘度。因而在標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)甘油和甘油酯含量作了嚴(yán)格限制。

　　2．3餾程

　　生物柴油中的各種脂肪酸甲酯結(jié)構(gòu)較為相似，沸點(diǎn)范圍較窄，大致在325℃和350℃之間，餾程影響燃料的表現(xiàn)和安全性，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)和暖化，餾程還用在十六烷值(CN值)的估算中。

　　2．4閃點(diǎn)

　　閃點(diǎn)是表示油品蒸發(fā)性和著火危險(xiǎn)性的指標(biāo)，油品的危險(xiǎn)等級(jí)是根據(jù)閃點(diǎn)劃分的。閃點(diǎn)高于90℃的燃料被認(rèn)為在存儲(chǔ)和使用上都是安全的，而生物柴油的閃點(diǎn)高于100℃，在運(yùn)輸、存儲(chǔ)和使用上十分安全。

　　2．5低溫性能

　　生物柴油的云點(diǎn)和傾點(diǎn)比2號(hào)柴油的高20℃~25℃，低溫下，甲酯或乙酯常結(jié)晶析出，這些晶體會(huì)堵塞輸油管和過濾器，對(duì)柴油輸送和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作造成問題，在低溫下使用必須解決這一問題。衡量低溫性能的指標(biāo)有云點(diǎn)、傾點(diǎn)和冷濾點(diǎn)。影響生物柴油低溫性能的因素有不飽和度、碳鏈長(zhǎng)度和支鏈數(shù)。高不飽和的牛油甲酯低溫性能很差，云點(diǎn)和傾點(diǎn)分別為14℃和10℃，而大豆油甲酯和菜油甲酯的云點(diǎn)和傾點(diǎn)分別為0℃、-5℃和-4℃、-10℃。降低碳鏈長(zhǎng)度也能改善生物柴油的低溫性能，生物柴油的碳數(shù)分布集中在14～18，低溫啟動(dòng)性差，石油

　　大學(xué)采取可控分段裂解的方法使生物柴油的碳數(shù)分布與柴油接近，從而改善低溫性能。使用支鏈醇制備生物柴油也能提高低溫性能，用幾種直鏈醇制備生物柴油后發(fā)現(xiàn)其低溫性能大大提高，大豆油異丙醇酯和異丁醇酯的結(jié)晶溫度分別比相應(yīng)的甲酯低7～11℃和12℃～14℃。提高低溫性能最簡(jiǎn)單的方法是把生物柴油與石化柴油混合使用，大豆油甲酯的云點(diǎn)為-2℃，而石化柴油：大豆油甲酯混合物(70：

　　30)的云點(diǎn)降至一17℃。使用添加劑能改善生物柴油的低溫性能，添加劑對(duì)云點(diǎn)影響不大，但能顯著減小顆粒大小，阻止晶體長(zhǎng)大和結(jié)合，從而減輕蠟狀物阻塞，降低傾點(diǎn)和冷濾點(diǎn)。研究表明通過使用適當(dāng)?shù)奶砑觿┠芙鉀Q生物柴油的凝膠化問題，1000ppm的添加劑能使大豆油制成的生物柴油傾點(diǎn)降至一40℃。另一個(gè)能提高低溫性能的方法是冬化，冬化能把大豆油甲酯的云點(diǎn)降至-20℃，但產(chǎn)量只有30％，先加添加劑再冬化，生產(chǎn)云點(diǎn)為-11℃的大豆油甲酯產(chǎn)率為80％。天氣寒冷時(shí)加入乙醇可以阻止生物柴油結(jié)冰堵塞油管和過濾器，最大加入量為1L燃料中加入1.25ml乙醇。VanGenpen研究了雜質(zhì)對(duì)低溫性能的影響，發(fā)現(xiàn)不皂化物如甾醇、生育酚等，含量達(dá)2％也不會(huì)對(duì)低溫性能產(chǎn)生影響，而含有飽和脂肪酸的甘一酯、甘二酯含量低至0．05％就能顯著改變?cè)泣c(diǎn)，雖然1％的含量對(duì)傾點(diǎn)影響極小，不飽和甘一酯對(duì)低溫性能沒有影響。

