（应用化学专业论文）植物油制备生物柴油的研究.pdf

独创性声明 l l i i l l11 11 11 11 11 111 1iil 18 9 5 12 0 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以 外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品 成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而 使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已 在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本 人承担。 学位论文作者签名：尝耍簪衣 弦lf 年月fl ，日 学位论文版权使用授权书 江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学 术期刊( 光盘版) 电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复 印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅 和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入中国 学位论文全文数据库并向社会提供查询，授权中国学术期刊( 光 盘版) 电子杂志社将本论文编入中国优秀博硕士学位论文全文 数据库并向社会提供查询。论文的公布( 包括刊登) 授权江苏 大学研究生处办理。 本学位论文属于不保密口。 学位论文作者签名：季囊怀 2 , 0 1f 年月f 日 措刻磁名出t 冲 砌f 年6 月，易日 ， 江苏大学硕士毕业论文 摘要 随着传统化石燃料的日益短缺以及对环境问题的日益关注，替代 燃料已引起各国的关注与重视。生物柴油，作为一种很有前途的替代 原料，它是指利用动植物油脂与低碳醇通过酯交换反应而得到的低碳 烷基酯混合物。与石化柴油相比，它具有含硫量低，芳香烃含量少， 含氧量高，十六烷值高，闪点高，废气逸出少等优点，故生物柴油的 研究对推进能源结构转变具有重要的意义。本论文包含四个部分： 第一部分：本文首次分别研究了大豆油和葵花籽油在不同有机共 溶剂存在下，通过酯交换反应制备生物柴油的各种影响因素条件对产 率的影响，并得到各自的最佳反应工艺条件。其中大豆油在二氯甲烷 共溶剂体系中制备生物柴油的最佳工艺条件为：醇油摩尔比为4 5 ：1 ， 反应温度为4 5 ，催化剂用量为1 o ，反应时间为1 2 0 r a i n ，二氯甲烷 的用量为4 o ；最大产率可达9 5 4 4 。葵花籽油在四氢呋喃共溶剂 体系中制备生物柴油的其最佳反应条件为：醇油摩尔 1 1 6 ：1 ，反应温 度为5 0 ，催化剂用量为0 8 ，反应时间为2 h ，哪的用量为1 0 ； 最高产率可达9 4 7 8 。通过对产品一系列的物理性能指标( 如十六烷 值、闪点、冷滤点、酸值等) 的测定，结果表明所制得生物柴油完全 符合各国家的标准。 第二部分：因植物的生长期不同，植物油的供给受到限制，为确 保原料的充足，本文首次以混合植物油( 大豆油和菜籽油) 为原料， 研究了在正己烷共溶剂中制备生物柴油的最佳工艺条件，其最佳的工 艺条件为：催化剂用量为0 8 ，反应温度为5 5 。c ，醇油摩尔比为5 0 ：1 ， 大豆油与菜籽油的质量比为1 ：1 ，反应时间为2 h ，在最佳条件下，产率 达到9 4 3 9 。还对所得产品进行了物理性能的测试，并与国内外的 植物油制备生物柴油的研究 标准进行比较，其各指标也都符合各国标准。 第三部分：本文采用浸渍法首次采用以稀土氧化物n d 2 0 3 为载体、 k o h 为负载物的固体碱催化剂，并将其应用于生物柴油的合成反应。 通过f i i r 、x r d 、t g 、s e m 等对催化剂结构进行了表征；同时 分别考察了负载物、载体、制备条件对催化活性的影响，由此确定了 k o h n d 2 0 3 催化剂的最佳制备工艺条件为：负载量为3 0 w t ，煅烧 温度为6 0 0 。c ；同时研究了k o h n d 2 0 3 催化剂催化酯交换反应各因 素影响，得到最佳工艺条件为：反应时间9 0 m i n ，醇油摩尔比1 4 ：1 ， 江苏大学硕士毕业论文 a b s t r a c t a sc o n v e n t i o n a lf u e l sa r ed i m i n i s h i n g a n de n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n i s a g g r a v a t i n g ，a l t e r n a t i v ef u e l sh a v eg a i n e ds i g n i f i c a n ta t t e n t i o n b i o d i e s e lf u e l ，弱a p r o m i s i n ga l t e r n a t i v ed i e s e lf u e l t oc o n v e n t i o n a lf o s s i ld i e