柴油机燃料调和用生物柴油标准

柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）国家标准的制定,中国石化石油化工科学研究院RIPP,SINOPEC,2006年11月29日北京,1,报告内容,一、前言二、国外生物柴油标准三、我国柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）国家标准的制定1、标准与美国ASTMD6751-03a的主要差异2、标准的主要技术要求和试验方法3、主要技术指标的确定四、其他产品和方法标准工作简况五、结语和建议,2,前言,随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，柴油的需求量愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐。生物柴油又称脂肪酸烷基酯，是以植物油、动物油脂、废餐饮油等作原料，与醇类（甲醇、乙醇）经酯交换反应获得，最典型的为脂肪酸甲酯。生物柴油有以下特点：属可再生资源，可缓解石油资源紧缺的矛盾；促进林业和农业的持续发展，增加农民收入；有效减少温室气体CO2的排放；可降低汽车尾气排放，有利于环境的改善；有效处理废餐饮油、泔水油回收问题。,3,生物柴油在欧盟2005年欧洲产量为607万吨，比上年增加65，其中德国160万吨，法国49.2万吨，意大利39.6万吨，捷克13.3万吨，波兰10万吨。欧盟生物燃料使用目标（EU2003/30/EC）：2005年占总22010年占总5.75FIE（FuelInjectionEquipment）制造商协会认可B5,前言,4,生物柴油在美国生物柴油作为燃料和燃料添加剂在美国环保署（EPA）注册，B20在美国运行超过5亿英里，2005年生物柴油产量为25万吨，估计到2011年会增加到115万吨。美国OEM（OriginalEquipmentManufacturers）接受B5（DaimlerChrysler,JohnDeere等），主要发动机制造商将B20包含在保修范围。BQ-9000质量标识：ASTM标准和包括储存、取样、检测、调合、运输、分配和管理的一套质量体系程序结合而成。,前言,5,前言,2006年1月1日，中华人民共和国可再生能源法的实施，为生物柴油的生产和应用奠定了法律基础。推广生物柴油已成为我国一项利国利民、对国民经济可持续发展具有重要意义的战略性举措。经国务院批准，财政部、国家发展改革委、农业部、国家税务总局、国家林业局已联合下发关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见：我国将建立风险基金制度，实施弹性亏损补贴。企业应当建立风险基金制度，以赢补亏，如果企业长期低位运行，国家将给于适当补贴。国家鼓励开发荒山、荒地等为利用土地建设原料基地，我国将对原料基地、示范进行补助与税收优惠，以促进我国生物能源产业的发展。,6,前言,国内生物柴油情况我国已有数十家生产生物柴油的企业，年产量超过10万吨：海南正和生物能源有限公司四川古杉油脂化学有限公司（17万吨50万吨）福建卓越新能源有限公司在建项目多家，总设计能力超过300万吨：南京清江生物能源科技有限公司（75万吨）安徽国风生物能源有限公司（60万吨）中石化石家庄炼油厂四川古杉、福建卓越以及江西省生物质转化工程技术研究中心有生物柴油企业标准,7,前言,欧洲主要以菜籽为原料生产生物柴油，北美主要以转基因大豆为原料，东南亚国家则主要以棕榈油为原料。我国具有十分丰富的生物柴油原料资源。已查明油料作物有151科697属1554种，主要的科有大戟科、樟科、豆科、夹竹桃科、菊科、大风子科等，含油量超过40%有154种。其中菜籽、大豆、花生、棉籽仍是我国主要食用油原料，而其他可用作规模化生物柴油原料基地的乔灌木种不足10种，如黄连木、文冠果、麻疯树、蓖麻、油桐树、光皮树等。目前，废餐饮油是我国生物柴油的主要原料。原料差异是造成我国生物柴油质量参差不齐的主要原因。,8,前言,任务来源本项目是受国家标准化委员会和国家科技部委托，全国石油产品和润滑剂标准化技术委员会组织，由中国石油化工股份有限公司提出，石油化工科学研究院负责起草并完成的，任务编号20032462-Z-513。制定意义为生物柴油的生产和应用提供必要的技术依据促进生物柴油产业健康有序发展制定过程2004年底完成初稿，2005年6月发出征求意见稿，10月完成送审稿，2006年5月在北京通过“石油燃料润滑剂产品标准审查委员会”的会议审查，完成报批稿已送国家标准化管理委员会。,9,国外生物柴油标准,欧洲奥地利：ONC1190（1991）ONC1191（1997）德国：DINV51606（1994）DINE51606（1997）意大利：UNI10635（1997）UNI10946（2001）法国：JournalOfficial（1993）JournalOfficial（1997）瑞典：SS155436（1996）捷克：CSN656507（1998）欧盟：EN14214:2003（车用)、EN14213:2003（加热油用）美国PS121-99ASTMD6751-02ASTMD6751-03ASTMD6751-03aASTMD6751-06e1,10,ASTMD6751新修订趋势,已增加指标：一价金属含量（NaK）5mg/kg二价金属含量（MgCa）5mg/kg酸值由0.8mgKOH/g改为0.5mgKOH/g待修改指标：水分和沉渣0.05%（）修改为：水含量500mg/kg氧化安定性3H亚麻酸甲酯含量12（w）总颗粒污染物24mg/kg,11,12,13,目前，我国柴油的用途主要集中于农用动力机械及公路、水路及铁路运输动力机械方面，这一点与美国的情况极为类似。