　　2．6硫含量

　　硫含量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)和尾氣排放影響很大，低硫燃油對(duì)排放控制主要有兩方面的作用：直接減少細(xì)小顆粒和二氧化硫的排放，確保各類柴油汽車的顆粒物和氮氧化物排放控制的工作效能。

　　2．7殘?zhí)?/p>

　　油品在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，受熱蒸發(fā)和燃燒后形成的焦黑色殘留物稱為殘?zhí)�。殘�(zhí)寂c生物柴油中的甘油酯、游離脂肪酸、皂、殘留催化劑和其它雜質(zhì)等有關(guān)�？諝馕廴疚镏蓄w粒物占了很大比重，柴油機(jī)的顆粒排放是個(gè)重要問題，為了降低顆粒物排放，各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求殘?zhí)剂康停�焦化值低�?.05％。

　　2．8灰分

　　灰分的組成一般認(rèn)為是一些金屬元素及其鹽類，限制灰分可以限制生物柴油中無機(jī)物如殘留催化劑的含量。國(guó)外喜歡用硫酸灰分。其方法是：在油樣燃燒后灼燒灰化之前加入少量濃硫酸，使生物柴油的金屬元素轉(zhuǎn)化為硫酸鹽。硫酸鹽在高溫下?lián)]發(fā)性更低，容易回收稱量。堿催化時(shí)的灰分主要取決于皂，而使用未精練的油為原料來制備生物柴油時(shí)還和磷含量有關(guān)。

　　2．9生物柴油的腐蝕性

　　生物柴油會(huì)腐蝕柴油機(jī)，菜油甲酯及其與石化柴油的混合物會(huì)腐蝕含銅金屬，并使橡膠膨脹。生物柴油中的水分腐蝕噴射系統(tǒng)并促進(jìn)微生物的生長(zhǎng)。甘一酯、甘二酯和游離脂肪酸會(huì)腐蝕軸承上的金屬并引起閥門沉積。生物柴油作為一種溶劑可以逐漸溶解人造橡膠，使過濾器和噴口堵塞。腐蝕試驗(yàn)評(píng)估生物柴油的腐蝕性，方法是將紫銅條放入油中，在50℃下放置3h，然后觀察銅的變化，它與硫含量有很大關(guān)系。

　　2．10水分

　　雖然Graboski及MccromickJ的實(shí)驗(yàn)表明生物柴油中低含量的水可以充當(dāng)燃燒促進(jìn)劑，但是水分會(huì)大大降低生物柴油的存儲(chǔ)穩(wěn)定性。

　　2．11十六烷值(CN值)

　　作為衡量點(diǎn)火性能的主要指標(biāo)，CN值對(duì)柴油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)影響較大，內(nèi)燃機(jī)車用柴油必須有合適的CN值，否則將引起柴油機(jī)的敲缸、機(jī)件的加速磨損，甚至損壞

　　連桿軸承。較高的CN值能使生物柴油在發(fā)動(dòng)機(jī)中運(yùn)行更流暢，噪音更小。CN值還影響氣體和顆粒物的排放，采用CN增值劑可以降低NOx的排放，B-20中添加0．5過氧化二叔丁基(DTBP)或乙基已基硝酸酯(EHN)即可使B-20燃油達(dá)到柴油運(yùn)行時(shí)的NOx排放水平。十六烷值主要取決于生產(chǎn)原料，殘留甲醇和甘油含量會(huì)稍微降低CN值。十六烷值隨著鏈長(zhǎng)度的增長(zhǎng)而增加，隨著雙鍵的減少而增加，雙鍵和羰基的位置會(huì)影響CN值，雙鍵和羰基越靠近鏈中十六烷值越低。硬脂酸甲酯的十六烷值為75左右，而亞麻酸甲酯的只有25，從十酸甲酯到十八酸甲酯CN值由47．9增加到75．6L。不同的醇為原料制備生物柴油則對(duì)十六烷值的影響較小。

　　2．12中和值

　　中和值是油品酸堿度的量度，包括總酸值和總堿值。游離脂肪酸會(huì)腐蝕噴油嘴，引起過濾器堵塞并在噴口形成沉積。酸值低，說明油品中高分子有機(jī)酸少，有較好的氧化穩(wěn)定性。銅會(huì)加快生物柴油氧化生成低級(jí)脂肪酸，造成酸值增加。

