生物柴油标准中的各项指标分析
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资料来源:转自韩德奇等《生物柴油的现状与发展前景》我国生物柴油国家标准柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)GB/T20828-2007 2007-5-1《生物柴油中游离甘油和总甘油的测定》和《生物柴油氧化安定性的测定》已完成并进入报批程序;两个分析方法标准《柴油机燃料中生物柴油含量的测定》和《生物柴油中酯含量的测定》也正在制定中。
首项生物柴油国家标准目前进入报批程序(2006.7.26)由中国石油化工股份有限公司提出、石油化工科学研究院起草的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》已进入报批程序。
据标准起草人、石油化工科学研究院张永光教授介绍,与矿物柴油相比,生物柴油具有以下5个方面的优势:一是生物柴油的硫含量低,可减少约30%(有催化剂时为70%)的二氧化硫和硫化物的排放,10%(有催化剂时为95%)的一氧化碳排放以及50%的二氧化碳排放,且不含有对环境造成污染的芳烃,生物柴油可降低90%的空气毒性,采用生物柴油的发动机废气排放可以满足欧洲Ⅲ号排放标准。
二是生物柴油具有较好的润滑性能,可以降低喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损,这些部件的使用寿命可比普通柴油长。
三是生物柴油的闪点高于普通柴油,不属于危险品,在运输、储存、使用等方面的安全性均好于普通柴油。
四是生物柴油的十六烷值高。
十六烷值是衡量柴油点火性能的重要指标,十六烷值高,说明生物柴油具有良好的燃料性能。
五是生物柴油的原料不同于普通柴油的原料矿物质石油。
生物柴油是一种可再生能源,也是一种降解性较高的能源。
据介绍,生物柴油是由动、植物油脂与醇(例如甲醇或乙醇)经酯交换反应制得的脂肪酸单烷基酯,最典型的生物柴油是脂肪酸甲酯。
原料来源主要有油料作物、油料林木果实、油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等。
生物柴油于1988年诞生于德国,我国从2001年开始生产生物柴油。
目前全国生产生物柴油的企业有数十家,年产量超过10万吨。
据国家发改委能源研究所可再生能源发展中心副主任任东明博士预测,2010年,我国生物柴油生产能力可达20万吨;到2020年,我国生物柴油生产能力要达到200万吨。
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。
生物柴油提炼自动植物油,普遍用于拖拉机、卡车、船舶等。
它是以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等,野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。
生物柴油是生物质能的一种,它是生物质利用热裂解等技术得到的一种长链脂肪酸的单烷基酯。
生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物,这些混合物主要是一些分子量大的有机物,几乎包括所有种类的含氧有机物。
科标检测生物柴油检测标准如下:
GB/T20828-2007柴油机燃料调合用生物柴油
GB/T25199-2010生物柴油调合燃料(B5)
LY/T2219-2013生物柴油用木本油脂
NB/SH/T0831-2010生物柴油中脂肪酸甲酯及亚麻酸甲酯含量的测定气相色谱法
NB/SH/T0873-2013生物柴油及其调合燃料氧化安定性的测定加速氧化法
SH/T0796-2007B-100生物柴油脂肪酸甲酯中游离甘油和总甘油含量测定法
