生物柴油及其制备方法研究Word格式.docx
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1.1.7经济性能
无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备、储存设备及人员的特殊技术训练。
1.1.8其他性能
生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可降低油耗、提高动力性、并降低尾气污染。
美国科学家进行了大量试验，结果显示CO、HCV、芳香烃、SO2及炭粒随燃料中的生物柴油含量增加而减少。
生物柴油作为柴油汽车的替代燃料，与普通柴油相比，汽车尾气中有毒有机物排放量仅为10%、颗粒物为20%、SO2排放量为70%、CO排放量为10%，排放指标可满足欧洲Ⅱ和Ⅲ排放标准，而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题。
因而生物柴油是一种真正的绿色柴油[4]。
1.2生物柴油的标准
美国和欧洲国家早在2003年11月和2003年7月就制定了生物柴油的标准（表1、表2）。
我国柴油的用途主要集中于农用动力机械及公路、水路及铁路运输动力机械方面，这一点与美国的情况极为类似。
因此，我国生物柴油标准技术要求是参照美国试验与材料协会标准ASTMD6751-03a《馏分燃料调合用生物柴油（B100）标准》，并对国内市场上有一定影响、有一定销售量、不同原料生产的生物柴油产品进行考察、试验，根据情况综合考虑而确定的；
同时，还考虑了当生物柴油以一定比例与矿物柴油调合使用后，各项理化指标应能满足国家《轻柴油》标准GB252-2000的技术要求，以确保现有使用柴油作为燃料的动力机械在不需要改动的条件下能够正常、长周期使用生物柴油；
此外，生物柴油标准中个别指标应适当参照欧洲生物柴油标准EN14214:
2003（车用）。
综上，2007年1月国家标准化管理委员会以标准号GB/T20828-2007发布，并定于2007年5月1日起实施我国第一项生物柴油国家标准《柴油机燃料调和用生物柴油》。
表1美国生物柴油标准（ASTMD6751）
性质
检测方法
极值
单位
闪点
D93
130.0，极小值
℃
水及沉渣
D2709
0.050，极大值
%，体积
动力学粘度，℃
D445
1.9-6.0
mm2/s
硫酸盐灰分
D874
0.020，极大值
%，质量
硫
D5453
0.0015，极大值
或0.05，极大值﹡
铜条侵蚀
D130
No.3，极大值
十六烷值
D613
47min
浊点
D2500
碳残余（100%，样品）
D4530
0.050，极大值
酸数
D664
0.80，极大值
mgKOH/g
游离丙三醇
D6584
总丙三醇
0.240，极大值
磷含量
D4951
0.001，极大值
蒸馏温度，大气的等价温度，90%回收
D1160
360，极大值
﹡极值为等级S15和S500的生物柴油，S15和S500分别指硫含量（ppm）的最大值
表2欧洲生物柴油标准（EN14214）
性质
极小值
极大值
酯含量
EN14103
96.5
%（m/m）
密度；
15℃
ENISO3675
860
900
kg/m3
ENISO12185
粘度；
40℃
ENISO3104
3.5
5.0
EN3105
ENISO3679
120
硫含量
ENISO20846
10.0
mg/kg
ENISO20884
碳残余（10%，残余）
ENISO10370
0.30
ENISO5165
51
ISO3987
0.02
水含量
ENISO12937
500
总污染物
EN12662
24
铜条侵蚀
（3hr,50℃）
ENISO2160
1
氧化稳定性；
110℃
EN14112
6.0
hr
酸值
EN14104
0.50
MgKOH/g
Lodine值
EN14111
120
Giodine/100g
亚麻酸含量
EN14103
12
≥4双键的FAME含量
1
甲醇含量
EN14110
0.20
甘油一酸酯含量
EN14105
0.80
甘油二酯含量
甘油三酸酯含量
0.20
EN14105，EN14106
0.02
0.25
碱金属（Na+K）
EN14108，EN14109
碱金属（Ca+Mg）
PrEN14538
EN14107
10.0
表3柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）技术要求和试验方法
项目
质量指标
试验方法
S500
S50
密度（20℃），（kg/m3）
820~900
GB/T2540a
运动黏度（40℃）/（mm2/s）
1.9~6.0
GB/T265
闪点（闭口）/℃不低于
130.00
GB/T261
冷滤点/℃报告SH/T0248
报告
SH/T0248
硫含量（质量分数）/%不大于
0.05
0.01
SH/T0689b
蒸余物残炭（质量分数）/%不大于
0.30
GB/T17144c
硫酸盐灰分（质量分数）/%不大于
0.020
GB/T2433
水含量（质量分数）/%不大于
SH/T0246
机械杂质
无
GB/T511d
铜片腐蚀（50℃，3h）/级不大于
1
GB/T5096
十六烷值不小于
49
GB/T386
氧化安定性（110℃）/h不小于
6.0e
酸值/（mgKOH/g）不大于
0.80
GB/T264f
游离甘油质量（质量分数）/%不大于
ASTMD6584
总甘油含量（质量分数）/%不大于
0.240
90%回收温度/℃不高于
360
GB/T6536
a也可用GB/T5526、GB/T884、GB/T1885方法测定，以GB/T2540仲裁。
b可用GB/T380、GB/T11131、GB/T11140、GB/T12700和GB/T17040方法测定。
结果有争议时，以SH/T0689方法为准。
c可用GB/T268方法测定。
结果有争议时，以GB/T17144方法仲裁。
d可用目测法，即将试样注入100mL玻璃量筒中，在室温（20℃±
5℃）下观察，应当透明，没有悬浮和沉降的机械杂质。
结果有争议，安GB/T511测定。
e可加抗氧剂。
f可用GB/T5530方法测定，结果有争议，以GB/T264仲裁。
2生物柴油的制备方法
生物柴油的制备方法可分为两大类：
物理法和化学法。
物理法是通过物理机械的方法，改变原料油脂或脂肪的黏度和流动性等得到生物柴油，包括直接混合法和微乳液法；
化学法是通过原料油脂或脂肪，与低碳醇在催化剂存在的情况下，进行化学反应生成相应酯的过程，分为高温裂解法和酯交换法[5]。
2.1物理法
2.1.1直接混合法
在生物柴油研究初期，研究人员设想将天然油脂与柴油、溶剂或醇类混合以降低其粘度，提高其挥发度。
Ziejewski等[6]将葵花籽油与柴油以1∶3的体积比混合,测得该混合物在40℃下的粘度为4.88×
10-6m2/s,而ASTM（美国材料实验标准）规定的最高粘度应低于4.0×
10-6m2/s,因此该混合料不适合在直喷柴油发动机中长时间使用。
还有人研究了菜籽油、棉籽油、大豆油等对柴油机性能短期的和长期的影响。
结果表明，直接使用植物油或混合油，其效果都不太令人满意，最明显的问题是高黏度、酸性成分、游离脂肪酸的含量高以及贮藏和燃烧过程中的氧化聚合形成的凝胶、积碳和润滑油的增稠等。
2.1.2微乳化法
将动植物油与溶剂混合制成微乳状液也是解决动植物油高黏度的办法之一。
微乳是一种外观为半透明至透明、热力学稳定且各向同性的油水混合系统，微乳的分散相粒径
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