　　2．13甲醇含量

　　生物柴油中所含的微量甲醇和甘油會(huì)使與之接觸的橡膠零件如橡膠膜、密封圈和燃油管等逐漸降解。

　　2．14游離甘油和總甘油

　　總甘油包括游離甘油和結(jié)合甘油，結(jié)合甘油又包括甘一酯、甘二酯和甘三酯。甘三酯、甘油、甘一酯和甘二酯分別是制作生物柴油的原料、副產(chǎn)品和中間產(chǎn)物，它們的含量主要取決于酯交換的工藝過程，好的工藝應(yīng)盡量反應(yīng)完全，除盡殘留的甘油、催化劑和未反應(yīng)的甲醇，并去除其中的游離脂肪酸。游離甘油可以通過水洗除去，但低含量的甘油酯只能通過使用更好的催化劑、嚴(yán)格反應(yīng)條件或者對(duì)產(chǎn)品進(jìn)一步蒸餾來實(shí)現(xiàn)。甘油的粘度遠(yuǎn)高于生物柴油，故甘油對(duì)生物柴油的霧化性能影響很大，而且甘油在存儲(chǔ)過程中可能分離出來，或者導(dǎo)致注射器產(chǎn)生污垢并有較高的醛排放。甘油皂容易堵塞輸油管道和噴油嘴，甘油皂可以從反應(yīng)器底部排出，殘留的甘油皂還可用孔徑10μm的過濾器除去。甘油酯的高粘度是植物油燃料在啟動(dòng)和持久性上產(chǎn)生問題的主要原因，甘油酯特別是甘三酯會(huì)使噴嘴、活塞和閥門上產(chǎn)生沉積，甘一酯會(huì)有腐蝕作用，甘二酯燃燒不佳并會(huì)導(dǎo)致煉焦，因而甘油、甘一酯、甘二酯的含量應(yīng)低于0．1％以取得最佳發(fā)動(dòng)機(jī)性能。

　　2．15碘值

　　衡量生物柴油的不飽和度即雙鍵的多少。Mer．cedesBenz認(rèn)為碳沉積使得碘值大于115的生物柴油不宜用做燃料，而Ryan等提出碘值小于135就可以了。一些生物柴油具有較多的不飽和脂肪酸甲酯，而降低不飽和度的做法，例如氫化，則會(huì)導(dǎo)致生物柴油低溫性能惡化，因而在研究上應(yīng)致力于開發(fā)添加劑以穩(wěn)定雙鍵。低不飽和度的生物柴油，碘值低，十六烷值高，但低溫性能不佳，而高不飽和油脂制作的生物柴油，碘值高，十六烷值低，但低溫性能優(yōu)異。這樣十六烷值，碘值和低溫性能就存在一定的矛盾關(guān)系，影響了碘值作為生物柴油的一個(gè)質(zhì)量指標(biāo)。把碘值作為指標(biāo)的另一個(gè)缺點(diǎn)是碘值沒有考慮脂肪酸鏈的結(jié)構(gòu)，不同組成的甲酯可能有相同的碘值，1：1的硬脂酸甲酯、亞油酸甲酯混合物和油酸甲酯具有相同的碘值，而兩者穩(wěn)定性不同。碘值納入標(biāo)準(zhǔn)甚至還可能阻礙生物柴油的研究與發(fā)展，因?yàn)橐苍S有一天能通過遺傳工程培育出高十六烷值生物柴油的原料，或者開發(fā)出即使在高不飽和度的生物柴油中也能有效使用的燃燒促進(jìn)劑，所以有人認(rèn)為限制高不飽和脂肪酸的含量比限制不飽和度的碘值好。