SN/T2995-2011B-100生物柴油脂肪酸甲酯中游离甘油和总甘油测定标准试验方法10
科标化工以“专心、专业、专注“为宗旨,致力于实现研究和应用的对接,从而推动化工行业的发展。
生物柴油bd100标准生物柴油BD100标准。
生物柴油BD100是一种由100%生物质原料生产的柴油燃料,它不仅可以作为传统柴油的替代品,还具有环保、可再生等优点。
生物柴油BD100标准的制定和执行,对于推动生物柴油在交通运输领域的应用具有重要意义。
首先,生物柴油BD100标准的制定需要考虑生物质原料的选择和生产工艺。
生物柴油的原料主要包括油料作物、油脂、废弃食用油和动植物油等,这些原料的选择对生物柴油的质量和性能具有重要影响。
在生产工艺上,需要确保生物柴油的生产过程符合环保要求,同时保证产品的质量稳定和可再生性。
其次,生物柴油BD100标准需要明确燃料的性能指标和质量要求。
生物柴油作为一种替代燃料,其性能指标和质量要求需要与传统柴油相匹配,以确保在各种柴油发动机中的可兼容性和可燃性。
此外,还需要考虑生物柴油在低温环境下的流动性和稳定性,以及对发动机和排放系统的影响。
另外,生物柴油BD100标准的执行需要建立健全的监管体系和技术支持体系。
监管体系需要确保生物柴油的生产、运输、储存和销售等环节符合标准要求,防止掺假和不合格产品的流入市场。
技术支持体系需要为生物柴油的生产和应用提供技术指导和支持,促进生物柴油产业的健康发展。
总的来说,生物柴油BD100标准的制定和执行是一个系统工程,需要政府、企业和科研机构等多方合作,共同推动生物柴油产业的发展。
只有通过建立完善的标准体系和质量监管体系,才能确保生物柴油的质量和安全,促进其在交通运输领域的广泛应用,为环保和可持续发展做出贡献。
希望未来能够看到更多的生物柴油产品符合BD100标准,为环境保护和能源替代作出积极贡献。
b35生物柴油标准
B35是一种含有35%棕榈油混合燃料的燃料,属于生物柴油的一种。
B35是以棕榈油为基础的植物燃料,即脂肪酸甲酯(FAME)与柴油的混合物。
混合物中的棕榈油含量高达35%,而另外65%是柴油。
以上内容仅供参考,如需更具体准确的解释,建议查阅关于B35生物柴油标准的资料、文献,或者咨询相关业内人士。
B35生物柴油标准通常涉及到以下几个方面的规定:
1. 原料标准:用于生产B35生物柴油的原料必须是可再生的、环保的,并且需要符合一定的质量标准。
棕榈油是其中一种常用的原料,但也需要满足一定的脂肪酸含量和其他质量指标。
2. 生产工艺:B35生物柴油的生产工艺需要符合环保要求,不能产生过多的废气、废水和其他污染物。
同时,生产过程中的能耗和资源消耗也需要符合相关标准。
3. 产品标准:B35生物柴油作为一种燃料,需要符合一定的理化指标和性能要求。
例如,其闪点、十六烷指数、氧化安定性等需要达到一定的标准。
此外,B35生物柴油还需要满足环保要求,如硫、氮等污染物的含量需要限制在一定范围内。
4. 标识和追溯:B35生物柴油需要按照规定进行标识,包括原料来源、生产厂家、生产日期等信息。
同时,为了确保产品的可追溯性,还需要建立相应的追溯体系。
总之,B35生物柴油标准涉及到多个方面,其制定和实施对于推动生物柴油产业的发展和环保具有重要意义。
如需了解更多关于B35生物柴油标准的细节,建议咨询专业人士或查阅相关文献资料。
关于生物柴油与0#轻柴油的技术指标的对比分析
生物柴油(BD100)和轻柴油技术要求和试验方法对比
从生物柴油和0#柴油的质量标准对比中可以看出:闪点、冷滤点、酸价三个指标均达不到0#柴油的标准,其余各项技术指标均等于或好于0#柴油标准,当生物柴油和石化柴油混配成调合燃料其闪点完全达到0#柴油的技术要求,而氧化安定性两种油品的分析方法不同,指标没有可比性,对于生物柴油调配石化柴油用作燃料油时,因为两种油品本身仅仅是物理混合,之间没有化学反应的产生,因此除冷滤点、酸价其余技术指标均可采用0#轻柴油的技术要求。
