生物柴油的低温流动性及其降凝剂
生物柴油衍生甘油

生物柴油衍生甘油生物柴油是一种绿色、可再生的替代燃料,其原料中的甘油是一个重要的衍生物。
本文将介绍生物柴油的生产过程以及甘油在其中的作用。
生物柴油是由植物油或动物脂肪经过酯化反应制得的一种燃料。
在生物柴油的生产过程中,甘油是一个重要的副产物。
甘油,即丙三醇,是一种无色、无味、粘稠的液体,常用作食品、药品和化妆品的添加剂。
然而,在生物柴油的制造过程中,甘油的产量较高,因此需要找到合适的用途来利用这一副产物。
一种常见的利用甘油的方法是将其用于生物柴油的制造。
生物柴油的生产过程主要包括原料准备、酯化反应和后处理三个步骤。
在酯化反应中,植物油或动物脂肪与酸或碱催化剂反应,生成甘油和甲酯。
甲酯即生物柴油的主要成分,而甘油则成为副产物。
甘油的衍生物在生物柴油中起到了重要的作用。
首先,甘油可以提高生物柴油的流动性。
由于甘油具有较低的凝固点和粘度,将其加入生物柴油中可以降低其凝固点和黏度,提高其在低温下的流动性,从而确保柴油的正常使用。
其次,甘油还可以提高生物柴油的氧化稳定性。
生物柴油在长期储存或使用过程中容易发生氧化反应,导致质量下降。
而将甘油加入生物柴油中可以有效抑制氧化反应的发生,延长生物柴油的使用寿命。
此外,甘油还可以降低生物柴油的排放物浓度,减少对环境的污染。
除了用于生物柴油的制造,甘油还可以用于其他领域。
例如,在医药工业中,甘油常用于制造药品、口服溶液和涂剂。
甘油还被广泛应用于化妆品的制造过程中,用作保湿剂和溶剂。
此外,甘油还可以用于食品工业中的甜味剂和防腐剂的制造。
甘油的多功能性使得它在各个领域都有广泛的应用前景。
尽管甘油在生物柴油的制造中起到了重要的作用,但是目前仍面临一些挑战。
首先,甘油的产量较高,而其市场需求有限,导致甘油价格低廉。
这给生物柴油生产商带来了经济压力。
其次,甘油的纯度对生物柴油的质量有一定影响。
高纯度的甘油可以提高生物柴油的性能,但是其生产成本较高。
因此,如何降低甘油的生产成本和提高其纯度,是当前研究的重点之一。
生物柴油介绍以及工艺标准和国内外情况

目录1.什么是生物柴油 (3)2.生物柴油的起源 (3)3.生物柴油有哪些特点 (4)1.生物柴油的特点 (4)2.生物柴油的优点 (5)3.生物柴油的缺点 (6)4.生物柴油的制作方法 (7)5.我们公司出品的油特点 (8)6.京都议定书 (9)7.柴油的型号 (10)8.我们公司采取的原料 (11)9.生物柴油的原料 (12)10.产油效率 (12)11.可用作生物柴油原料的植物油性质 (13)12.1980-2013年中国能源消费总量和分品种消费量 (16)13.棕榈油的国际走势 (17)14.棕榈油制作生物柴油成本核算 (18)15.酸化油核算成本 (19)16.米糠油制作成生物柴油的成本 (19)17.潲水油生产成本核算 (21)18.关于生物柴油国家领导人的问与答 (22)19.生物柴油为什么要与石油柴油调和使用 (24)20.菜油以后的发展 (25)21.我国开发生物柴油的现状 (26)22.国际上面的形式 (28)1.美国 (28)2.日本 (28)3.欧盟 (29)4.德国生物柴油 (29)5.德国现行标准编辑 (29)23.德国标准 (30)24.欧洲、美国生产的生物柴油的产品标准 (31)25.国际各国的生物产能 (32)26.生物柴油添加不同比例产生的效果 (34)27.生物柴油的出现会产生的影响 (35)28.生物柴油现状分析 (35)29.发展生物柴油 (38)30.未来展望 (40)31.脂肪酸甲酯的用途 (41)32.生物柴油的标准 (41)33.0号柴油的标准 (43)34.国标0号柴油 (44)35.柴油和非标油如何鉴定 (44)36.生物柴油的检测标准 (49)38.油脂的简介 (56)生物柴油1.什么是生物柴油生物柴油是指由动植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯,最典型的是脂肪酸甲酯。
与传统的石化能源相比,其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性,可部分添加到石化柴油中。
生物柴油酯基结构优化及其对低温性能研究