　　2．16高不飽和脂肪酸的含量

　　在奧地利標(biāo)準(zhǔn)不僅規(guī)定了碘值，還限制了在使用過程中容易熱聚合的高不飽和脂肪酸甲酯的含量。

　　2．17磷含量

　　高的磷含量會(huì)使燃燒排放物中顆粒物增加，并影響汽車尾氣催化劑的性能。植物油中的磷含量主要取決于油精煉的程度，深度精煉油只含有幾ppm的磷，而粗油和水化脫膠油含磷量可能達(dá)到100ppm，含磷酸鹽超過0．25，堿催化過程中含磷量可以從100ppm降到20～30ppm，硫酸鹽含量大約為0．04％，但進(jìn)一步降低磷含量則還需其它步驟。

　　3生物柴油的穩(wěn)定性

　　生物柴油的穩(wěn)定性包括在熱和冷的環(huán)境下的穩(wěn)定性，抵制氧化、聚合、微生物作用和抵制水分影響的能力。它在存儲(chǔ)過程中會(huì)受到空氣、熱、金屬、過氧化物、光的影響。生物柴油不穩(wěn)定主要在于它含有的雙鍵，雙鍵不穩(wěn)定，多個(gè)雙鍵共軛還會(huì)有協(xié)同作用，使之更容易氧化降解。金屬與人造橡膠會(huì)影響生物柴油穩(wěn)定性，加快生物柴油氧化產(chǎn)生過氧化物。研究表明菜籽油甲酯和乙酯應(yīng)存儲(chǔ)在密閉不銹鋼容器里，溫度低于30℃，加入抗氧化劑TBHQ以提高抗氧化性能。研究還發(fā)現(xiàn)甲酯比乙酯稍微穩(wěn)定，較高溫度時(shí)光照會(huì)略微加快氧化速度。研究發(fā)現(xiàn)溫度和容器對(duì)生物柴油的穩(wěn)定性影響最大。Gepenu注意到生物柴油中的某些微量成分如生育酚是天然的抗氧化劑，在對(duì)比試驗(yàn)中，除去生育酚的生物柴油氧化值增加近四倍。

　　生物柴油中總是存在水分(溶解的、乳化的、甚至存在于容器底部，微量甘一酯、甘二酯還能增強(qiáng)生物柴油的吸水能力)，水解是生物柴油劣變的原因之殘留的酸或堿會(huì)催化水解，水分還會(huì)促使銹生成。水分還是微生物生長(zhǎng)的一個(gè)必要條件，微生物存在于水相和柴油的界面處。水分在2號(hào)柴油中的溶解度是60ppm(25℃)，而在生物柴油中的溶解度高達(dá)1500ppm，用處理石化柴油的方式處理生物柴油常會(huì)導(dǎo)致生物柴油水分含量較高，為微生物的生長(zhǎng)提供場(chǎng)所，當(dāng)與石化柴油混合時(shí)，高含量的水分還可能從中析出。

　　生物柴油標(biāo)準(zhǔn)篇二：生物柴油各項(xiàng)指標(biāo)分析

　　生物柴油標(biāo)準(zhǔn)中要考慮很多指標(biāo)，有些指標(biāo)是與石油柴油共有的，包括密度、運(yùn)動(dòng)粘度、閃點(diǎn)、硫含量、10％蒸余物殘?zhí)�、十六烷值、灰分、水含量、機(jī)械雜質(zhì)、銅片腐蝕、燃料安定性、低溫性等；還有一些指標(biāo)是生物柴油所特有的，包括總酯含量、游離甘油含量、甘油單酯、二酯及三酯含量、甲醇含量、碘價(jià)及多元不飽和脂肪酸甲酯的含量、酸值、磷含量、堿及堿土金屬含量等；另外，還有一些額外的指標(biāo)包括餾程、燃燒熱值、潤(rùn)滑性、不皂化物含量等，是可以選擇的。

　　閃點(diǎn)：為了儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)陌踩�，燃料都要最低閃點(diǎn)的要求。生物柴油的閃點(diǎn)一般高于110℃，遠(yuǎn)超過石油柴油的70℃，所以生物柴油儲(chǔ)運(yùn)比石油柴油安全。甲醇的含量是影響生物柴油閃點(diǎn)高低的重要因素。即使在生物柴油中含有少量的甲醇，其閃點(diǎn)也會(huì)降低。除此之外，較多的甲醇也會(huì)對(duì)燃料泵、橡塑配件等有影響，并且會(huì)降低生物柴油的燃燒性能。美國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)要求閉口閃點(diǎn)不低于130℃，歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求不低于120℃。