生物柴油的酸价国家标准规定为不大于0.8mgKOH/g,是标识生物柴油里游离脂肪酸的含量,一般0.8mgKOH/g酸价的生物柴油相当于生物柴油里含有0.3-0.4%的游离脂肪酸,具体含量跟生物柴油的分子量有关。
如果把生物柴油的符合标准的酸价换算成石化油的酸值指标相当于70 mgKOH/100ml,而石化柴油的指标只有7 mgKOH/100ml,而两者的腐蚀性相当。
混配后的生物柴油调合燃料油的酸价可以根据混配前的酸价价进行加权计算的。
我国生物柴油原料主要以废弃油脂为主,废弃油脂里有大量的动物油脂,冷滤点偏高,在气温低的时候会出现生物柴油结晶而呈白色沉淀,在北方大部分地区在冬季如果不混配石化柴油无法使用,根据各地冬季低温来决定混配的量和混配石化柴油的牌号。
生物柴油标准中的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110℃,远超过石油柴油的70℃,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130℃,欧洲标准要求不低于120℃。
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500 mg/kg。
机械杂质:指存在于油品中所有不溶于规定溶剂的杂质。
机械杂质对发动机零部件的磨损以及运转是否正常都有严重影响。
生物柴油中不允许有机械杂质。
欧洲生物柴油标准要求总杂质含量不超过24 mg/kg。
运动粘度:运动粘度表示生物柴油在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同温度下生物柴油的动力粘度与密度之比。
对于一些发动机而言,为了防止喷射泵和喷射器泄漏而造成功率损失,可设定一个粘度最小值;另一方面,通过对发动机的设计尺寸、喷油系统特性的考虑,限定了允许粘度的最大值。
生物柴油的粘度高于石油柴油,调入2~20%的生物柴油到石油柴油中后,柴油的粘度会增加,但也能满足标准对柴油运动粘度的要求。
美国标准要求生物柴油40℃运动粘度为 1.9~6.0 mm2/s,欧洲标准要求40℃运动粘度为 3.5~5.0 mm2/s。
生物柴油与普通柴油的比较能量:普通柴油的热值为35.5MJ/L,十六烷值为50(标准);生物柴油热值为32.4~36.7MJ/L,十六烷值为52~70。
虽然生物柴油热值稍低,但其十六烷值高,而且生物柴油成分中含氧,与普通柴油混合时燃烧更为完全,热效率更高,所以,混合使用可获得良好的动力性,能达到利用柴油的最大功率,并有良好的超负荷特性。
环境污染:与普通柴油相比,采用生物柴油的汽车尾气中有毒有机物排放量仅为10%,颗粒物仅为20%,一氧化碳排放量(有催化剂时)可减少95%,无二氧化硫和铅等有毒物质的排放。
性质:生物柴油的性质与普通柴油十分接近。
如运动粘度普通柴油为3~8,生物柴油为5~10,单独使用或与柴油按任何比例掺混使用,对发动机和油路均无需作任何改动,除单独使用感觉动力稍小外,低于50%掺混使用与普通柴油无任何区别机械损伤:对发动机、油路无腐蚀、喷咀无结焦、燃烧室无积炭。
具有良好的润滑性能,使喷油泵、发动机缸体和连杆磨损率降低。
安全性:生物柴油由于闪点高,不属于危险品,储存、运输、使用较为安全。
与常规柴油相比,生物柴油具有下述无法比拟的性能1.具有优良的环保特性。
主要表现在由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫化物的排放低,可减少约30%(有催化剂时为70%);生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。
检测表明,与普通柴油相比,使用生物柴油可降低90%的空气毒性,降低94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%);生物柴油的生物降解性高。