s e l ，w a sp r o d u c e db ya c a t a l y t i ct r a n s e s t e r i f i c a t i o no fv e g e t a b l eo i l s ，a n i m a lf a t sa n d w a s t ec o o k i n go i l sw i t h s h o r tc h a i na l c o h o l ，i sb e c o m i n gaf a v o r a b l eb i o f u e li nm a n yr e g i o n $ o ft h ew o r l d c o m p a r e dt o c o n v e n t i o n a ld i e s e lf r o mp e t r o l e u m ，b i o d i e s e li st e c h n i c a l l ya n d e c o n o m i c a l l ym o r ec o m p e t i t i v e b e c a u s eo fi t sr e n e w a b i l i t y , b i o d e g r a d a b i l i t y , l o w e m i s s i o np r o f i l e s ，h i 曲f l a s h p o i n t ，e x c e l l e n tl u b r i c i t ya n ds u p e r i o rc e t a n en u m b e r , i n a d d i t i o n ，t h eu s eo fb i o d i e s e lh a st h ep o t e n t i a lt or e d u c eb o t ht h el e v e l so fp o l l u t a n t s a n dp o t e n t i a lo rp r o b a b l ec a r c i n o g e n s ，s oi ti sm e a n i n g f u lf o re n e r g yc o n s e r v a t i o n ， e m i s s i o n sr e d u c t i o na n de c o l o g i c a la n de n v i r o n m e n t a lp r o t e c t i o n t h e r ea r ef o u r s e c t i o n si nt h i sp a p e r f i r s t ，t h ee f f e c t so fd i f f e r e n t r e a c t i o nc o n d i t i o n sw e r ei n v e s t g a t e do nt h e s y n t h e s i so fb i o d i e s e lu s i n gs o y b e a no i la n ds u n f l o w e ro i la sr a wm a t e r i a l a st h e e x i s t i n go fo r g a n i cc o s o l v e n tf o rt h ef i r s tt i m e r e s p e c t i v e l y n eo p t i m a lr e a c t i o n c o n d i t i o n so ft h ep r e p a r a t i o no fb i o d i e s e lw i t hs o y b e a no i li nt h ed i c h l o r o m e t h a n e s y s t e m ：m e t h a n o l t oo i lr a t i o ：4 5 ：1 ；r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ：4 5 c ；c o s o l v e n t d i c h l o r o m e t h a n e ：4w t a n da9 5 4 4 y i e l do fm e t h y le s t e r sw e r eo b s e r v e di n2 o h a tt h ec o n d i t i o nw i t h1 0w t p o t a s s i u mh y d r o x i d e t h eo p t i m a lr e a c t i o nc o n d i t i o n s o ft h ep r e p a r a t i o no fb i o d i e s e lw i t hs u n f l o w e ro i li nt h et e t r a h y d r o f u r a ns y s t e m ： m e t h a n o lt oo i lr a t i o ：6 ：1 ；r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ：5 0 ；c o - s o l v e n tt e t r a h y d r