生物柴油酯基结构优化及其对低温性能研究Wang Wenchao;Li Fashe;Li Ying;Wang Youhao【摘要】在自行设计的反应装置中,以自制吡啶硫酸氢盐离子液体为催化剂,采用酯交换法制得了硬脂酸类脂的8种酯.通过条件优化分析,找出了硬脂酸甲酯、乙酯、丙酯、异丙酯、丁酯、异丁酯、戊酯、异戊酯的最佳反应条件,转化率均在97%以上;对8种酯进行了IR分析,制备的8种酯主要官能团和化学键均与标准符合;最后对5种直链酯和3种支链酯进行了低温性能测验,结果表明,直链酯、支链酯碳链长度越长,低温性能越好;同一碳链长度下,支链酯比直链酯的低温性能要好.【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2019(034)006【总页数】6页(P75-80)【关键词】催化制备;直链酯;支链酯;IR表征;低温性能【作者】Wang Wenchao;Li Fashe;Li Ying;Wang Youhao【作者单位】;;;【正文语种】中文【中图分类】TQ645;TQ646生物柴油是一种清洁、无污染、可再生能源,在能源危机与环境污染问题日益严峻的今天,越来越引起人们的重视,具有非常大的发展潜力[1-5]。
生物柴油具有原料来源广、闪点温度高、润滑性能好、可生物降解、污染物和致癌物排放低等诸多优点[6-10]。
由于生物柴油组成中长链饱和脂肪酸甲酯含量高,低温流动性较差,生物柴油易结晶,大大限制了生物柴油在低温时的使用[11]。
目前,不少国内外学者对改善生物柴油低温流动性做出研究。
科莱恩研发出最新柴油脱蜡催化剂HYDEX E,通过对长链正构烷烃的选择性加氢裂化而来改善柴油等中间馏分油的低温流动性,降凝效果好却成本较高[12];袁梦鸿[13]向生物柴油内添加不同比例的醇或者柴油,通过优化混合燃料改进生物柴油的低温流动性,添加柴油的混合燃料燃烧时会产生污染物;Alok等[14]分别向生物柴油内添加石化柴油和氧化镁(MgO)纳米颗粒,结果表明添加了氧化镁(MgO)纳米颗粒后的低温流动性更好,但添加氧化镁(MgO)纳米颗粒后是否会影响雾化燃烧还有待研究;Perez等[15]将生物柴油进行冬化处理,其生物柴油的凝点和冷滤点的温度大大降低,低温流动性也有了明显的改善,但在冬化过程中会使生物柴油的质量产生损失。
柴油抗凝剂的使用方法和注意事项

柴油抗凝剂的使用方法和注意事项柴油抗凝剂是一种用于防止柴油在低温环境下结冰和凝固的化学添加剂。
它在寒冷的冬季能够有效地防止柴油在燃料系统中形成冰冻和凝固,保障柴油机的正常运行。
然而,使用柴油抗凝剂也需要遵循一定的方法和注意事项,以确保其有效性和安全性。
首先,使用柴油抗凝剂前,应仔细阅读产品说明书,了解其使用方法和剂量。
根据产品说明书的指导,将适量的抗凝剂加入到柴油中。
一般来说,抗凝剂的使用剂量会根据柴油的种类和环境温度而有所不同,因此需要根据实际情况进行调整。
其次,使用柴油抗凝剂时,应确保将其充分混合均匀。
可以通过搅拌或者搅动燃料箱来确保抗凝剂与柴油充分混合,以达到最佳的防冻效果。
此外,还应注意避免将抗凝剂直接倒入燃料箱中,以免造成浪费或者不均匀混合。
在使用柴油抗凝剂的过程中,还需要注意保持燃料系统的清洁和干燥。
定期清洗和更换燃油滤清器,可以有效地防止水分和杂质的积聚,减少柴油结冰和凝固的风险。
此外,还可以考虑在加注柴油前使用水分分离器,以进一步提高柴油的质量。
除了以上的使用方法外,还需要注意一些使用柴油抗凝剂的注意事项。
首先,应选择质量可靠的抗凝剂产品,避免使用过期或者质量不合格的产品,以免影响柴油的使用效果。
其次,应妥善存放抗凝剂,避免阳光直射和高温环境,以免影响其品质和效果。
总的来说,正确使用柴油抗凝剂对于保障柴油机在寒冷环境下的正常运行至关重要。
通过遵循正确的使用方法和注意事项,可以有效地防止柴油在冬季结冰和凝固的问题,保障燃料系统的畅通和柴油机的正常工作。
希望本文的内容能够帮助您更好地了解柴油抗凝剂的使用方法和注意事项,为您的柴油机在寒冷的冬季提供更好的保障。
柴油降凝剂添加原理及应用分析