2.具有较好的低温发动机启动性能。
无添加剂冷滤点达-20℃。
3.具有较好的润滑性能。
使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。
4.具有较好的安全性能。
由于闪点高,生物柴油不属于危险品。
因此,在运输、储存、使用方面的安全性又是显而易见的。
5.具有良好的燃料性能。
2007年1月国家标准化管理委员会以标准号GB/T 20828-2007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》项目质量指标S500 S50 试验方法密度(20℃),(kg/m3)820~900 GB/T 2540a运动黏度(40℃)/(mm2/s)~ GB/T 265闪点(闭口)/℃不低于130 GB/T 261冷滤点/℃报告SH/T 0248硫含量(质量分数)/% 不大于SH/T 0689b蒸余物残炭(质量分数)/% 不大于GB/T 17144c硫酸盐灰分(质量分数)/% 不大于GB/T 2433水含量(质量分数)/% 不大于SH/T 0246机械杂质无GB/T 511d铜片腐蚀(50℃,3h)/级不大于 1 GB/T 5096十六烷值不小于49 GB/T 386氧化安定性(110℃)/h 不小于EN 14112酸值/(mgKOH/g)不大于GB/T 264f游离甘油质量(质量分数)/% 不大于ASTM D6584总甘油含量(质量分数)/% 不大于ASTM D658490%回收温度/℃不高于360 GB/T 6536a 也可用GB/T 5526、GB/T884、GB/T 1885方法测定,以GB/T 2540仲裁。
b 可用GB/T 380、GB/T 11131、GB/T 11140、GB/T 12700和GB/T 17040方法测定。
结果有争议时,以SH/T 0689方法为准。
c 可用GB/T 268方法测定。
结果有争议时,以GB/T 17144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/T 511测定。
e 可加抗氧剂。
投4阀f 可用GB/T 5530方法测定,结果有争议,以GB/T 264仲裁。
表4 现阶段生物柴油的德国标准(DINV51606)名称标准值检验方法15℃时的密度/g. Ml-1 ~DIN EN ISO3675 40℃时的动力粘度/ ~DIN EN ISO3104按Pensky-Martens法≥110 DIN EN ISO22719 在密闭杯中的闪点/℃冷滤点(CFPP)/℃DIN EN 1164月15日-9月30日≤010月1日-11月15日≤-1011月16日-2月28日≤-203月1日-4月14日≤-10硫含量(质量分数),% ≤ DIN EN ISO14596 残炭(质量分数),% ≤ DIN EN ISO10370十六烷值≥49 DIN51773灰分(质量分数),% ≤ DIN51575水分/ ≤300 DIN51777-1总杂质/ ≤20 DIN51419对铜的腐蚀效能1 DIN EN ISO2160(在50℃时3 h腐蚀程度)氧化稳定性,诱导期/h 未给出IP306中和值(KOH)/ ≤ DIN51558-1甲醇含量(质量分数),% ≤碘值/g.(100g)-1 ≤115 DIN53241-1磷含量/ ≤10 DIN51440-1碱含量(Na+K)/ ≤5 依据DIN51797-3,增加钾表5 生物柴油和常规柴油的性能比较特性生物柴油常规柴油冷滤点(CFPP)/℃夏季产品-10 0冬季产品-20 -2020℃的密度/40℃动力粘度/ 4~6 2~4闭口闪点/℃>100 60十六烷点≥56 ≥49热值/ 32 35燃烧功效(柴油=100%),% 104 100硫含量(质量分数),% <<氧含量(体积分数),% 10 0燃烧1 kg燃料按化学计算法的最小空气耗量/kg 水危害等级 1 2。