　　水分：游離水會(huì)導(dǎo)致生物柴油氧化并與游離脂肪酸生成酸性水溶液，水本身對(duì)金屬就有腐蝕。美國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)要求生物柴油水分和沉渣不超過0.05％，歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求水含量不超過500mg/kg。

　　機(jī)械雜質(zhì)：指存在于油品中所有不溶于規(guī)定溶劑的雜質(zhì)。機(jī)械雜質(zhì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的磨損以及運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常都有嚴(yán)重影響。生物柴油中不允許有機(jī)械雜質(zhì)。歐洲生物柴油標(biāo)準(zhǔn)要求總雜質(zhì)含量不超過24mg/kg。

　　運(yùn)動(dòng)粘度：運(yùn)動(dòng)粘度表示生物柴油在重力作用下流動(dòng)時(shí)內(nèi)摩擦力的量度，其值為相同溫度下生物柴油的動(dòng)力粘度與密度之比。對(duì)于一些發(fā)動(dòng)機(jī)而言，為了防止噴射泵和噴射器泄漏而造成功率損失，可設(shè)定一個(gè)粘度最小值；另一方面，通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)尺寸、噴油系統(tǒng)特性的考慮，限定了允許粘度的最大值。生物柴油的粘度高于石油柴油，調(diào)入2～20％的生物柴油到石油柴油中后，柴油的粘度會(huì)增加，但也能滿足標(biāo)準(zhǔn)對(duì)柴油運(yùn)動(dòng)粘度的要求。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求生物柴油40℃運(yùn)動(dòng)粘度為1.9～6.0mm2/s，歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求40℃運(yùn)動(dòng)粘度為3.5～5.0mm2/s。

　　硫酸鹽灰分：在生物柴油中灰分以三種形式存在：固體磨料、可溶性金屬皂及未除去的催化劑。固體磨料和未除去的催化劑能導(dǎo)致噴射器、燃油泵、活塞和活塞環(huán)磨損以及發(fā)動(dòng)機(jī)沉積。可溶性金屬皂對(duì)磨損影響很小，但卻能導(dǎo)致濾網(wǎng)堵塞和發(fā)動(dòng)機(jī)沉積。美國(guó)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)都要求生物柴油硫酸鹽灰分不超過0.02％。硫：硫含量對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)磨損和沉積以及尾氣污染物的排放都有很大影響，清潔燃料的一個(gè)重要指標(biāo)就是低硫要求。生物柴油的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)就是硫含量低。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求生物柴油硫含量不超過0.05％，歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求低于0.001％。銅片腐蝕：是在規(guī)定條件下測(cè)試油品對(duì)銅的腐蝕傾向。由于酸或含硫化合物的存在能使得銅片褪色，此試驗(yàn)可用來評(píng)測(cè)燃料系統(tǒng)中紫銅、黃銅、青銅部件產(chǎn)生腐蝕的可能性。按照目前的標(biāo)準(zhǔn)，生物柴油的銅片腐蝕一般都能達(dá)到要求，但長(zhǎng)期與銅接觸，可能會(huì)導(dǎo)致生物柴油發(fā)生降解，產(chǎn)生游離脂肪酸和固體物質(zhì)。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求生物柴油銅片腐蝕不高于3級(jí)，歐洲標(biāo)準(zhǔn)為1級(jí)。

　　十六烷值：是指在規(guī)定條件下的發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中，采用和被測(cè)定燃料具有相同發(fā)火滯后期的標(biāo)準(zhǔn)燃料中正十六烷的體積百分?jǐn)?shù)。十六烷值可以評(píng)價(jià)燃料油的點(diǎn)火性能、白煙影響及燃燒強(qiáng)度。十六烷值規(guī)格要求取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)尺寸、轉(zhuǎn)速、負(fù)載變化特性以及初始和大氣條件。與石油柴油相比，生物柴油的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是十六烷值較高。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)要求生物柴油十六烷值不低于47，歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求超過51。

