生物柴油标准中的各项指标分析

生物柴油标准中的各项指标分析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 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 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