o f u r a n ：1 0 w t a n da9 4 7 8 y i e l do fm e t h y le s t e r sw e r eo b s e r v e di n2 o ha tt h ec o n d i t i o nw i t h 1 0w t p o t a s s i u mh y d r o x i d e n ec e t a n en u m b e r ，f l a s hp o i n t ，c o l df i l t e rp l u g g i n g p o i n ta n da c i dn u m b e r ，w e r ei n v e s t i g a t e da n dm e tt h es t a n d a r do fo u rc o u n t r ya n d o t h e r s s e c o n d ，v e g e t a b l eo i ls u p p l yi sl i m i t e dd u e t od i f f e r e n th a r v e s ts e a s o n so fd i f f e r e n t p l a n t s t oe n s u r es u f f i c i e n tr a wm a t e r i a l ，t h eb i o d i e s e l ( f a t t ya c i dm e t h y le s t e r s ，彤蝴e ) w a sp r e p a r e db yt r a n s e s t e r i f i c a t i o no ft h em i x e do n ( s o y b e a no na n dr a p e s e e do i l ) f i r s t l y t h ee f f e c t so fm o l er a t i oo fm e t h a n o lt oo i l ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，c a t a l y s t a m o u n ta n dr e a c t i o nt i m eo nt h ey i e l dw e r es t u d i e d t h eo p t i m a lr e a c t i o nc o n d i t i o n s w e r eo b t a i n e db yt h i se x p e r i m e n t ：m e t h a n o l o i lm o l er a t i o5 0 ：1 ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r e 5 5 c a t a l y s ta m o u n t0 8w t a n dr e a c t i o nt i m e 2 0h u n d e rt h eo p t i m u m u i 植物油制备生物柴油的研究 c o n d i t i o n s ，a9 4 7 8 y i e l do fm e t h y le s t e r sw a sr e a c h e da n dc o m p a r e dp r o p e r t i e so f t h eo b t a i n e db i o d i e s e lt ot h es t a n d a r d so fb i o d i e s e li nc h i n a ，e u r o p ea n dt h eu n i t e d s t a t e s t h i r d ，as o l i db a s ec a t a l y s t ，u s i n gn d 2 0 3l o a d e dw i t hk o h ，w a sp r e p a r e db y i m p r e g n a t i o nm e t h o da n dc a t a l y z e dt r a n s e s t e r i f i c a t i o no fs o y b e a no i lw i t hm e t h a n o l t ob i o d i e s e lf o rt h ef i r s tt i m e t h eo b t a i n e dc a t a l y s tw a sc h a r a c t e r i z e db ym e a n so f x r a yd i f f r a c t i o n ( x r d ) ，f o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e ds p e c t r o s c o p y ( f t i r ) ，s c a n n i n g e l e c t r o n m i c r o s c o p y ( s e m ) ，t h e r m o g r a v i m e t r i ca n a l y s i s ( t g a ) ， n 2 a d s o r p t i o n - d e s o r p t i o nm e