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。
生物柴油B5标准《生物柴油调和燃料(B5)》标准(以下简称B5标准)9月26日经国家质检总局、国家标准委联合发布。
B5 B5标准实施后,生物柴油可以根据标准加入到石油柴油中,这为生物柴油进入销售环节打开了通道。
所谓的生物柴油调和燃料(B5),就是2%~5%(体积分数)生物柴油与95%~98%(体积分数)石油柴油的调合燃料。
生物柴油又称脂肪酸单烷基酯,是由动植物油脂与醇(例如甲醇或乙醇)经酯交换反应制取而成。
我国在2005年开始大规模介入生物柴油行业。
而就在此后的两年间,我国生物柴油行业经历了从波峰到波谷的跌宕起伏。
2005年,国际原油价格和动植物油脂价格的低位状态,以及欧洲生物柴油发展态势促使国内大量投产生物柴油,生物柴油产能从零发展到约300万吨的规模。
到2007年时,国际原油价格上涨带动了整个食用油脂和工业油价格的大幅上涨,绝大多数生物柴油企业陆续关闭。
由于缺乏国家统一标准,生物柴油不能加入到石油柴油中去,因此不可能进入主流销售渠道。
大多数生物柴油被当做化工原料——脂肪酸甲酯出售,有些则作为渔船、小型发电厂、工业窑炉的补充燃料。
另一方面,虽然国家对生物柴油持肯定态度,由于相关标准的缺乏,国家未能及时出台相关的扶持政策。
从2003年开始,我国开始了一系列生物柴油有关产品标准、试验方法的制定工作。
2007年,我国发布了第一个生物柴油产品标准——BD100标准。
2009年4月,B5标准通过审查,该标准将于2011年2月1日正式实施。
国际上B5标准已经上升到B7,如果原料问题逐步得到解决,并有市场需求的话,会适当出台B7的标准。
”所谓B7,则是指把7%(体积分数)的生物柴油与93%(体积分数)的石油柴油进行调合后所得的调和燃料。
最新发布的B5标准对由生物柴油和石油柴油调合的生物柴油调合燃料(B5)的术语和定义、分类和标记、要求和试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存及安全进行了规定。
生物柴油调和燃料的氧化安定性是一个非常重要的指标,就是指生物柴油调和燃料需要满足哪些指标才能保证在一定的储存时间内仍然保证质量合格。
生物柴油B5标准《生物柴油调和燃料(B5)》标准(以下简称B5标准)9月26日经国家质检总局、国家标准委联合发布。
B5 B5标准实施后,生物柴油可以根据标准加入到石油柴油中,这为生物柴油进入销售环节打开了通道。
所谓的生物柴油调和燃料(B5),就是2%~5%(体积分数)生物柴油与95%~98%(体积分数)石油柴油的调合燃料。
生物柴油又称脂肪酸单烷基酯,是由动植物油脂与醇(例如甲醇或乙醇)经酯交换反应制取而成。
我国在2005年开始大规模介入生物柴油行业。
而就在此后的两年间,我国生物柴油行业经历了从波峰到波谷的跌宕起伏。
2005年,国际原油价格和动植物油脂价格的低位状态,以及欧洲生物柴油发展态势促使国内大量投产生物柴油,生物柴油产能从零发展到约300万吨的规模。
到2007年时,国际原油价格上涨带动了整个食用油脂和工业油价格的大幅上涨,绝大多数生物柴油企业陆续关闭。
由于缺乏国家统一标准,生物柴油不能加入到石油柴油中去,因此不可能进入主流销售渠道。
大多数生物柴油被当做化工原料——脂肪酸甲酯出售,有些则作为渔船、小型发电厂、工业窑炉的补充燃料。
另一方面,虽然国家对生物柴油持肯定态度,由于相关标准的缺乏,国家未能及时出台相关的扶持政策。
从2003年开始,我国开始了一系列生物柴油有关产品标准、试验方法的制定工作。
2007年,我国发布了第一个生物柴油产品标准——BD100标准。
