标准的生物柴油质量指标介绍

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1、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(biodiesel)，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

2、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。

3、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325C和 350C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

4、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90C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100C，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20C25C，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14C和10 C，而大豆油甲酯和菜油甲酯的云点

5、和倾点分别为0C、-5C和-4C、-10C。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1418，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711C和12C14C。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-2C，而石化柴油：大豆油甲酯混合物（70：30）的云点降至一 17C。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

6、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 40C。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-20C，但产量只有30%， 先加添加剂再冬化，生产云点为-11C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。VanGenpen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、

7、 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

8、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

9、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50C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MccromickJ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，甚至损坏连杆轴承。较高的CN值能使生物柴油在发动机中运行更流畅，噪音更小。CN值还影响气体和颗粒物的排放，采用CN增值剂可以降低NOx的排放，B-20 中添加0. 5过氧化二

10、叔丁基(DTBP)或乙基已基硝酸酯(EHN)即可使B-20燃油达 到柴油运行时的NOx排放水平。十六烷值主要取决于生产原料，残留甲醇和甘油 含量会稍微降低CN值。十六烷值随着链长度的增长而增加，随着双键的减少而增 加，双键和羰基的位置会影响CN值，双键和羰基越靠近链中十六烷值越低。硬脂 酸甲酯的十六烷值为75左右，而亚麻酸甲酯的只有25,从十酸甲酯到十八酸甲 酯CN值由47. 9增加到75. 6L。不同的醇为原料制备生物柴油则对十六烷值的 影响较小。2. 12中和值中和值是油品酸碱度的量度，包括总酸值和总碱值。游离脂肪酸会腐蚀喷油嘴， 引起过滤器堵塞并在喷口形成沉积。酸值低，说明油品中高分子有

11、机酸少，有较好 的氧化稳定性。铜会加快生物柴油氧化生成低级脂肪酸，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会使与之接触的橡胶零件如橡胶膜、密封圈 和燃油管等逐渐降解。2. 14游离甘油和总甘油总甘油包括游离甘油和结合甘油，结合甘油又包括甘一酯、甘二酯和甘三酯。 甘三酯、甘油、甘一酯和甘二酯分别是制作生物柴油的原料、副产品和中间产物， 它们的含量主要取决于酯交换的工艺过程，好的工艺应尽量反应完全，除尽残留的 甘油、催化剂和未反应的甲醇，并去除其中的游离脂肪酸。游离甘油可以通过水洗 除去，但低含量的甘油酯只能通过使用更好的催化剂、严格反应条件或者对产品进 一步蒸馏来实现。甘油

12、的粘度远高于生物柴油，故甘油对生物柴油的雾化性能影响 很大，而且甘油在存储过程中可能分离出来，或者导致注射器产生污垢并有较高的 醛排放。甘油皂容易堵塞输油管道和喷油嘴，甘油皂可以从反应器底部排出，残留 的甘油皂还可用孔径10m的过滤器除去。甘油酯的高粘度是植物油燃料在启动 和持久性上产生问题的主要原因，甘油酯特别是甘三酯会使喷嘴、活塞和阀门上产 生沉积，甘一酯会有腐蚀作用，甘二酯燃烧不佳并会导致炼焦，因而甘油、甘一酯、 甘二酯的含量应低于0.1%以取得最佳发动机性能。2. 15碘值2. 16高不饱和脂肪酸的含量在奥地利标准不仅规定了碘值，还限制了在使用过程中容易热聚合的高不饱和 脂肪酸甲酯的含

13、量。2. 17磷含量高的磷含量会使燃烧排放物中颗粒物增加，并影响汽车尾气催化剂的性能。植 物油中的磷含量主要取决于油精炼的程度，深度精炼油只含有几ppm的磷，而粗 油和水化脱胶油含磷量可能达到100ppm，含磷酸盐超过0. 25,碱催化过程中含 磷量可以从100ppm降到2030ppm，硫酸盐含量大约为0. 04%，但进一步降 低磷含量则还需其它步骤。3生物柴油的稳定性生物柴油的稳定性包括在热和冷的环境下的稳定性，抵制氧化、聚合、微生物 作用和抵制水分影响的能力。它在存储过程中会受到空气、热、金属、过氧化物、 光的影响。生物柴油不稳定主要在于它含有的双键，双键不稳定，多个双键共轭还 会有协同作

14、用，使之更容易氧化降解。金属与人造橡胶会影响生物柴油稳定性，加 快生物柴油氧化产生过氧化物。研究表明菜籽油甲酯和乙酯应存储在密闭不锈钢容 器里，温度低于30C，加入抗氧化剂TBHQ以提高抗氧化性能。研究还发现甲酯 比乙酯稍微稳定，较高温度时光照会略微加快氧化速度。研究发现温度和容器对生 物柴油的稳定性影响最大。Gepenu注意到生物柴油中的某些微量成分如生育酚是 天然的抗氧化剂，在对比试验中，除去生育酚的生物柴油氧化值增加近四倍。生物柴油中总是存在水分(溶解的、乳化的、甚至存在于容器底部，微量甘一 酯、甘二酯还能增强生物柴油的吸水能力)，水解是生物柴油劣变的原因之残留的 酸或碱会催化水解，水分

15、还会促使锈生成。水分还是微生物生长的一个必要条件， 微生物存在于水相和柴油的界面处。水分在2号柴油中的溶解度是60ppm(25C)， 而在生物柴油中的溶解度高达1500ppm，用处理石化柴油的方式处理生物柴油常 会导致生物柴油水分含量较高，为微生物的生长提供场所，当与石化柴油混合时， 高含量的水分还可能从中析出。生物柴油标准篇二：生物柴油各项指标分析生物柴油标准中要考虑很多指标，有些指标是与石油柴油共有的，包括密度、 运动粘度、闪点、硫含量、10%蒸余物残碳、十六烷值、灰分、水含量、机械杂 质、铜片腐蚀、燃料安定性、低温性等；还有一些指标是生物柴油所特有的，包括 总酯含量、游离甘油含量、甘油单

16、酯、二酯及三酯含量、甲醇含量、碘价及多元不 饱和脂肪酸甲酯的含量、酸值、磷含量、碱及碱土金属含量等；另外，还有一些额 外的指标包括馏程、燃烧热值、润滑性、不皂化物含量等，是可以选择的。闪点：为了储存和运输的安全，燃料都要最低闪点的要求。生物柴油的闪点一 般高于110C，远超过石油柴油的70C，所以生物柴油储运比石油柴油安全。甲 醇的含量是影响生物柴油闪点高低的重要因素。即使在生物柴油中含有少量的甲醇， 其闪点也会降低。除此之外，较多的甲醇也会对燃料泵、橡塑配件等有影响，并且 会降低生物柴油的燃烧性能。美国生物柴油标准要求闭口闪点不低于130C，欧洲 标准要求不低于120C。水分：游离水会导致生物柴油氧化并与游离脂肪酸生成酸性水溶液，水本身对 金属就有腐蚀。美国生物柴油标准要求生物柴油水分和沉渣不超过0.05%，欧洲 标准要求水含量不超过500mg/kg。机械杂质：指