内燃 机 车柴 油机 是 以 c ~c :烃类 碳 氢 化合 物 组成 的轻柴 油为 燃 料 的 高 速柴 油 机 , 一 套 完 整 的 有 燃油 储 备 、 送 、 滤 、 环 加 热 、 力 调节 、 泵 过 循 压 喷发 雾
柴 油降凝 剂性 能 和添加 效果 : 制 一1 配 0 柴油 使 用 乙烯 一醋 酸 乙烯 酯共 聚物 可 降低 柴 油 的凝 点 和冷 滤 点 。聚 乙烯 一醋酸 乙烯酯 是 目前使 用最 广效 果最 好 的柴 油低 温流 动 性 改进 剂 , 类 产 品 分 子量 一 般 这 为 20 0左 右 , 0 醋酸 乙烯酯 含量 为 3 % ~ 0 , 0 4 % 使用
现 场 经 验
文 章 编 号 :0 7—6 4 ( 0 2 0 10 0 2 2 1 ) 5—0 2 0 8—0 2
铁 道 机 车 车 辆 工 人 第 5期 2 1 02年 9月
柴 油 降 凝 剂 添 加 原 理 及 应 用分 析
王 书 平 付 纪 彬 刘 香 玲
( 海铁 路 局 徐 州机 务 段 技 术科 江 苏 徐 州 2 1 0 ) 上 2 0 7
分 布 是 影 响 添 加 效 果 的 主 要 因 素 。 添 加 剂 的效 果 随
些 低 分 子 量 的 油 溶 性 聚 合 物 , 品 含 有 5 % 左 右 产 0
的稀释 油 。
正构蜡 含 量增加 而 降低 , 正构蜡 分 布越 宽 , 添加 效 其 果 越佳 , 于含蜡 量 较高 或馏 分较 窄 的柴油 , 对 添加 量 可用 0 0 % ~ . % , .5 01 此外 , 降凝 剂 还具 有 削 弱 蜡 结 晶的结构 强度 的作 用 , 高 了过滤 性 和泵送 性 。 提
生物柴油的常用原料

