柴油机燃料调和用生物柴油标准

1、柴油机燃料调和用生物柴油标准2报报 告告 内内 容容一、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ASTM D6751-03a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3前前 言言 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

2、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。4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（EU 2003/30/EC）： 2005年占总2 2010年占总5.75 FIE（Fuel Injection Equipment）制造商协会认可B5 前 言5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

3、）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（Original Equipment Manufacturers）接受B5 （ Daimler Chrysler, John Deere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6前前 言言 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

4、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。 7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

5、： 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8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

6、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。 9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。10国外生物柴油标准

7、国外生物柴油标准欧洲奥地利：ON C1190（1991）ON C1191（1997）德国：DIN V51606（1994）DIN E51606（1997）意大利：UNI 10635（1997）UNI 10946（2001）法国：Journal Official（1993）Journal Official（1997）瑞典：SS 1554 36（1996）捷克：CSN 65 6507（1998）欧盟：EN14214:2003（车用)、EN14213:2003（加热油用）美国 PS121-99ASTM D6751-02ASTM D6751-03ASTM D6751-03a ASTM D6751-06

8、e111ASTM D6751ASTM D6751新修订趋势新修订趋势已增加指标：已增加指标： 一价金属含量（一价金属含量（NaNaK K） 5mg/kg 5mg/kg 二价金属含量（二价金属含量（MgMgCaCa） 5mg/kg5mg/kg 酸值由酸值由0.8mgKOH/g0.8mgKOH/g改为改为0.5mgKOH/g0.5mgKOH/g待修改指标：待修改指标： 水分和沉渣水分和沉渣 0 .05 %0 .05 %（）修改为：）修改为： 水含量水含量 500mg/kg500mg/kg 氧化安定性氧化安定性 3H3H 亚麻酸甲酯含量亚麻酸甲酯含量 1212（w w） 总颗粒污染物总颗粒污染物 2

9、4mg/kg 24mg/kg 12指标单位美国欧洲欧洲澳大利亚 巴西D6751-03aEN14213EN14214 DraftANP255公布日期2003.112003.072003.072003.092003.09密度，15kg/m3-860-900860-900860-890同柴油运动粘度，40 mm2/s1.9-6.03.5-5.03.5-5.03.5-5.0同柴油90馏程%360-360360,95%闪点130120120120100CFPP-待定-浊点报告-同柴油硫含量%（m）0.05/0.00150.00100.00100.005/0.0010.001康氏残炭100%（m）0.05

10、-0.050.05康氏残炭10%（m）-0.30.30.3硫酸盐灰分%（m）0.0200.020.020.0200.02水含量mg/kg-500500-总污染物mg/kg-2424-水分和沉积物%（vol)0.05-0.050.02铜片腐蚀，级3h/503 1 131十六烷值475151514513指标单位美国欧洲欧洲澳大利亚巴西酸值mgKOH/g0.80.50.50.80.8氧化安定性，110h-4.06.066甲醇含量%（m）-0.20.20.5酯含量%（m）-96.596.596.5-单甘酯%（m）-0.80.8-1.0二甘酯%（m）-0.20.2-0.25三甘酯%（m）-0.20.2-

11、0.25游离甘油%（m）0.0200.020.020.020.02总甘油%（m）0.240-0.250.250.38碘值%（m）-130120-报告亚麻酸甲酯%（m）-12.0-多不饱和酯（双键4）%（m）-11-磷含量mg/kg1010101010金属Na+K金属Ca+Mgmg/kg-5510mg/kg-55-14 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ASTM D6751-03a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

12、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15 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16标准与AST

