生物柴油降凝剂的研究进展_施佳佳
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生物柴油低温流动性改进方法研究进展
生物柴油低温流动性改进方法研究进展马志研【摘要】随着工业发展，人口增长，世界能源需求增加，石油资源却正面临枯竭的危机，在石油馏分油中消耗最大的柴油资源不可再生，生物柴油作为柴油替代燃料得到广泛发展，但其较差的低温流动性影响其在实际中使用，因此改善生物柴油低温流动性是一个亟需解决的问题。
论述了生物柴油的低温流动性的评价指标和改进方法的研究进展。
%With the rapid industrialization, overpopulation, the extraction and consumption of fossil fuel, the world is facing the crises of exhaustion of fossil fuels. Diesel oil is a nonrenewable resource, so it is necessary to look for other alternative fuel, which can be produced from renewable energy sources. Biodiesel is an alternative diesel fuel, but its poor cold flow property is one major technical obstacle confronting the use of biodiesel, so it is necessary to improve the cold flow property of biodiesel. In this paper, evaluating indicators of the cold flow property of biodiesel were introduced as well as remedial measures to improve the cold flow property of biodiesel.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)005【总页数】4页(P961-964)【关键词】生物柴油;低温流动性;CFPP【作者】马志研【作者单位】营口理工学院化学工程系，辽宁营口 115000【正文语种】中文【中图分类】TE624快速工业化带来全球化石能源枯竭的危机，同时也带来了环境的污染。
柴油降凝剂的发展与应用
柴油降凝剂的发展与应用柴油降凝剂的发展可以追溯到20世纪40年代。
当时，柴油的凝固问题对军事和航空领域造成了严重影响，为了解决这个问题，人们开始研究和开发降低柴油凝固温度的添加剂。
最初使用的降凝剂主要是有机溶剂，如酮类和醚类化合物，这些剂可以降低柴油的结晶点，从而改善其低温流动性。
但是，这些有机溶剂对环境污染有一定的风险，同时也存在着稳定性和添加剂降解的问题。
随着科学技术的进步，人们逐渐开始开发出了更高效和环保的柴油降凝剂。
现在主要使用的柴油降凝剂包括腊烃和添加剂。
腊烃是通过加工和提纯石蜡得到的，它具有较好的低温流动性和降凝效果，能够有效降低柴油的凝固温度。
同时，使用腊烃作为柴油降凝剂可以避免环境污染和添加剂降解的问题。
在应用方面，柴油降凝剂广泛用于低温地区的柴油供应和车辆运行。
在低温地区，柴油的凝固温度较低，容易发生凝固问题。
使用降凝剂可以预防柴油的凝固，保证燃料的正常供应和车辆的正常运行。
同时，柴油降凝剂也被应用于航空燃料领域，确保飞机在极寒环境下的起飞和着陆安全。
另外，柴油降凝剂还可以在柴油发动机零部件的润滑上发挥作用。
柴油降凝剂具有一定的润滑性能，可以减少发动机在低温环境下的磨损和摩擦。
这对于增加发动机的寿命和提高燃油利用率都具有积极的影响。
总之，柴油降凝剂的发展和应用对于解决柴油在低温环境下的凝固问题具有重要的意义。
随着科学技术的进步，人们可以更好地利用这些降凝剂来提高柴油的低温流动性，并改善燃油的质量和车辆的性能。
未来，柴油降凝剂的研究和应用还有许多改进空间，需要继续深入研究和探索。