2009年4月,B5标准通过审查,该标准将于2011年2月1日正式实施。
国际上B5标准已经上升到B7,如果原料问题逐步得到解决,并有市场需求的话,会适当出台B7的标准。
”所谓B7,则是指把7%(体积分数)的生物柴油与93%(体积分数)的石油柴油进行调合后所得的调和燃料。
最新发布的B5标准对由生物柴油和石油柴油调合的生物柴油调合燃料(B5)的术语和定义、分类和标记、要求和试验方法、检验规则及标志、包装、运输和贮存及安全进行了规定。
生物柴油调和燃料的氧化安定性是一个非常重要的指标,就是指生物柴油调和燃料需要满足哪些指标才能保证在一定的储存时间内仍然保证质量合格。
生物柴油的理化指标及测定方法生物柴油主要由C、H、0三种元素组成。
作为柴油的替代燃料,生物柴油应当满足柴油的使用要求,才能保证其作为燃料使用。
因此,评价生物柴油是否可以作为柴油的替代燃料,首先应当看其是否具有同矿物柴油相近的性质,主要有以下几方面的性质和考察指标:① 良好的燃烧性能——十六烷值;② 良好的蒸发性能——馏程及馏出温度;③ 良好的常温和低温流动性能——黏度、密度及冷滤点;④ 良好的安全性——闪点、燃点;⑤ 对发动机无腐蚀——酸度及酸值;⑥ 良好的动力性能——热值。
其次,受生产原料和工艺影响的生物柴油特有指标,如甲醇含量、甘油含量、游离脂肪酸、磷含量等。
1.1 十六烷值(CN值)燃烧性能是评价燃料油品质的重要指标,而CN值是衡量燃料在压燃式发动机中燃烧性能好坏的重要指标。
柴油机属压燃式发动机,要求柴油喷入气缸与压缩空气相混和后,在高温高压条件下自燃,并在气缸中燃烧作功。
柴油的CN值影响整个燃烧过程。
CN值低,则燃料发火困难,滞燃期长,发动机工作时容易爆震;而当CN值过高时,反而会因滞燃期太短而导致燃烧不完全、发动机功率降低、耗油增加和冒黑烟等后果。
一般认为,适宜的柴油CN值应为45—60,可以保证柴油均匀燃烧,热功率高,耗油量低,发动机工作平稳,排放正常。
根据Harrngton和Gerhard 等人的研究,碳链长度的增加有助于CN值的提升,而不饱和双键数目的增加则会使CN值有所降低。
生物柴油的CN值比普通矿物柴油要略高,通常为50—60之间。
CN值的测定有“临界压缩比法”“延滞点火法”和“同期闪火法”,我国国家标准(GB386-64)规定采用“同期闪火法”。
2 馏程(95% )生物柴油是由一系列复杂的脂肪酸甲酯组成的混合物,因而与纯化合物不同,没有一个固定的沸点,其沸点随气化率的增加而不断升高,因此生物柴油的沸点以某一温度范围表示,这一温度范围称沸程或馏程。
柴油的馏程是保证柴油在发动机气缸内迅速蒸发气化和燃烧的重要指标。
生物柴油的理化指标及测定方法生物柴油主要由C、H、0三种元素组成。
作为柴油的替代燃料,生物柴油应当满足柴油的使用要求,才能保证其作为燃料使用。
因此,评价生物柴油是否可以作为柴油的替代燃料,首先应当看其是否具有同矿物柴油相近的性质,主要有以下几方面的性质和考察指标:① 良好的燃烧性能——十六烷值;② 良好的蒸发性能——馏程及馏出温度;③ 良好的常温和低温流动性能——黏度、密度及冷滤点;④ 良好的安全性——闪点、燃点;⑤ 对发动机无腐蚀——酸度及酸值;⑥ 良好的动力性能——热值。
其次,受生产原料和工艺影响的生物柴油特有指标,如甲醇含量、甘油含量、游离脂肪酸、磷含量等。
1.1 十六烷值(CN值)燃烧性能是评价燃料油品质的重要指标,而CN值是衡量燃料在压燃式发动机中燃烧性能好坏的重要指标。
柴油机属压燃式发动机,要求柴油喷入气缸与压缩空气相混和后,在高温高压条件下自燃,并在气缸中燃烧作功。
柴油的CN值影响整个燃烧过程。
CN值低,则燃料发火困难,滞燃期长,发动机工作时容易爆震;而当CN值过高时,反而会因滞燃期太短而导致燃烧不完全、发动机功率降低、耗油增加和冒黑烟等后果。
一般认为,适宜的柴油CN值应为45—60,可以保证柴油均匀燃烧,热功率高,耗油量低,发动机工作平稳,排放正常。
