基于生物柴油冷濾點(diǎn)的燃料設(shè)計(jì).pdf

1、生物柴油以其自身的可再生性和環(huán)保特性，備受世界各國(guó)的關(guān)注，生物柴油的發(fā)展在一定程度上可以緩解能源緊缺和環(huán)境污染兩大問(wèn)題帶來(lái)的壓力，對(duì)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整也有很大幫助。但生物柴油在低溫條件下，高熔點(diǎn)組分易結(jié)晶析出，流動(dòng)性較差，影響了生物柴油的推廣使用。論文主要研究?jī)?nèi)容是基于生物柴油的冷濾點(diǎn)(CFPP)對(duì)生物柴油進(jìn)行燃料設(shè)計(jì)，從而達(dá)到改善生物柴油的低溫流動(dòng)性的目的，為生物柴油的推廣使用積累一定的理論和實(shí)驗(yàn)支持。
　　論文對(duì)實(shí)驗(yàn)室自制和市售的

2、8種生物柴油的理化性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)定，基本上均符合國(guó)標(biāo)要求。使用氣質(zhì)聯(lián)用儀對(duì)生物柴油組分進(jìn)行測(cè)定，研究表明，生物柴油主要化學(xué)組分是由C、H和O三種元素組成的偶數(shù)碳鏈長(zhǎng)碳鏈脂肪酸甲酯(FAME)，主要包括飽和脂肪酸甲酯(SFAME，C14∶0～C22∶0)和不飽和脂肪酸甲酯(UFAME，C16∶1～C20∶1、C18∶2以及C18∶3)。不同原料油制備的生物柴油的化學(xué)組成不同，其CFPP、運(yùn)動(dòng)黏度也均存在較大差異，其中棕櫚油生物柴油(PME)

3、的CFPP最高，菜籽油生物柴油(RME)的CFPP最低;長(zhǎng)碳鏈SFAME含量較高的生物柴油的運(yùn)動(dòng)黏度也較高，椰子油生物柴油(CCME)的SFAME含量與0號(hào)柴油(0PD)的正烷烴含量較接近，二者的運(yùn)動(dòng)黏度變化趨勢(shì)也較接近，且運(yùn)動(dòng)黏度均低于其他7種生物柴油。CFPP越低，生物柴油低溫流動(dòng)性越好。通過(guò)分析生物柴油化學(xué)組成與CFPP的關(guān)系發(fā)現(xiàn):生物柴油的長(zhǎng)碳鏈SFAME含量越高，CFPP越高;短鏈的SFAME含量越高，CFPP越低;UFAME

4、含量越高，不飽和度越高，CFPP越低。
　　論文以生物柴油結(jié)晶機(jī)理為理論依據(jù)，在CFPP的基礎(chǔ)上對(duì)生物柴油進(jìn)行燃料設(shè)計(jì)。采取的設(shè)計(jì)方法包括①組分調(diào)控燃料設(shè)計(jì)。將生物柴油分別與不同原料油生物柴油、0PD、-10號(hào)柴油(-10PD)、煤油、乙醇和丁醇調(diào)合;結(jié)晶分離生物柴油的高熔點(diǎn)組分SFAME;以及添加低溫流動(dòng)性改進(jìn)劑。結(jié)果表明，通過(guò)與不同燃料優(yōu)化混合，以及結(jié)晶分離可降低生物柴油中SFAME的含量;加入帶有極性基團(tuán)添加劑使得生物柴油以

5、大量小酯晶析出，不易生成影響低溫流動(dòng)性的大酯晶團(tuán)。組分調(diào)控的燃料設(shè)計(jì)能有效地降低生物柴油的CFPP。②分子調(diào)控燃料設(shè)計(jì)，將制備生物柴油的甲醇分別換作乙醇和丁醇，經(jīng)酯交換反應(yīng)制得脂肪酸乙酯和脂肪酸丁酯，其CFPP均比同種原料油制得的FAME的CFPP低。分子調(diào)控優(yōu)化生物柴油的分子結(jié)構(gòu)，增長(zhǎng)生物柴油組分酯基的碳鏈長(zhǎng)度，使分子彎曲度增加，進(jìn)而阻礙晶體的形成，降低生物柴油的CFPP。8種生物柴油中PME的CFPP最高為10℃，將棕櫚油分別與乙醇