柴油降凝剂的发展现状及其研究热点
Ｚ ｕ， ｎ ＯＵ Ｌ ＸＵ ｇ，Ｌ Ｕ Ｊ ｎ —ｈ ｉ Ｉ ｕ ａ
（ ｏ ｅｅｏ ｈ ｍ ｓ ｙ＆ Ｅ ｖ ｏｍ ｎａ Ｓｉｎｅ Ｓ ａｎｉ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈｏｏｙ Ｓ ａｎ ｉ ａ ｚｏｇ７ ３０ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｉｒ ｌ Ｃ ｔ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｃ ｃ ， ｈａｘ Ｕ ｉ ｓ ｙ ｆ ｃ ｎｌ ， ｈａ ｘ Ｈ ｎｈｎ ２０ １ Ｃ ｉａ ｒ ｌ ｅ ｅ ｉ Ｔ ｇ
级酯 一马来酸 酐 一醋 酸乙烯 酯三元共 聚物 ， 可将柴 油冷 滤点降
低 ３Ｃ ～ ￣ ￣ ４Ｃ。 Ｏ一 ｔ 烯烃类 聚合 物也是 马来 酸酐类 共 聚物柴油 降凝剂 中应
１ 柴油降凝剂的研究现状及研 究热点
柴油降凝剂一般 可分 为梳状 聚合 物 型 、 一不 饱 和酯 聚合 烯 物型 、 酰胺 酸盐共聚物型 、 烷基芳 烃型降凝 剂和聚丙 烯酸高 碳醇 酯型 。此外 ， 还有 均苯四 甲酸配缩聚物 、 ５石油树脂的聚合物等 ｃ 些新型 的柴油降凝剂 。
ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｅ ｈ ｔｃ ｌｙ，ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｉｅ ｔｏ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ａｓ ． ｉｃ ｓ ｅ ｍｐ ａｉ ａｌ ｎ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｄ ｒ ｃｉ ｎ ｗａ ｉｃ ｓ ｅ ｌｏ
Ｋ ｅ ｏ ｄｓ：ｄ ｅ ｅ ｉ； ｐ ｕ ｏｎｔｄ ｐ ｅ ｓ ｎｔ ｅ ｅ ｒ ｈ ｈｏ ｐ ｔ ｙｗ ｒ ｉ ｓ ｌｏ ｌ ｏ ｒｐ ｉ ｅ ｒ ｓ ａ ；ｒ ｓ ａ ｃ ｔｓ ｏ
１ １２ 马 来 酸 酐 类 共 聚 物 ．．
马来酸酐类 共 聚物 是 马来 酸酐 与其 它 含双 键 的不 饱 和单
体 ， 仅一烯烃 、 如 丙烯腈 、 不饱 和酯或 苯 乙烯 进行共 聚 ， 后进行 然 醇化或者胺化而得到一类共 聚物 。如 唐小华等 合成 的丙烯酸 酯 一苯乙烯 一马来酸酐三元共聚物作 为柴油 降凝剂质量 分数为 ０１ ． ％时 ， 研究 的 ３种 柴油组 分油 的凝 点分别 降低 了 １ ｏ ５Ｃ、 ０Ｃ、￣ ７Ｃ， ￣ 具有 良好的降凝效果。李婷等 合成 的 一甲基丙 烯酸高
（ ｏ ｅｅｏ ｈ ｍ ｓ ｙ＆ Ｅ ｖ ｏｍ ｎａ Ｓｉｎｅ Ｓ ａｎｉ ｎｖｒ ｔ ｏ ｅｈｏｏｙ Ｓ ａｎ ｉ ａ ｚｏｇ７ ３０ ， ｈｎ ） Ｃ ｌ ｇ ｆ ｅ ｉｒ ｌ Ｃ ｔ ｎ ｉ ｎ ｅ ｔ ｃ ｃ ， ｈａｘ Ｕ ｉ ｓ ｙ ｆ ｃ ｎｌ ， ｈａ ｘ Ｈ ｎｈｎ ２０ １ Ｃ ｉａ ｒ ｌ ｅ ｅ ｉ Ｔ ｇ
级酯 一马来酸 酐 一醋 酸乙烯 酯三元共 聚物 ， 可将柴 油冷 滤点降
低 ３Ｃ ～ ￣ ￣ ４Ｃ。 Ｏ一 ｔ 烯烃类 聚合 物也是 马来 酸酐类 共 聚物柴油 降凝剂 中应
１ 柴油降凝剂的研究现状及研 究热点
柴油降凝剂一般 可分 为梳状 聚合 物 型 、 一不 饱 和酯 聚合 烯 物型 、 酰胺 酸盐共聚物型 、 烷基芳 烃型降凝 剂和聚丙 烯酸高 碳醇 酯型 。此外 ， 还有 均苯四 甲酸配缩聚物 、 ５石油树脂的聚合物等 ｃ 些新型 的柴油降凝剂 。
ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｅ ｈ ｔｃ ｌｙ，ａ ｄ ｔ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｉｅ ｔｏ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ａｓ ． ｉｃ ｓ ｅ ｍｐ ａｉ ａｌ ｎ ｈ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｄ ｒ ｃｉ ｎ ｗａ ｉｃ ｓ ｅ ｌｏ