　　氧化安定性：氧化安定性也是生物柴油質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，氧化安定性差的生物柴油易生成如下老化產(chǎn)物：不溶性聚合物（膠質(zhì)和油泥），這會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)濾網(wǎng)堵塞和噴射泵結(jié)焦，并導(dǎo)致排煙增加、啟動(dòng)困難；可溶性聚合物，其可在發(fā)動(dòng)機(jī)中形成樹脂狀物質(zhì)，可能會(huì)導(dǎo)致熄火和啟動(dòng)困難；老化酸，這會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)金屬部件腐蝕；過氧化物，這會(huì)造成橡膠部件的老化變脆而導(dǎo)致燃料泄漏等。由于生物柴油很難通過纖維素濾膜，用于評(píng)價(jià)柴油氧化安定性的方法不能評(píng)價(jià)生物柴油。目前已經(jīng)發(fā)展了很多方法可評(píng)定生物柴油的氧化安定性，比較得到公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)方法使ISO6886——?jiǎng)又参镉椭�氧化安定性測(cè)定法（加速氧化法）和基于此的EN14112:2004——脂肪酸甲酯氧化安定性測(cè)定法（加速氧化法）。歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定生物柴油在110℃下的誘導(dǎo)期不低于6小時(shí)，美國(guó)規(guī)準(zhǔn)還沒有規(guī)定這一指標(biāo)。

　　低溫流動(dòng)性：柴油在低溫條件下的流動(dòng)性能不僅關(guān)系到柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給系統(tǒng)在低溫下能否正常供油，而且與柴油在低溫下的貯存、運(yùn)輸、裝卸等作業(yè)能否進(jìn)行都有密切關(guān)系。柴油的低溫流動(dòng)性能一般用濁點(diǎn)、冷濾點(diǎn)、凝點(diǎn)/傾點(diǎn)等來衡量。在冷濾點(diǎn)方法出現(xiàn)之前，一般用濁點(diǎn)、凝點(diǎn)/傾點(diǎn)來評(píng)價(jià)油品的低溫性能。美國(guó)使用濁點(diǎn)和傾點(diǎn)指標(biāo)劃分柴油的牌號(hào)。冷濾點(diǎn)與燃料實(shí)際使用溫度有很好的對(duì)應(yīng)關(guān)系，對(duì)柴油燃料的使用有實(shí)際指導(dǎo)意義，而濁點(diǎn)、凝點(diǎn)/傾點(diǎn)與實(shí)際情況有偏差。100%的生物柴油的低溫流動(dòng)性普遍較差，冷濾點(diǎn)高于石油柴油。石油柴油與生物柴油調(diào)和后，低溫流動(dòng)性與石油柴油的性質(zhì)、生物柴油的性質(zhì)、摻入量以及是否使用流動(dòng)性改進(jìn)劑等都有很大關(guān)系。美國(guó)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)都未明確規(guī)定。殘?zhí)浚簹執(zhí)苛坑脕碓u(píng)測(cè)燃料油中炭沉積的趨勢(shì)。殘?zhí)恐翟酱�，在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)生成積炭的傾向越大，但由于與發(fā)動(dòng)機(jī)沒有直接的關(guān)聯(lián)性，這項(xiàng)性能指標(biāo)被認(rèn)為是一個(gè)粗劣估計(jì)。美國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)用100％的樣品來替代10％蒸余物，并按照10％蒸余物來計(jì)算，其值要求小于0.050％。歐洲生物柴油標(biāo)準(zhǔn)是直接測(cè)試，要求100％蒸余物殘?zhí)坎淮笥?.3%。

　　酸值：是指中和1克油品中的酸性物質(zhì)所需要的氫氧化鉀毫克數(shù)。生物柴油的酸值測(cè)定的對(duì)象是生產(chǎn)過程中殘余的游離脂肪酸和儲(chǔ)存過程中降解產(chǎn)生的脂肪酸。高酸值的生物柴油能加劇燃料油系統(tǒng)的沉積并增加腐蝕的可能性，同時(shí)還會(huì)使噴油泵柱塞副的磨損加劇，噴油器頭部和燃燒室積炭增多，從而導(dǎo)致噴霧惡化以及柴油機(jī)功率降低和氣缸活塞組件磨損增加。美國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)酸值不大于0.80mgKOH/g，歐洲標(biāo)準(zhǔn)為不大于0.50mgKOH/g。