a s u r e m e n t sa n dt h eh a m m e t t i n d i c a t o rm e t h o d a l s o ，e f f e c t s o fv a r i o u sf a c t o r so nt h ec a t a l y t i ca c t i v i t yo fc a t a l y s t ，s u c ha sc a r r i e s ，l o a d ，p r e p a r a t i o n c o n d i t i o n sw e r ei n v e s t i g a t e d t h eo p t i m a lc o n d i t i o n sf o rt h ec a t a l y s tp r e p a r a t i o nw e r e c o n f i r m e d ：t h ec a r r i e ro fn d 2 0 3 ，t h el o a do fk o hl o a dq u a n t i t yo f3 0 w t ，b a k i n g t e m p e r a t u r eo f6 0 0 ：t h es e p a r a t ee f f e c t so ft h em o l a rr a t i oo fm e t h a n o lt oo i l ， r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，m a s sr a t i oo fc a t a l y s tt oo i la n dr e a c t i o nt i m ew e r ei n v e s t i g a t e d t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o w e dt h a ta1 4 ：1m o l a rr a t i oo fm e t h a n o lt oo i l ，a d d i t i o no f 6 0 w t c a t a l y s t ，6 0 。cr e a c t i o nt e m p e r a t u r ea n d9 0 m i nr e a c t i o nt i m eg a v et h eb e s t r e s u l t s ；i na d d i t i o n ，ag o o dc a t a l y t i c a la c t i v i t ya n ds t a b i l i t yw a ss h o w e df r o mc a t a l y s t r e g e n e r a t i o n a tl a s t ，as o l i db a s en a n o c a t a l y s tw a sp r e p a r e db yz r 0 2l o a d e dw i t hc 4 h 4 0 6 h k a n dw a si n v e s t i g a t e df o rt r a n s e s t e r i f i c a t i o no fs o y b e a no i lw i t hm e t h a n o lt ob i o d i e s e l f i r s t l y t h eo b t a i n e dc a t a l y s tw a s c h a r a c t e r i z e db ym e a n so fx - r a yd i f f r a c t i o n ( x r d ) ， f o u r i e rt r a n s f o r mi n f r a r e ds p e c t r o s c o p y ( f t i r ) ，t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y f i e i ) ，t h e r m o g r a v i m e t r i ca n a l y s i s ( t g ) ，n 2a d s o r p t i o n - - d e s o r p t i o nm e a s u r e m e n t s a n dt h eh a m m e t ti n d i c a t o rm e t h o d t h eo p t i m a lc o n d i t i o n sf o rt h ec a t a l y s t p r e p a r a t i o nw e r ec o n f i r m e d ：t h ec a r r i e r o fz r 0 2 ，t h el o a do fc 4 h 4 0 6 h ka n d n ( z r ) n ( k ) = 0 6 5 ，b a k i n gt e m p e r a t u r eo f51 2 c ；t h es e p a r a t ee f f e c t so ft h em o l a r r a t i oo fm e t h a n o lt oo i l ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r