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１ １２ 马 来 酸 酐 类 共 聚 物 ．．
马来酸酐类 共 聚物 是 马来 酸酐 与其 它 含双 键 的不 饱 和单
体 ， 仅一烯烃 、 如 丙烯腈 、 不饱 和酯或 苯 乙烯 进行共 聚 ， 后进行 然 醇化或者胺化而得到一类共 聚物 。如 唐小华等 合成 的丙烯酸 酯 一苯乙烯 一马来酸酐三元共聚物作 为柴油 降凝剂质量 分数为 ０１ ． ％时 ， 研究 的 ３种 柴油组 分油 的凝 点分别 降低 了 １ ｏ ５Ｃ、 ０Ｃ、￣ ７Ｃ， ￣ 具有 良好的降凝效果。李婷等 合成 的 一甲基丙 烯酸高
柴油降凝剂的研究进展
柴油降凝剂的研究进展李凯;张娟;谢一民;李晓静;贾昕;杨青平;杨惠琳【摘要】综述了柴油降凝剂的发展历程及作用机理,并分别列举了二元、三元、四元共聚物柴油降凝剂及生物柴油降凝剂的研究情况,最后,指出了对目前国内降凝剂研究存在的问题,并提出了今后降凝剂的发展方向.【期刊名称】《石油化工应用》【年(卷),期】2019(038)005【总页数】4页(P7-10)【关键词】柴油降凝剂;流动性;共聚物;机理【作者】李凯;张娟;谢一民;李晓静;贾昕;杨青平;杨惠琳【作者单位】宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司),宁夏银川 750002;宁夏煤化工检测重点实验室,宁夏银川 750002;宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司),宁夏银川750002;宁夏煤化工检测重点实验室,宁夏银川 750002;宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司),宁夏银川 750002;宁夏煤化工检测重点实验室,宁夏银川 750002;宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司),宁夏银川 750002;宁夏煤化工检测重点实验室,宁夏银川 750002;宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司),宁夏银川 750002;宁夏煤化工检测重点实验室,宁夏银川 750002;宁夏宝塔化工中心实验室(有限公司),宁夏银川 750002;宁夏煤化工检测重点实验室,宁夏银川 750002;宝塔科技实业(宁夏)有限公司,宁夏银川 750002【正文语种】中文【中图分类】TE624.81柴油机无论在工业、农业还是交通方面使用都十分普遍[1]。
在冬季或严寒地区，随着温度降低，柴油中大分子物质将以石蜡晶体的形式凝固，柴油的流动性能会变差，这不仅阻碍运输和贮存，更会使柴油机无法得到高效甚至基本的工作[2]。
若在柴油中添加适量柴油降凝剂后，凝点（SP）与冷滤点（CFPP）都会相应的降低，流动性将得到相应改善[3，4]。
1 发展历程柴油降凝剂（PPD）是一种常用的柴油添加剂，又可称其为柴油低温流动性改进剂（CFI）[5]。
生物柴油低温降凝研究进展
ｇ ｌ ｎ ｆｍａ ｙ ｂ ｏ ｉ ｓ ｌｆ ｒ ｌｔ ｎ ｔｌ ｗ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｌ ｔ ｈ ｉ ａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ ｎ ｔ ｅ ｗｉ ｔ ｒ Ｔ ｅ ｅ ｌ ｇ ｏ ｎ ｉ ｄ ｅ ｅ ｏ ｍｕ ａｉ ｓ ａ ｏ ｔｍｐ ｒｔ ｒ ｉ ｓ ｔ ｅ ｒ ｐ ｌ ｔ ｓ ｉ ｈ ｎ ｅ ． ｈ ｉ ｏ ｍｉ ｃ ｏ
４０ ７ ； ３ ０４
摘 要 ： 物柴 油凝 点一 般 为 ０ 生 ￣ Ｃ左右 ， 低 温结 晶和 凝胶 化 限制 生物 柴油在 天 冷 季节 应 用 ； 其 生物 柴油低 温 流动性 能 主要 由生物 柴 油 中饱 和 脂肪 酸 甲酯支链 程度 、 量及 组 成 分布 所 决 定 。该 文论 含 述 国 内外在 生 物 柴油低 温 降凝 方 面所进 行探 索 ， 对前 人 有 关生物 柴 油 降凝机 理 及 降凝 剂 研 究进 并 展 作 简要 评述 。