　　游離甘油：高含量的游離甘油可產(chǎn)生噴射器沉積，也會(huì)阻塞供油系統(tǒng)和腐蝕發(fā)動(dòng)機(jī)以及黑煙的生成，同時(shí)還能導(dǎo)致儲(chǔ)存和供油系統(tǒng)底部游離甘油的形成。美國(guó)和歐洲生物柴油標(biāo)準(zhǔn)都要求游離甘油的含量不超過0.02％。

　　總甘油、甘油單酯、二酯及三酯：總甘油方法是用來評(píng)測(cè)油品中甘油的含量，包括游離甘油和未反應(yīng)或部分反應(yīng)的油脂。較低的總甘油含量能夠確保油脂在轉(zhuǎn)變成脂肪酸甲酯的高轉(zhuǎn)化率。甘油單酯和二酯是甘油三酯未轉(zhuǎn)化完全的副產(chǎn)物，如果它們的濃度太高，可能導(dǎo)致噴射器發(fā)生沉積，并且影響低溫操作性能，造成過濾器阻塞。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)只規(guī)定了總甘油含量不超過0.240％，沒規(guī)定甘油單酯、二酯和三酯的含量；歐洲標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定甘油單酯、二酯和三酯含量分別為不超過

　　0.80％、0.20％和0.20％，總甘油含量不超過0.25％。

　　磷含量：磷能夠破壞用于排放控制系統(tǒng)的催化轉(zhuǎn)換器，一定要保持它的低含量。在國(guó)外，隨著排放標(biāo)準(zhǔn)的曰益嚴(yán)格，催化轉(zhuǎn)換器在柴油動(dòng)力設(shè)備上的應(yīng)用越來越普遍，因此低含磷量的重要性將逐漸升高。美國(guó)和歐洲生物柴油標(biāo)準(zhǔn)都要求磷含量不大于10mg/kg。90％回收溫度：由于生成生物柴油的動(dòng)植物油脂主要是有16到18碳的脂肪酸甘油酯組成，因此所生成的生物柴油的餾程范圍一般為330℃到360℃。這一指標(biāo)的作用是防止生物柴油中混入其它高沸點(diǎn)污染物。美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定90％回收溫度不超過360℃，歐洲標(biāo)準(zhǔn)沒有規(guī)定這一項(xiàng)目。金屬含量：殘留的金屬可導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)沉積和磨損，并造成泵和注射器失效，使柴油車排煙增大，啟動(dòng)困難。酯交換反應(yīng)的催化劑可向生物柴油中引入Na、K、Ca、Mg等金屬，歐洲標(biāo)準(zhǔn)要求一價(jià)金屬和二價(jià)金屬的含量都不超過5mg/kg，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)沒作要求。

　　【拓展】生物柴油介紹

　　生物柴油是指植物油（如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等）、動(dòng)物油（如魚油、豬油、牛油、羊油等）、廢棄油脂或微生物油脂與甲醇或乙醇經(jīng)酯轉(zhuǎn)化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。生物柴油是典型的“綠色能源”，具有環(huán)保性能好、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能好、燃料性能好，原料來源廣泛、可再生等特性。大力發(fā)展生物柴油對(duì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、推進(jìn)能源替代、減輕環(huán)境壓力、控制城市大氣污染具有重要的戰(zhàn)略意義。

　　生物柴油簡(jiǎn)介

　　生物柴油是典型的“綠色能源”，具有環(huán)保性能好、發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能好、燃料性能好，原料來源廣泛、可再生等特性。近年來許多研究證實(shí)，無論是小型、輕型柴油機(jī)還是大型、重型柴油機(jī)或是拖拉機(jī)，燃燒生物柴油后碳?xì)浠�合物都減少55%~60%，顆粒物減少20%~50%，CO減少45%以上，多環(huán)芳烴減少75%~85%。生物柴油是指植物油（如菜籽油、大豆油、花生油、玉米油、棉籽油等）、動(dòng)物油（如魚油、豬油、牛油、羊油等）、廢棄油脂或微生物油脂與甲醇或乙醇經(jīng)酯轉(zhuǎn)化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。具有某種結(jié)構(gòu)符號(hào)的脂肪酸甘油酯（即甘油三酸酯）的植物油和動(dòng)物脂肪通常被作為生物柴油的原料。