e ，m a s sr a t i oo fc a t a l y s tt oo i la n d r e a c t i o nt i m ew e r ei n v e s t i g a t e d t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o w e dt h a ta1 6 ：1m o l a r r a t i oo fm e t h a n o lt oo i l ，a d d i t i o no f6 0 w t c a t a l y s t ，6 0 r e a c t i o nt e m p e r a t u r ea n d 2 o hr e a c t i o nt i m eg a v et h e a c h i e v e d i na d d i t i o n ，ag o o d c a t a l y s tr e g e n e r a t i o n b e s tr e s u l t sa n dt h eb i o d i e s e l c a t a l y t i c a la c t i v i t ya n ds t a b i l i t y y i e l do f9 8 0 3 w a s w a sa l s os h o w e df r o m k e y w o r d s ：b i o d i e s e l ，s o y b e a no i l ，r a p p e do i l ，c o - s o l v e n t ，b a s ec a t a l y s t i v 江苏大学硕士毕业论文 目录 第一章文献综述。 1 1 生物柴油的定义和由来1 1 2 生物柴油的性质特点2 1 3 生物柴油的指标体系3 1 3 1 指标定义与作用3 1 3 2 生物柴油各指标标准4 1 4 生物柴油在国内外的研究进展5 1 4 1 国外研究进展5 1 4 2 厘睦拨展状况6 1 5 非均相催化剂在生物柴油方面的研究进展7 1 5 1 固体酸催化剂的研究进展8 o ，- 1 5 2 固体碱催化剂的研究进展。9 1 5 2 1 有机固体碱催化剂。9 1 5 2 2 有机无机复合固体碱催化剂1 0 1 5 2 3 无机固体碱催化剂1 0 1 6 本课题的研究背景和意义1 1 1 7 本课题研究的主要内容1 2 第二章有机共溶剂中单组分植物油制备生物柴油 2 1 实验原料和试剂1 3 2 2 实验部分1 3 2 2 1 原料油的预处理。1 3 2 2 2 原料酸值皂化值的测定。1 4 2 2 3 原料冷滤点、凝点、倾点和粘度的测定1 5 2 2 4 生物柴油制备的原理1 6 2 2 5 实验步骤及工艺流程图1 6 2 2 6 甲酯产率分析。1 7 2 2 7 生物柴油理化性质的测定方法。1 8 2 2 7 1 冷凝点的测定1 8 2 2 7 2 凝点的测定1 8 2 2 7 3 倾点的测定1 8 2 2 7 4 运动粘度的测定1 8 v 植物油制各生物柴油的研究 2 2 7 5 十六烷值的测定1 8 2 2 7 6 折光率的测定1 8 2 2 7 7 含硫量的测定1 8 2 2 7 8 闪点的测定1 8 2 2 7 9 密度的测定1 9 2 3 结果与分析1 9 2 3 1 共溶剂的促溶性能原因。1 9 2 3 2 工艺参数对产率的影响1 9 2 3 2 1 醇油比对产率的影响1 9 2 3 2 2 催油比对产率的影响2 1 2 3 2 3 反应温度对产率的影响2 2 2 3 2 4 反应时间的影响2 3 2 3 2 5 共溶剂质量分数对产率的影响2 4 2 3 2 6 加入共溶剂与未加共溶剂体系对产率的影响2 5 2 3 3 生物柴油的理化性质。2 6 2 4 本章结论2 6 第三章 混合油在有机共溶剂正己烷体系中制备生物柴油。2 8 3 1 实验试剂和仪器2 8 3 2 实验部分2 9 3 2 1 原料的预处理2 9 3 2 2 原料酸价的测定2 9 3 2 3 原料皂化值的测定3 0 3 2 4 原料油的相对分子量3 0 3 2 5 实验步骤。3 1 3 3 结果与分析3 1 3 3 1 大豆油与菜籽油的混合比对产率的影响3 1 3 3 2 催油比对产率的影响3 2 3 3 3 反应时间对产率的影响3 3 3 3 4 醇油比对产率的影响3 3 3 3 5 温度对产率的影响3 4 3 4 生物柴油红外和理化性质分析3 5 3 4 1 红外分析( f r - i r ) 3 5 3 4 2 生物柴油的理化性质3 6 v i 江苏大学硕士毕业论文 3 5 均相碱催化酯交换反应机理3 6 3 6 本章结论3 7 第四章负载型k o h n d 2 0 3 催化剂的制备及催化性能研究3 8 4 1 实验部分3 8 4 1 1 实验仪器一3 8 4 1 2 实验材料和试剂3 9 4 1 3 固体催化剂的制备3 9 4 1 4 催化剂的表征。