13、M D6751-03a的主要差异u 将十六烷值由不小于47改为不小于49u 将铜片腐蚀由不大于3级改为不大于1级u 未设水和沉渣项目 (用水含量、机械杂质代替）u 未设浊点项目 （用冷滤点代替）u 未设磷含量项目u 增加密度、水含量、冷滤点、机械杂质和氧化安定性项目u 10蒸余物残炭指标与GB 252轻柴油一致 u 标准与ASTM D6751-03a的一致性程度为非等效17柴油机燃料调合用生物柴油柴油机燃料调合用生物柴油（BD100BD100）技术要求和试验方法）技术要求和试验方法项目质量指标试验方法S500S50密度（20）/（kg/m3）820900GB/T 2540 运动粘度（40）/（

14、mm2/s）1.96.0GB/T 265闪点（闭口）/ 不低于130GB/T 261冷滤点 / 报告SH/T 0248硫含量（质量分数） / % 不大于0.05 0.005SH/T 0689 10%蒸余物残炭（质量分数） / % 不大于0.3GB/T 17144 硫酸盐灰分（质量分数） / % 不大于0.020GB/T 2433水含量（质量分数）/ % 不大于0.05SH/T 0246铜片腐蚀（50，3h）/ 级 不大于1GB/T 5096十六烷值 不小于49GB/T 386氧化安定性（110）/小时 不小于6.0EN 14112酸值/（mgKOH/g） 不大于0.80GB/T 264 游离甘

15、油含量（质量分数） / % 不大于0.020ASTM D 6584总甘油含量（质量分数） / % 不大于0.240ASTM D 658490%回收温度/ 不高于360GB/T 653618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19标准限值和国内样品实测值标准限值和国内样品实测值项目标准限值国内样品实测值12345密度（20） /（kg/m3）820900885.9883.7881.4883

16、.8887.4运动粘度（40）/（mm2/s）1.96.04.3844.5174.6284.5774.414闪点（闭口）/ 13017017017017013790%回收温度/ 360345.5344.5348.0351.2350.820项目GB252-2000限值调合燃料（ 2号生物柴油）柴油B5B10B15B20密度（20） /（kg/m3）报告836.0838.0840.2842.3844.5运动粘度（20）/（mm2/s）1.8-8.03.8193.9424.0834.2164.348闪点（闭口）/ 55686869707190%回收温度/ 355320.0325.0327.5331.

17、5332.5调合燃料的雾化和蒸发性能指标21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 22 项目限值国内样品实测值12345硫含量/ % 0.05 0.0050.00240.00020.00880.00

18、830.000210%蒸余物残炭/ % 0.30.380.150.500.140.48硫酸盐灰分/ % 0.0200.010.010.010.010.01水含量/ % 0.050.07780.03530.07160.08980.1102机械杂质无无无无无无铜片腐蚀（50，3h）/ 级 11a1a1a1a1a酸值/（mgKOH/g） 0.800.720.380.510.592.73标准限值和国内样品实测值23 调合燃料的腐蚀和磨损指标项目GB252-2000限值调合燃料（2号生物柴油）柴油B5B10B15B20硫含量/ % （m/m） 0.20.1410.13450.12760.12210.11

19、4310%蒸余物残炭/ % （ m/m ） 0.30.030.070.050.070.11灰分/ % （ m/m ） 0.010.010.010.010.010.01水分/ % （V/V） 痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹痕迹机械杂质无无无无无无铜片腐蚀（50，3h）/ 级 11a1a1a1a1a酸度/（mgKOH/100mL） 71.53.44.65.67.224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

20、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。25生物柴油样冷滤点（）凝点（）a-12-13b-1-2c1-1d54生物柴油调合燃料浊点（）冷滤点（）凝点（）石油柴油2-18-24-41B20（石油柴油2）-15-24-46B20（石油柴油2）+流动改进剂-15-27-46石油柴油3-27-33-46B20（石油柴油3）-18-24-46B20（石油柴油3）+流动改进剂-19-35-46 生物柴油样品的低温流动性26 燃烧性能指标（十六烷值）u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，

21、发动机工作平稳。u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。 u生物柴油十六烷值高低与原料有关生物柴油样十六烷值165.6254.9350.1454.3550.9十六烷值27氧化安定性指标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EN 14112:2003 测定，评价柴油氧化安定性的方法