　　燃料特性

　　生物柴油的燃料性能與石油基柴油較為接近，且具有無法比擬的性能。

　�。�1）點(diǎn)火性能佳。十六烷值是衡量燃料在壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)中燃料性能好壞的質(zhì)量指標(biāo)，生物柴油十六烷值較高，大于45（石化柴油為45），點(diǎn)火性能優(yōu)于石化柴油。

　　（2）燃燒更充分。生物柴油含氧量高于石化柴油，可達(dá)11%，在燃燒過程中所需的氧氣量較石化柴油少，燃燒比石化柴油更充分。

　　（3）適用性廣。除了做公交車、卡車等柴油機(jī)的替代燃料外，生物柴油又可以做海洋運(yùn)輸、水域動(dòng)力設(shè)備、地質(zhì)礦業(yè)設(shè)備、燃料發(fā)電廠等非道路用柴油機(jī)之替代燃料。

　�。�4）保護(hù)動(dòng)力設(shè)備。生物柴油較柴油的運(yùn)動(dòng)黏度稍高，在不影響燃油霧化的情況下，更容易在氣缸內(nèi)壁形成一層油膜，從而提高運(yùn)動(dòng)機(jī)件的潤(rùn)滑性，降低機(jī)件磨損。

　�。�5）通用性好。無需改動(dòng)柴油機(jī)，可直接添加使用，同時(shí)無需另添設(shè)加油設(shè)備、儲(chǔ)運(yùn)設(shè)備及人員的特殊技術(shù)訓(xùn)練（通常其他替代燃料有可能需修改引擎才能使用）。

　�。�6）安全可靠。生物柴油的閃點(diǎn)較石化柴油高，有利于安全儲(chǔ)運(yùn)和使用。

　�。�7）節(jié)能降耗。生物柴油本身即為燃料，以一定比例與石化柴油混合使用可以降低油耗，提高動(dòng)力性能。

　�。�8）氣候適應(yīng)性強(qiáng)。生物柴油由于不含石蠟，低溫流動(dòng)性佳，適用區(qū)域廣泛。

　�。�9）功用多。生物柴油不僅可作燃油又可作為添加劑促進(jìn)燃燒效果，從而具有雙重功能。

　�。�10）具有優(yōu)良的環(huán)保特性。生物柴油中硫含量低，使得SO2和硫化物的排放低，可減少約30%（有催化劑時(shí)可減少70%）；生物柴油中不含對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染的芳香烴，因而產(chǎn)生的廢氣對(duì)人體損害低。

　　無催化劑條件

　　為了解決酯交換反應(yīng)中遇到的成本高、反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、反應(yīng)產(chǎn)物與催化劑難以分離等問題，開發(fā)了不使用催化劑的新工藝。M.Diasakou等人研究了在加熱條件下大豆油與甲醇的酯交換反應(yīng)，進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)的研究，得到了無催化劑條件下反應(yīng)的特點(diǎn)。醇油比21：1，在235℃下反應(yīng)10h，甲酯質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過了85%；醇油比27:1,220℃下反應(yīng)8h，甲酯含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到67%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)甘油二酸酯和甘油三酸酯的轉(zhuǎn)化率明顯高于甘油一酸酯，即在無催化劑條件下三步反應(yīng)中前兩步反應(yīng)進(jìn)行得快，而最后一步反應(yīng)則進(jìn)行得很慢。

　　2001年，Sake和Susiana提出了超臨界一步法制備生物柴油的工藝（見圖1）。反應(yīng)在一預(yù)加熱的間歇反應(yīng)器中進(jìn)行，反應(yīng)溫度350~400℃、壓力45~65MPa，菜籽油與甲醇的原料比為1：42。研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過超臨界處理的甲醇能夠在無催化劑存在的條件下與菜籽油發(fā)生酯交換反應(yīng)，其產(chǎn)率高于普通的催化過程，且反應(yīng)溫度較低，同時(shí)還避免了使用催化劑所必需的分離純化過程，使酯交換過程更加簡(jiǎn)單、安全和高效。

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