生物柴油低温流动性及其降凝剂的研究进展

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1、生物柴油低温流动性及其降凝剂的研究进展随着对能源需求量的日益增加和环保法规的日益严格，在众多的柴油机代用燃料中，生物柴油以其低排放，可直接应用于现有柴油机，无需对其进行结构改造而备受各国青睐。我国政府对生物燃料非常重视，并制定了多项政策以促进其发展。在国民经济和社会发展“十•五纲要”中提出了要发展各种石油替代品，将发展生物液体燃料确定为国家产业发展的方向。LF.~rmPa 所谓生物柴油就是以动植物油脂为原料，经化学反应变成可供柴油内燃机使用的一种燃料[。生物柴油是典型的“绿色可再生能源”。然而生物柴油的凝点一般在0℃时，其低温结晶和

2、凝胶化限制了生物柴油在低温时的应用，因此改善生物柴油的低温流动性能尤为重要。一.生物柴油的物化性质以常用的7种食用植物油为原料，采用碱催化酯交换法制成的纯植物油生物柴油为例，其各种生物柴油中脂肪酸甲酯的分布和凝点、冷滤点、倾点和粘度值如表1，表2。—————————————— 表17种植物油生物柴油中脂肪酸甲酯的相对含量Table1 Therelativecontentoffattyacidmethylestersinbio-dieselfrom7differentvegetableoils脂肪酸甲酯名称生物柴油的来源花生油玉米油棉籽油

3、芝麻油葵花籽油大豆油菜籽油肉豆蔻酸(14:0)棕榈酸(16:0)硬脂酸(18:0花生酸(20:0山嵛酸(22:0)二十四碳烷酸(24:0)十六碳烯酸(16:1)油酸(18:1)二十碳烯酸(20:1)芥酸(22:1)亚油酸(18:2)二十碳二烯酸(20:2)亚麻酸(18:3)饱和脂肪酸不饱和脂肪酸-10.92.71.11.70.6-46.50.70.335.4-0.117.083.0-11.81.3----30.9--55.2-0.813.186.90.420.41.4---0.315.1--62.4--22.277.8-8.14.00.

4、4---40.40.2-46.7-0.212.587.5-5.83.70.20.4--23.80.20.265.5-0.310.090.0-10.53.60.30.2--23.50.2-54.7-7.114.585.5-3.11.00.50.30.5-32.36.832.814.50.37.75.494.6从表1中可以看出不同生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：菜籽油生物柴油>葵花籽油生物柴油>芝麻油生物柴油>玉米油生物柴油>大豆油生物柴油>花生油生物柴油>棉籽油生物柴油。生物柴油中饱和脂肪酸甲酯含量从高到低的顺序为：棉籽油

5、生物柴油>花生油生物柴油>大豆油生物柴油>玉米油生物柴油>芝麻油生物柴油>葵花籽油生物柴油>菜籽油生物柴油，与生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯含量的顺序正好相反。表2 7种植物油生物柴油的低温流动性能和粘度数据Table2TheLow-temperatureFluidityandviscidityofbio-dieseldrelivedfrom7kindsofvegetableoils项目             葵花籽油菜籽油花生油玉米油棉籽油芝麻油大豆油冷滤点/℃凝点/℃倾点/℃运动粘度(40℃)/mm2·s-11-6-34运动粘度降低百

6、分数,%.2786.4-7-16-165.3386.91310114.6187.1-3-4-34.5686.92244.2087.0-2-4-14.387.-1-2-14.1486.2从表1可知，生物柴油的主要成分是混合脂肪酸甲酯，因此脂肪酸甲酯的分布与生物柴油的低温流动性能关系密切。从表1和表2可知,除花生油生物柴油外，其它6种生物柴油的凝点和倾点也随其饱和脂肪酸甲酯含量的增加而升高。虽然花生油生物柴油中饱和脂肪酸甲酯含量比棉籽油生物柴油中的低，但其低温流动性能明显比棉籽油生物柴油的差。这主要是由于花生油生物柴油中存在较多熔点较高且碳

7、链较长的花生酸甲酯和山嵛酸甲酯造成的。因此，生物柴油的低温流动性与饱和脂肪酸甲酯的组分分布有关。从以上分析可知，纯植物油生物柴油的低温流动性能主要与生物柴油中的饱和脂肪酸甲酯的含量和分布有关。饱和脂肪酸甲酯的含量越高，饱和脂肪酸甲酯中的长链脂肪酸甲酯含量越多，该生物柴油的低温性能越差。另外，生物柴油的低温流动性还与脂肪酸酯的支链程度有关。二.生物柴油降凝的方法从植物油生产生物柴油一方面可以缓解对石油的依赖，另一方面可提高燃烧热效率，更重要的是减少了空气污染，但其低温流动性限制了其的应用，因此应当加大探索经济有效的生产利用生物柴油途径的力

8、度。2.1加入降凝剂法该法是在柴油中加入少量降凝剂来提高低温下柴油流动性能的一种常用的方法。自从1931年第一个降凝剂问世后，在降凝剂的合成及降凝剂的作用机理两方面都取得很大的进展[12]。传统的柴油降凝剂