4 0 4 1 4 1x r d 物相分析4 0 4 1 4 2 扫描电镜( s e m ) 4 0 4 1 4 3 红外色谱( f t i r ) 分析4 0 4 1 4 4 差热热重仃g d s c ) 分析4 0 4 1 4 5 碱强度测试4 0 4 2 催化剂的甄选4 0 4 2 1 载体的选择4 1 4 2 2 负载物的选择4 1 4 3 催化剂制备参数的影响4 2 4 3 1 负载量的影响4 2 4 3 2 煅烧温度对产率的影响4 3 4 4k o h n d 2 0 3 催化剂的表征4 3 4 4 1 x r d 分析4 3 4 4 2s e m 表征结果。4 4 4 4 3 红外( f t i r ) 分析4 5 4 4 4t g 分析4 5 4 5 酯交换反应条件的影响4 6 4 5 1 醇油比的影响。4 6 4 5 2 反应时间的影响一4 7 4 5 3 催油比的影响一4 8 4 5 4 反应温度的影响。4 8 4 6 催化剂的重复使用性能4 9 4 7 本章结论5 0 第五章负载型催化剂c 4 1 1 4 0 6 i i z r 0 2 的制备及催化生物柴油的研究5 1 5 1 实验材料和试剂5 1 i 植物油制备生物柴油的研究 5 2 实验部分5 2 5 2 1 固体碱催化剂的制备方法5 2 5 2 2 催化剂的甄选5 2 5 2 2 1 负载物的选择5 2 5 2 2 2 载体的选择5 3 5 2 3c 4 j h 4 0 6 h 蛋2 催化剂制备条件的影响5 3 5 2 3 1 煅烧温度的影响。5 3 5 2 3 2z 帐摩尔比的影响5 4 5 3 结果与讨论5 5 5 3 1 催化剂c 4 h 4 0 6 h 列z 幻2 的表征。5 5 5 3 1 1 紫夕f - ( u v ) 分析一5 5 5 3 1 2 红外分析。5 6 5 3 1 3x r d 表征结果5 7 5 3 1 4t e m 表征结果：5 7 5 3 1 5比表面( b e t ) 表征结果5 8 5 3 1 6t g 分析。5 8 5 3 2c d - 1 4 0 6 h k z r 0 2 催化酯交换反应的条件优化5 9 5 3 2 1 醇油比及反应时间的影响。：5 9 5 3 2 2 催化剂用量的影响6 0 5 3 2 3 反应温度的影响6 1 5 4 催化剂的活化与再生6 1 5 5 本章结论6 2 第六章结论与展望。 参考文献。“ 致谢 攻读硕士学位期间发表的论文及申请专利。 。7 2 江苏大学硕士毕业论文 第一章文献综述 1 1 生物柴油的定义和由来 生物柴油是利用动植物油脂为原料，经反应改性成为可供内燃机使用的一种 燃料。根据1 9 9 2 年美国n a t i o n a ls o y b e a nd e v e l o p m e n tb o a r d 舰在的n a t i o n a l b i o d i e s e lb o a r d ) 的定义是指以植物、动物油脂等可再生生物资源生产的可用于压 燃式发动机的清洁替代燃油【1 1 。从化学成分上，生物柴油是一系列长链脂肪酸甲 酯、乙酯等。 1 8 9 6 年，德国热机工程师r u d o l p hd i e s e l 经过1 0 多年的反复试验，成功试 制出压力点火内燃机一柴油机。1 9 1 1 年的巴黎世界博览会上，r u d o l p h 2 】以花生 油作燃料示范了他的发明，此后直到2 0 世纪2 0 年代化石柴油出现，植物油一直 被用作柴油机的燃料，但是由于植物油黏度高，约为柴油的1 1 1 7 倍，挥发性低， 低温流动性差，直接用于柴油机会引起发动机内较多的沉积，喷油嘴结焦，活塞 环卡死，润滑油变质且排放性能差。如何降低植物油的黏度，提高其挥发性成了 一 需要解决的问题。经过多年研究，目前有四种解决方案，即直接混合法、微乳法、 高温裂解法和酯交换反应法【3 矧，其中前两者属于物理方法，后两者属于化学方 法。使用物理法虽然能降低油脂的黏度，但是燃烧中的积炭及润滑油污染等问题 仍然难以解决，而高温裂解法会产生大量小分子化合物，主要产物是生物汽油而 非生物柴油。1 9 8 3 年美国科学家c r a h a mq u i c k 首先将亚麻籽油的甲酯用于发动 机，燃烧了1 0 0 0 小时，并将可再生的脂肪酸甲酯定义为生物柴油“b i o d i e s e l 。 生物柴油的理化性质与化石柴油相近，可直接用于现有的发动机系统，而不需要 对发动机做大的改动。生物柴油也可以与化石柴油以任意比例混合，制成生物柴 油混合燃料，提高燃料的自润滑性。在现有的柴油发动机中，生物柴油有着非常 理想的燃烧性能，热值、燃烧稳定性、低温启动性等多项指标均优于化石柴油。 同时，生物柴油也是唯一全部达到美国“清洁空气法”所规定的健康影响检测要 求的替代燃油。 植物油制备生物柴油 勺研究 1 2 生物柴油的性质特点 众所周知，柴油分子是由1 5 个左右的碳链组成的，研究发现植物油分子则 一般l i1 4 - - 1 8 个碳链组成，与柴油分子中碳数相近。因此生物柴油就是一种用 油菜籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析，生物柴油燃料是 一种。p ，1 j 匕h 酸甲烷，它是通过以不饱和油酸c 1 8 为主要成分的甘油脂分解而获得 的与常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能【7 - 1 3 l ： 1 、具有优良的环保特性。主要体现在两方面：1 ) 生物柴油可显著的降低对 空气的污染生物柴油不含芳香烃和硫，所以它能够降低c o 、微粒、s o 。