生物柴 油是 典型 “ 绿色 可再 生 能源” 而备 受 各国 高度 重视 。 目前 生物 柴油 生产 方法 已发 展有 酶催 化
法 、 超临 界法 、 高温热裂 解法 、 酸或 碱催 化酯 交
维普资讯
２ ０ 年 第 １期 ０８
粮 食 与 油脂
７
生 物 柴 油 低 温 降 凝 研 究 进 展
吴 雨龙 Ｉ， ． 王存 文 ， 王为 国 （ ． 汉 工程 大学 ， １ 武 湖北省 新型反 应 器 与绿 色化 学工 艺重 点 实验 室 ，湖北 武汉 ２武 汉软件 工 程职 业 学院 ，湖北 武汉 ． ４００ ） ３ ２ ５
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ ｕ ｏｉｔ ｏ ｉ ｄ ｅ ｅ ｓ ｇｅ ｅ ａ ｌ ｂ ｕｔ０ｏ ， ａ ｄ ｔ ｅ ｅｏ ｅ ｔ ｒ ｓａｌｚ ｔｏ ｎｄ ｅ ｐｏ ｒ ｐ ｎ ｆ ｂ ｏ ｉ ｓ ｌｉ ｎ ｒ ｌｙ ａ ｏ Ｃ ｎ ｈ ｒ ｆ ｒ ｈｅ ｃ ｙ ｔｌｉ ａｉ ｎ ａ
生物柴油低温流动性及其降凝剂的研究进展
生物柴油低温流动性及其降凝剂的研究进展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[。
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0℃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. 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Table 1 The relative content of fatty acid methyl esters in bio-diesel from 7 differe从表1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。
表2 7种植物油生物柴油的低温流动性能和粘度数据Table 2 The Low-temperature Fluidity and viscidity of bio-diesel drelived from 7 kind柴油的低温流动性能关系密切。
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。
柴油降凝剂工艺研究进展
当代化工研究Modern Chemical Research140工艺与设备2020•门柴油降凝剂工艺研究进展*邵将(河南井田油料有限公司河南450000)摘耍：柴油在我国各行各业中都有着十分广泛餉应用，是支持我国社会发展的重要能源.但在寒冷的气候下，柴油会随着气候餉降低而逐渐凝固，这使得它无法发挥出自身的作用，为了能够改变柴油遇冷凝固的现象，柴油降凝剂工艺出现了.柴油降凝剂能够改善柴油的流动性，为在寒冷气候下使用柴油提供了巨大的便利性.关键词：柴油；降凝剂工艺；研究进展中图分类号：TQ423.2文献标识码：AResearch Progress of Pour Point Depressant Technology for Diesel FuelShao Jiang(He'nan Minefield Oil Co.,Ltd.,He'nan,450000)Abstracts Diesel oil is widely used in all walks of life in China,and it is an important energy to support the development of our society. However,in the cold climate,diesel will gradually solidify with the decrease of the climate,which makes it unable to play its own role.In order to change the p henomenon of c old