根据Harrngton和Gerhard等人的研究,碳链长度的增加有助于CN值的提升,而不饱和双键数目的增加则会使CN值有所降低。
生物柴油的CN值比普通矿物柴油要略高,通常为50—60之间。
CN值的测定有“临界压缩比法”“延滞点火法”和“同期闪火法”,我国国家标准(GB386-64)规定采用“同期闪火法”。
2 馏程(95% )生物柴油是由一系列复杂的脂肪酸甲酯组成的混合物,因而与纯化合物不同,没有一个固定的沸点,其沸点随气化率的增加而不断升高,因此生物柴油的沸点以某一温度范围表示,这一温度范围称沸程或馏程。
柴油的馏程是保证柴油在发动机气缸内迅速蒸发气化和燃烧的重要指标。
生物柴油标准中的各项指标分析
生物柴油标准(GB/T20828-2007)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1 10℃,远超过石油柴油的70℃,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130℃,欧洲标准要求不低于120℃。
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500 mg/kg。
我国规定不超过500 mg/kg
机械杂质:指存在于油品中所有不溶于规定溶剂的杂质。
机械杂质对发动机零部件的磨损以及运转是否正常都有严重影响。
生物柴油中不允许有机械杂质。
欧洲生物柴油标准要求总杂质含量不超过24 mg/kg。
[我国没规定]
运动粘度:运动粘度表示生物柴油在重力作用下流动时内摩擦力的量度,其值为相同温度下生物柴油的动力粘度与密度之比。
对于一些发动机而言,为了防止喷射泵和喷射器泄漏而造成功率损失,可设定一个粘度最小值;另一方面,通过对发动机的设计尺寸、喷油系统特性的考虑,限定了允许粘度的最大值。
生物柴油的粘度高于石油柴油,调入2~20%的生物柴油到石油柴油中后,柴油的粘度会增加,但也能满足标准对柴油运动粘度的要求。
美国标准要求生物柴油40℃运动粘度为1.9~6.0 mm2/s,欧洲标准要求40℃运动粘度为3.5~5.0 mm2/s。
硫酸盐灰分:在生物柴油中灰分以三种形式存在:固体磨料、可溶性金属皂及未除去的催化剂。
固体磨料和未除去的催化剂能导致喷射器、燃油泵、活塞和活塞环磨损以及发动机沉积。
可溶性金属皂对磨损影响很小,但却能导致滤网堵塞和发动机沉积。
美国和欧洲标准都要求生物柴油硫酸盐灰分不超过0.02%。
硫:硫含量对于发动机磨损和沉积以及尾气污染物的排放都有很大影响,清洁燃料的一个重要指标就是低硫要求。
生物柴油的一个主要优点就是硫含量低。
美国标准要求生物柴油硫含量不超过0.05%,欧洲标准要求低于0.001%。
铜片腐蚀:是在规定条件下测试油品对铜的腐蚀倾向。
由于酸或含硫化合物的存在能使得铜片褪色,此试验可用来评测燃料系统中紫铜、黄铜、青铜部件产生腐蚀的可能性。
按照目前的标准,生物柴油的铜片腐蚀一般都能达到要求,但长期与铜接触,可能会导致生物柴油发生降解,产生游离脂肪酸和固体物质。
美国标准要求生物柴油铜片腐蚀不
高于3级,欧洲标准为1级。
十六烷值:是指在规定条件下的发动机试验中,采用和被测定燃料具有相同发火滞后期的标准燃料中正十六烷的体积百分数。
十六烷值可以评价燃料油的点火性能、白烟影响及燃烧强度。
十六烷值规格要求取决于发动机的设计尺寸、转速、负载变化特性以及初始和大气条件。
与石油柴油相比,生物柴油的一个优点就是十六烷值较高。
美国标准要求生物柴油十六烷值不低于47,欧洲标准要求超过51。
氧化安定性:氧化安定性也是生物柴油质量的一个重要指标,氧化安定性差的生物柴油易生成如下老化产物:不溶性聚合物(胶质和油泥),这会造成发动机滤网堵塞和喷射泵结焦,并导致排烟增加、启动困难;可溶性聚合物,其可在发动机中形成树脂状物质,可能会导致熄火和启动困难;老化酸,这会造成发动机金属部件腐蚀;过氧化物,这会造成橡胶部件的老化变脆而导致燃料泄漏等。