和芳香 烃等污染物的排放 1 4 - 1 6 ，尤其是微粒中p m i o ( d , 于l o i t m 的颗粒1 的排放，而它 是导致人类呼吸系统疾病根源的污染物。检测表明，与普通柴油相比，使用生物 柴油可降低9 0 的空气毒性，降低9 4 的患癌率【1 7 倒。其次，根据生命周期分 析，与普通柴油相比，生物柴油可极大地减少c 0 2 的排放【2 1 。捌：2 ) 生物柴油 可减少对水体和土壤的污染：生物柴油从两方面减少对水体和土壤的污染。首先， 生物柴油的原料包括餐饮业废油，如废煎炸油，餐饮后废弃地沟油；精炼动、植物 油下脚料，以及其它行业回收油，如制革时皮革脱脂油等。因此减小了这些废油 对环境的污染。其次，生物柴油很容易生物降解，所以，如果发生、跑、冒、滴、 漏甚至大量泄露事故，生物柴油对水体、土壤的污染比普通柴油小得多”故生物 柴油运用于农业、林业、船舶机械上的柴油机，对环境更为有利。 2 、具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达2 0 。 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。十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物 呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。 6 、具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生 物科学家的努力，可供应量不会枯竭。 7 、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。 2 江苏大学硕士毕业论文 8 、生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性， 并降低尾气污染。 生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目 前的欧洲i i 号标准，甚至满足随后即将在欧洲颁布实施的更加严格的欧洲i i i 号 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。 1 3 生物柴油的指标体系 世界各国生物柴油标准的主要指标包括闪点、残炭、硫含量、硫酸盐灰分、 机械杂质等，这些指标对燃油特性都有很大的影响。 一i 3 j 指标定义与作用 ( 1 )闪点是加热油品产生的蒸气和空气组成的混合物与火焰接触发生瞬间 闪火的最低温度。一般认为，闪点比使用温度高2 0 , - - - - 3 0 即可安全使用，闪点 对生物柴油的贮存和运输安全有着重要意义。 ( 2 ) 残炭是评价油品在高温条件下生成焦炭倾向的指标，残炭值越大，在柴 油发动机气缸内生成积炭的倾向越大。 ( 3 ) 硫含量是清洁燃料的一个重要指标，生物柴油的一个主要优点就是硫含 量低。油品中的含硫化合物对发动机的寿命影响很大，其中活性含硫化合物对金 属有直接腐蚀作用。 ( 4 ) 硫酸盐灰分是生物柴油使用中产生的固体磨料、可溶性金属皂或未除去 的催化剂等灰分物质。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；可溶性金属对磨损影响很小，却能导致滤网堵塞 和发动机沉积。 ( 5 ) 机械杂质是存在于油品中不溶于油的沉淀或悬浮物，如泥沙、尘土、铁 屑、纤维和某些不溶性盐类。机械杂质会堵塞油路、喷嘴，降低燃烧效率，增加 燃油消耗，还会造成发动机及零部件的磨损。 ( 6 ) 减压蒸馏是燃油挥发性产生潜在爆炸蒸气趋势的决定因素，在高温或高 3 植物油制备生物柴油的研究 海拔地区或两种情况都具备时使用，可影响发动机的官动。 ( 7 ) 冷滤点表示柴油在低温条件下的流动性能，能够判断燃油在低温情况下 的实际工作性能，关系到发动机燃料供给系统在低温条件下能否正常供油。 ( 8 ) 密度对喷嘴喷出的射程和油品雾化质量的影响较大，燃油密度的变化会 导致发动机功率的变化以及发动机排放和燃油消耗也会发生变化。 ( 9 ) 十六烷值是评价燃料油点火性能、白烟影响及燃烧强度的重要指标。十 六烷值高的燃料自燃点低、燃烧发热均匀，可降低发动机机械负荷。 ( 1 0 ) 水含量会降低生物柴油的储存稳定性，因为水解是生物柴油劣变的主要 原因之一，水分还会促使部件锈蚀，也是微生物生长的一个重要条件。 ( 1 1 ) 酸值可测定生物柴油中的生物脂肪酸和处理酸的程度，是评价油品腐蚀 性和使用性能的重要依据。 ( 1 2 ) 铜片腐蚀是评价燃料系统中铜部件腐蚀程度的指标。生物柴油中酸或 含硫化合物的存在，会腐蚀燃料系统中的紫铜、黄铜和青铜部件。 ( 1 3 ) 氧化安定性是油品的重要性质，生物柴油的主要成分是不饱和脂肪酸， 易氧化。氧化安定性差就容易生成不溶性聚合物、可溶性聚合物、老化酸和过氧 化物，造成发动机金属部件腐蚀，导致燃料泄漏、排烟增大、启动困难等问题。 ( 1 4 ) 运动黏度是衡量燃料流动性和雾化性能的重要指标，运动黏度过高， 油品的流动性差，会造成供油困难，燃烧不完全，燃料消耗过大；反之会使油品 的流动性过高，燃烧不完全，发动机效率下降。 ( 1 5 ) 脂肪酸甲酯是生物柴油的主要燃烧成分，生物柴油脂肪酸甲酯的含量 是生