solidification of d iesel,diesel p our p oint depressant technology appears.Diesel p our p oint depressant can improve the fluidity of d iesel oil and p rovide great convenience f or using diesel oil in cold climate.Key words：diesel oik pour p oint depressant technology\research progress在低温环境下，柴油中的蜡会逐渐形成三维网状的结晶体，流动性会变得很差。
一种生物柴油降凝剂的研制
干燥 得到 纯 的 甲基 丙烯 酸高碳 酯混 合物 。
一
般 而言 ， 响 甲基 丙 烯 酸高 碳 酯合 成 的因素 影
３ ４聚 ａ ． 一羟基 甲基丙 烯酸 高碳酯 降凝 效果 的研 究
生物柴 油 的低温 流动性 主要 与油 品 中的饱 和脂
主要 有 ： 甲基 丙烯 酸和 高碳醇 的摩尔 比、 １ ５ （ ， 苯 二 酚 用 量 ， ． ） 对 为 ０９ （ ， ． 叫） 反应 温度 为 １ ０℃ ， ２ 反应 时 间为 ３ｈ ，
窄 ， 物柴 油 的冷滤点 就越 难 降低 。因此 ， 生 国外 添加
剂公 司 的 生 物 柴 油 降 凝 剂 的 推 荐 典 型 加 剂 量 为 Ｂ０ １ ０生物柴 油质 量 分数 的 ０ ２ ～ １ 。表 １和表 ．
们
ＯＨ ． Ｏ Ｒ
们
一
ＣＨ ２ －
ｏ
响聚 ａ 一羟 基 甲基 丙 烯 酸 高 碳 酯 转 化 率 的 主 要 因 素 。经 实验探 索 ， 甲基 丙 烯 酸 高碳 酯 和 甲基丙 烯 当
酸 一２ 一羟基 乙酯 的摩 尔 比为 ４： ， 发 剂 用量 为 １引 １ （ 、 度 为 １ ０℃ 和 反 应 时 间 为 ５ ｈ的条 件 ） 温 ２
量 、 聚剂对 苯二 酚 的用 量 、 阻 反应温 度 和时 间。经试
肪酸分 布相 关 。饱 和脂 肪 酸 含 量 越 高 、 布范 围越 分
验 考察 ， 到合成 甲基丙 烯 酸 高 碳 酯 的最 佳 工 艺条 得 件为 ： 甲基 丙 烯 酸 和 高 碳 醇混 合 物 的 摩尔 比为 １：
ＣＨ － ２－
＋
ＯＨ
七
下 ， 应能够 较 为完全 地进行 。 反 ３ ３聚 ａ ． 一羟基 甲基 丙烯 酸高 碳酯 的表征 聚合产 物 的红外谱 图如 图 １ 示 。 所
生物柴油降凝方法的研究
生物柴油降凝方法的研究随着全球能源危机的不断加剧，以及对环境保护要求的提高，生物柴油作为一种可再生、环保的替代燃料逐渐受到人们的关注。
然而，生物柴油在低温环境下容易产生结晶，导致降低了其流动性，甚至无法正常使用。
因此，研究生物柴油降凝方法成为迫切的需求。
在生物柴油降凝方法的研究中，首先需要考虑的是添加剂的选择。
添加剂可以改善生物柴油的低温特性，提高其降温效果。
常用的添加剂包括冬化剂、溶解剂和表面活性剂等。
冬化剂能够改善生物柴油的流动性，降低其凝固点；溶解剂可以降低生物柴油的结晶程度，提高其低温性能；表面活性剂则可以在生物柴油颗粒表面形成保护膜，防止结晶的发生。
通过合理选择和调配这些添加剂，可以有效提高生物柴油的低温性能。
其次，温控技术也是生物柴油降凝研究的重要内容之一。
通过控制生物柴油在低温环境下的温度，可以改善其流动性。
常见的温控技术包括预热装置、加热系统和恒温箱等。
预热装置能够在生物柴油进入燃烧系统之前对其进行预热，提高其低温性能；加热系统则可以在生物柴油运输和储存过程中对其进行加热，防止凝固的发生；恒温箱则可以将生物柴油置于恒定温度下，保持其正常的流动性。
通过采用适当的温控技术，可以有效解决生物柴油降凝问题。
此外，物理方法也是一种常用的生物柴油降凝方法。
物理方法包括超声波处理、微波加热和振荡机械搅拌等。
超声波处理可以通过产生高频振动来破坏生物柴油中的结晶，从而降低其凝固点；微波加热则可以利用微波的热效应将生物柴油加热到一定温度，提高其低温性能；振荡机械搅拌可以通过搅拌使生物柴油中的结晶分散，防止其堆积。
这些物理方法简单易行，且对生物柴油质量无影响，值得进一步研究和应用。