由于生物柴油很难通过纤维素滤膜,用于评价柴油氧化安定性的方法不能评价生物柴油。
目前已经发展了很多方法可评定生物柴油的氧化安定性,比较得到公认的标准方法使ISO 6886——动植物油脂氧化安定性测定法(加速氧化法)和基于此的EN 14112:2004——脂肪酸甲酯氧化安定性测定法(加速氧化法)。
欧洲标准规定生物柴油在110℃下的诱导期不低于6小时,美国标准还没有规定这一指标。
低温流动性:柴油在低温条件下的流动性能不仅关系到柴油发动机燃料供给系统在低温下能否正常供油,而且与柴油在低温下的贮存、运输、装卸等作业能否进行都有密切关系。
柴油的低温流动性能一般用浊点、冷滤点、凝点/倾点等来衡量。
在冷滤点方法出现之前,一般用浊点、凝点/倾点来评价油品的低温性能。
美国使用浊点和倾点指标划分柴油的牌号。
冷滤点与燃料实际使用温度有很好的对应关系,对柴油燃料的使用有实际指导意义,而浊点、凝点/倾点与实际情况有偏差。
100%的生物柴油的低温流动性普遍较差,冷滤点高于石油柴油。
石油柴油与生物柴油调和后,低温流动性与石油柴油的性质、生物柴油的性质、掺入量以及是否使用流动性改进剂等都有很大关系。
美国和欧洲标准都未明确规定。
残炭:残炭量用来评测燃料油中炭沉积的趋势。
残炭值越大,在柴油发动机气缸内生成积炭的倾向越大,但由于与发动机没有直接的关联性,这项性能指标被认为是一个粗劣(略)估计。
美国生物柴油标准用100%的样品来替代10%蒸余物,并按照10%蒸余物来计算,其值要求小于0.050%。
欧洲生物柴油标准是直接测试,要求100%蒸余物残炭不大于0.3%.
酸值:是指中和1克油品中的酸性物质所需要的氢氧化钾毫克数。
生物柴油的酸值测定的对象是生产过程中残余的游离脂肪酸和储存过程中降解产生的脂肪酸。
高酸值的生物柴油能加剧燃料油系统的沉积并增加腐蚀的可能性,同时还会使喷油泵柱塞副的磨损加剧,喷油器头部和燃烧室积炭增多,从而导致喷雾恶化以及柴油机功率降低和气缸活塞组件磨损增加。
美国生物柴油标准酸值不大于0.80 mg KOH/g,欧洲标准为不大于0.50 mg KOH/g。
游离甘油:高含量的游离甘油可产生喷射器沉积,也会阻塞供油系统和腐蚀发动机以及黑烟的生成,同时还能导致储存和供油系统底部游离甘油的形成。
美国和欧洲生物柴油标准都要求游离甘油的含量不超过0.02%。
总甘油、甘油单酯、二酯及三酯:总甘油方法是用来评测油品中甘油的含量,包括游离甘油和未反应或部分反应的油脂。
较低的总甘油含量能够确保油脂在转变成脂肪酸甲酯的高转化率。
甘油单酯和二酯是甘油三酯未转化完全的副产物,如果它们的浓度太高,可能导致喷射器发生沉积,并且影响低温操作性能,造成过滤器阻塞。
美国标准只规定了总甘油含量不超过0.240%,没规定甘油单酯、二酯和三酯的含量;欧洲标准规定甘油单酯、二酯和三酯含量分别为不超过0.80%、0.20%和0.20%,总甘油含量不超过0.25%。
磷含量:磷能够破坏用于排放控制系统的催化转换器,一定要保持它的低含量。
在国外,随着排放标准的曰益严格,催化转换器在柴油动力设备上的应用越来越普遍,因此低含磷量的重要性将逐渐升高。
美国和欧洲生物柴油标准都要求磷含量不大于10 mg/kg。
90%回收温度:由于生成生物柴油的动植物油脂主要是有16到18碳的脂肪酸甘油酯组成,因此所生成的生物柴油的馏程范围一般为330℃到360℃。
这一指标的作用是防止生物柴油中混入其它高沸点污染物。
美国标准规定90%回收温度不超过360℃,欧洲标准没有规定这一项目。
金属含量:残留的金属可导致发动机沉积和磨损,并造成泵和注射器失效,使柴油车排烟增大,启动困难。
酯交换反应的催化剂可向生物柴油中引入Na、K、Ca、Mg等金属,欧洲标准要求一价金属和二价金属的含量都不超过5 mg/kg,美国标准没作要求。