因此，我国生物柴油标准技术要求是参照美国试验与材料协会标准ASTMD6751-03a馏分燃料调合用生物柴油（B100）标准，并对近年来国内市场上有一定影响、有一定销售量、不同原料生产的生物柴油产品进行考察、试验，根据情况综合考虑而确定的。,生物柴油标准制定的主要原则,14,同时，还必须考虑的制定原则是，当生物柴油以一定比例与矿物柴油调合使用后，各项理化指标应能满足国家轻柴油标准GB252-2000的技术要求。以确保现有使用柴油作为燃料的动力机械在不需要改动的条件下能够正常、长周期使用生物柴油。由于我国汽车排放法规与欧洲相近，考虑到柴油轿车在国内的发展将逐渐提到议事日程上，生物柴油有可能广泛用于对燃料要求相对较高的柴油轿车或商用车，因此生物柴油标准中个别指标应适当参照了欧洲生物柴油标准EN14214:2003（车用)。,生物柴油标准制定的主要原则,15,标准与ASTMD6751-03a的主要差异,将十六烷值由不小于47改为不小于49将铜片腐蚀由不大于3级改为不大于1级未设水和沉渣项目(用水含量、机械杂质代替）未设浊点项目（用冷滤点代替）未设磷含量项目增加密度、水含量、冷滤点、机械杂质和氧化安定性项目10蒸余物残炭指标与GB252轻柴油一致标准与ASTMD6751-03a的一致性程度为非等效,16,柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）技术要求和试验方法,17,密度：不仅关系到油品交接和储运过程的计量，也影响雾化和排放运动粘度：影响供油量、雾化质量和润滑与磨损闪点:控制蒸发性能，确保运输储存的安全性，限制生物柴油中甲醇含量90回收温度：防止生物柴油中混入其它高沸点污染物,标准主要技术指标的确定,18,标准限值和国内样品实测值,19,调合燃料的雾化和蒸发性能指标,20,影响腐蚀和磨损的指标,硫含量：引起腐蚀，造成发动机磨损，增加尾气排放尤其是PM排放，对后处理器有副作用10残炭：发动机气缸内积炭硫酸盐灰分:导致喷射器、燃油泵、活塞和活塞环磨损，以及发动机沉积水含量：导致氧化并与游离脂肪酸生成酸性水溶液，对金属有腐蚀。促进生物柴油中微生物如酵母菌、真菌和细菌的生长而形成淤泥，并有可能堵塞滤网机械杂质：对发动机零部件磨损铜片腐蚀：对铜的腐蚀酸值：高酸值导致腐蚀、磨损和积炭，喷雾恶化，功率降低,21,标准限值和国内样品实测值,22,调合燃料的腐蚀和磨损指标,23,低温流动性指标,低温流动性（冷滤点、凝点）柴油的低温流动性能一般用浊点、冷滤点、凝点/倾点等指标来衡量。美国习惯用浊点，我国与欧洲类似，主要用冷滤点（CFPP）来衡量燃料的低温流动性。标准对冷滤点要求为“报告”，以方便调合时参考。生物柴油的冷滤点与原料和组成有关生物柴油与矿物柴油调合物的低温流动性能与柴油的性质、生物柴油的性质、掺入量以及流动改进剂的使用都有关系。,24,生物柴油样品的低温流动性,25,燃烧性能指标（十六烷值）十六烷值高，表明燃料在发动机中着火性能好，滞燃期短，燃烧均匀完全，发动机工作平稳。十六烷指数计算值不适用于生物柴油或生物柴油与矿物柴油的混合燃料。生物柴油十六烷值高低与原料有关,十六烷值,26,氧化安定性指标,氧化安定性氧化安定性是生物柴油质量的一个重要指标，主要与原料性质，化学组成以及抗氧剂有关，氧化安定性差的易生成如下老化产物：1）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，并导致排烟增大、启动困难；2）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；3）老化酸，对发动机金属部件造成腐蚀；4）过氧化物，易造成橡胶部件的老化变脆；生物柴油的氧化安定性用EN14112:2003测定，评价柴油氧化安定性的方法SH/T0175（ASTMD2274）不适用于生物柴油，调合燃料可用后者。,27,生物柴油样品的氧化安定性,28,游离甘油和总甘油,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。总甘油方法是用来评测油品中甘油的含量，其包括游离甘油和未反应或部分反应的油脂。,29,其他产品和方法标准工作简况,石化行业标准生物柴油中游离甘油和总甘油的测定气相色谱法(ASTMD6584)已完成并进入报批程序；石化行业标准生物柴油（脂肪酸甲酯）氧化安定性的测定加速氧化法(EN14112:2003)已完成征求意见稿并广泛征求意见和建议；,30,其他产品和方法标准工作简况,国家标准“含5生物柴油的柴油机燃料”正在制定中；国家标准“含10生物柴油的柴油机燃料”正在准备中；分析方法标准“柴油机燃料中生物柴油（脂肪酸甲酯）含量的测定红外光谱法”（EN14078:2003）正在制定中；分析方法