综上所述，生物柴油降凝方法的研究是解决生物柴油低温性能问题的关键。
选择合适的添加剂、采用温控技术以及利用物理方法都可以有效提高生物柴油的低温性能，为其广泛应用提供技术支持。
随着科技的不断发展，相信生物柴油降凝技术将不断创新，为推动可持续发展做出更大的贡献。
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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。
E -mail :shijiaj ia20072007@ 。
生物柴油是以油料作物、野生油料植物和工程藻类等水生植物油脂、以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的一种可再生的清洁燃料。
性能接近于柴油,与石化柴油以任意比例混合,制成生物柴油混合燃料。
生物柴油一般由不饱和脂肪酸甲酯(如油酸甲酯、亚麻酸甲酯、亚油酸甲酯等)和饱和脂肪酸甲酯(如软脂酸甲酯、硬脂酸甲酯等)组成[1]。
从化学组成上看,生物柴油一般为直链分子,通常有14～18个碳原子;含有一定量的氧元素;除少量的饱和脂肪酸甲酯外,都有一个以上的双键[2]。
与普通矿物柴油平均15个碳链相近,其他物理性能也比较接近,可以替代矿物柴油作为燃料供发动机使用。
生产生物柴油,一方面可缓解对石油的依赖;另一方面可提高燃烧热效率,更重要的是可减少环境污染。
然而,应用生物柴油还存在一些问题,其中之一是低温流动性差。
其凝固点和冷滤点很高,低温情况下容易结晶析出,低温结晶会堵塞发动机的管道和过滤器,使发动机无法正常使用。
因此改善生物柴油的低温流动性能,研究生物柴油降凝剂十分重要。
有一些提高生物柴油低温流动性能的方法,但存在一些缺点:①改变生物柴油结构,改变生物柴油中酯基;但其成本较高,难以实现产业化;②冬化处理,去除高熔点组分;这种方法产率较低,资源浪费严重;③混入一定量的精制柴油,虽然可有效改进生物柴油的低温流动性能,但仍不能摆脱对矿物质石油的依赖;④加入低温流动改进剂,由于加入量少、成本低、操作方便,已成为改善生物柴油低温流动性能的首选方法。
1 影响生物柴油低温流动性能的主要因素1.1 脂肪酸甲酯含量与分布生物柴油中饱和脂肪酸甲酯含量越高,且饱和脂肪酸甲酯中长链脂肪酸甲酯越多,该生物柴油低温流动性就越差。
当生物柴油中含有相对较多的高熔点饱和长链脂肪酸甲酯时,在低温条件下,这些脂肪酸甲酯极易结晶析出,影响生物柴油的低温流动性能。
1.2 酯基结构改变生物柴油中酯基是在合成生物柴油时用不同的醇作原料合成不同结构的酯,利用空间结构不同改变生物柴油冷凝点。
相同碳数生物柴油的支链越多,其链长越短,饱和脂肪酸甲酯的粘度、闪点、倾点和浊点线性越低,其低温流动性越好。
1.3 杂质影响生物柴油产品中,有很多杂质会影响生物柴油的低温流动特性。
如原料中含有的高熔点甘油二酯、甘油单酯;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等,这些物质都是其低温流动性能的影响因素。
2 添加降凝剂提高生物柴油低温流动2.1 柴油降凝剂一般的柴油降凝剂都含有一非极性基团和一极性基团,非极性基团与蜡作用,起共晶作用;极性基团则起到抑制蜡晶生长的作用。
柴油降凝剂不能阻止蜡晶晶核产生,但能改变蜡晶的形状,阻碍晶体增长与聚集,而生物柴油与石化柴油晶体的生长与聚集是类似的[3,4],因此添加现有柴油降凝剂是改进生物柴油流动性的一种方法。
Dunn等[5]对市场中出售的12种降凝剂对大豆油生物柴油的低温性能影响做了研究,研究表明降凝剂8500Winterflow和DFI-200能使倾点下降6℃,但对浊点没有影响。
韩伟等[6]研究5种柴油低温流动改进剂效果,然后将柴油低温流动改进剂A (PRI-FLOW型)、D(JN-2000型)、E(冰灵牌),二元或三元复配后,最多能降低生物柴油冷滤点8℃,降滤效果较好。
陈伟等[7]研究不同的柴油降凝剂之间进行复配,当降凝剂ZL、PO、PA添加量各为0.1%复配时对棕榈油生物柴油有最好的降凝助滤效果,可使凝点降低15°C,冷滤点降低4℃。
巫淼鑫等[8]研究考察了5种柴油降凝剂对大豆油生物柴油低温流动性能的影响,降凝剂1、2是聚乙烯基酯类聚合物,降凝剂3是α-烯烃共聚物,降凝剂4、5是乙丙共聚物,其中前三种降凝剂能有效降低生物柴油的凝点和倾点,降凝剂1能小幅度改善冷滤点,五种降凝剂都能使生物柴油的黏度小幅上升。
柴油降凝剂应用于生物柴油中,对其低温流动性有一定改善作用,未来可以从调整研究柴油降凝剂方面,研制专门针对生物柴油低温流动改进剂。
2.2 生物柴油低温改进剂尽管柴油降凝剂对改善生物柴油低温流动性能具有一定效果,但针对生物柴油组分结构特点,研制出适合不同生物柴油的改进剂是本领域的研究方向和热点之一,目前国内外应用了多种方法进行合成,并取得了一定的成果。
Kazancev等[9]研究提高纯菜籽油低温性,发现降凝剂Chimec6635最有效,当加入量为1000mg/ kg时能使菜籽油冷滤点从-5°C降到-19°C;而且为了进一步改善菜籽油低温性,加入猪油和亚麻籽油三者以20∶4∶1比例混合,当加入Viscoplex10-35 (加量为5000m g/kg)时发现也最有效果。
Chiu C W等[10]将Bio Flow-870、Bio Flo w-875加入到生物柴油中,考察其对生物柴油浊点、冷凝点影响。
实验表明:Bio Flow-875、Bio Flow-870在加入量为0. 1%时,可分别使冷凝点从-6℃降至-9°C和-18°C,但对冷滤点几乎没有影响。
奥施拉等[11]利用甲基丙烯酸酯或苯乙烯与含氧甲基丙烯酸酯合成高聚物分子,将其应用于市场上三种不同的菜籽油生物柴油,在添加量为0.5%时,分别使冷滤点下降8、10、15°C。
Huang等[12]研究了苯乙烯酯聚合物(M SC)、甲基丙烯酸酯聚合物、乙酸乙烯酯聚合物及其复配混合物对菜籽油生物柴油冷滤点、倾点的改善效果,结果发现MSC类低温流动改进剂在添加量为0.75%～1.0%时,可使生物柴油冷滤点降低8～10°C,倾点降低30～33°C。
Krull等[13]用乙烯和乙酸乙烯酯合成共聚物,并用马来酸酐与α-烯烃合成梳状分子,两者复配,在添加量为0.2%时,能使菜籽油生物柴油冷滤点下降15°C,同时能使80%菜籽油生物柴油和20%葵花籽油生物柴油的混合物以及90%菜籽油生物柴油和10%大豆油生物柴油的混合物冷滤点均下降18°C。
总之,生物柴油低温流动改进剂的研制应有针对性地进行烷基丙烯酸酯类、乙酸乙烯酯类、马来酸酐类及α-烯烃类共聚物的合成,以求达到理想的改进效果。
2.3 潜在添加剂针对生物柴油自身特点而开发的降凝剂还很少,有些添加剂对生物柴油的冷滤点降低无效,添加剂能降低PP,有时也会降低CP;添加剂不是总能影响CP,通过抑制晶体成长,以免堵塞过滤器,起到一个晶体聚集作用。
目前国内外研究一些潜在物质作为生物柴油添加剂,从它们结构组成等方面进行研究,为研制出专门生物柴油添加剂提供一定的帮助。
Nascimento等[14]研究各种羧酸(线性、支链、不同碳原子等)和各种醇(环状、支链烷基、烷氧基)形成各类酯。
通过DSC测试表明添加剂相对分子质量、分子结构和浓度都能影响棕榈油甲酯结晶温度,最多降低10°C。
从降低晶化温度上看,最佳结合是用棕榈酸和环己醇或2-乙基己醇合成的酯。
Dmy try shy n等[15]研究分析表明:合成的油菜甲酯是最有潜能成为燃料或者添加剂,因为它的物理和化学结构跟柴油类似。
Kno the等[16]研究一些新颖脂肪型双酯,用双羧基酸与两分子醇,或双羟基醇与两分子酸反应生成这些双酯,通过PCI分析研究表明,它们能作为潜在的添加剂改善低温流动性,应用于生物柴油中。
通过共晶从而阻碍晶体增长,结果发现添加量在2%时,对浊点和倾点的影响不大(≤1℃),随添加剂量增至10%,效果不明显。
Ming 等[17]研究各种方法降低棕榈油产品的倾点和浊点,通过添加1.0%二羟基脂肪酸于POM EPO(棕榈油甲酯与棕榈油以2∶1混合所得),倾点降低幅度最多为7.5°C,把1.0%二羟基脂肪酸和1.0%棕榈型多元醇一起加入到棕榈油甲酯中可使其浊点降低幅度最多为10.5°C,研究也表明通过添加剂混合,能够很好地降低倾点和浊点。
聚合物类添加剂能降低倾点,有时也会降低浊点。
Sern等[18]研究了12种物质对棕榈油甲酯倾点影响,其中5种物质不溶于棕榈油甲酯,剩下7种物质中只有1-十八烯马来酸酐聚合物降凝效果好。