生物柴油概念:生物柴油,又称脂肪酸甲酯,是植物柴油和动物柴油的总称,不含硫和芳烃,十六烷值高,且润滑性能好常用原料:油菜籽油、大豆油、玉米油、棉籽油、花生油、葵花子油、棕榈油、椰子油、回收烹饪油及动物油等主要成分:混和脂肪酸甲酯合成:由甲醇等醇类物质与天然植物油或动物脂肪中主要成分甘油三酸酯发生酯交换反应低温流动性参数:浊点(CloudPoint)、冷滤点(Cold Filter Plugging Point):生物柴油可以使用的最低温度倾点(PourPoint)、生物柴油刚刚可以流动的最低温度冷凝点(Solidification Point):影响因素:1.脂肪酸的组成与分布生物柴油的主要成分是混合脂肪酸甲酯,不同的脂肪酸甲酯低温流动性能差别很大,主要受碳链长度、不饱和程度、支链程度以及不饱和脂肪酸甲酯的立体构型影响。
脂肪酸甲酯的熔点随碳链的长度增加而增加,并随其不饱和程度的增加而降低,据报道碳链数都是 18的硬脂酸甲酯和油酸甲酯熔点分别为 39.1 和- 19.8 ℃,两者的熔点相差约 59℃;含支链的分子越多,低温性能越好。
此外,不饱和脂肪酸甲酯的立体构型也对其低温流动性能有很大影响,顺式油酸甲酯与反式油酸甲酯凝点、黏度等低温性能相差很大。
由于不同脂肪酸甲酯低温流动性能不同2.酯基结构生物柴油中的酯基一般是甲基或乙基,相对于柴油有较高结晶温度3.杂质的影响这些杂质包括:合成原料中含有的高熔点甘油二酯、甘油单酯;生物柴油转化过程中反应不完全的甘油三酯、醇类、游离脂肪酸等以及生物柴油转化中产生的皂化物等。
研究发现,尽管倾点不受影响,但浊点随甘油单酯、甘油二酯的增加而升高;浓度为 0.1%饱和甘油单酯或甘油二酯能使浊点升高,不饱和的甘油单酯对浊点及倾点都没有影响。
改善方法:1.加入流动改进剂法2.调和柴油法3.生物柴油的异构化4.冬化处理添加降凝剂机理1.成核理论成核理论认为,由于降凝剂分子的熔点相对高于油品中蜡的结晶温度,它会在油品的浊点(CP )以前析出而起到晶核、活性中心或结晶中心的作用而成为蜡晶生长中心,使油品中小蜡晶增多,从而达到降低冷凝点(PP )或冷滤点(CFPP )的效果。
一代低凝生物柴油凝固点

一代低凝生物柴油凝固点近年来,随着环保意识的提升和对可再生能源的需求增加,生物柴油作为一种绿色能源逐渐崭露头角。
其中,一代低凝生物柴油因其具有较低的凝固点而备受关注。
所谓一代低凝生物柴油,是指通过生物质资源,如植物油、废弃动植物油脂等制得的柴油。
相比传统柴油,一代低凝生物柴油具有独特的优势。
首先,它能够有效减少温室气体排放,降低空气污染,对环境更加友好。
其次,一代低凝生物柴油的凝固点较低,能够在低温环境下保持流动性,提高柴油的可用性,特别适用于寒冷地区或冬季使用。
在一代低凝生物柴油中,凝固点是一个重要的指标,它影响着柴油的流动性和使用性能。
凝固点的高低取决于柴油中的脂肪酸甲酯成分。
一般来说,脂肪酸甲酯中饱和度较高、碳链较长的成分会使凝固点升高,而不饱和度较高、碳链较短的成分会使凝固点降低。
因此,通过调整原料和生产工艺,可以有效控制一代低凝生物柴油的凝固点。
为了降低一代低凝生物柴油的凝固点,研发者们采取了一系列的措施。
首先,选择合适的原料非常关键。
优质的原料中含有较高比例的不饱和脂肪酸甲酯,能够有效降低柴油的凝固点。
其次,通过对原料进行精细加工和调整生产工艺,可以进一步优化柴油的凝固点。
例如,通过脱酸、酯交换等方法,可以去除原料中的杂质和饱和脂肪酸甲酯,从而减少凝固点的提高。
此外,添加一些低凝剂或凝固点降低剂也是常见的方法,它们能够降低柴油的凝固点,提高其在低温环境下的可用性。
一代低凝生物柴油的凝固点问题虽然在一定程度上得到了解决,但仍然存在一些挑战。
首先,柴油的凝固点与其可用性之间存在一定的折中关系。
降低凝固点的同时,可能会降低柴油的燃烧性能和能量密度。
其次,一代低凝生物柴油的生产成本相对较高,限制了其在市场上的普及和应用。
总的来说,一代低凝生物柴油的凝固点是一个重要的研究方向,通过研究原料选择、加工工艺和添加剂等手段,不断提高柴油的低温流动性,可以进一步推动生物柴油的发展和应用。
同时,我们也需要在环保和经济效益之间寻找平衡,为可持续能源的发展做出更多的贡献。
柴油低温粘度

柴油低温粘度
柴油低温粘度是指柴油在低温下的流动性和黏稠度。
低温粘度是柴油润滑性能的一个重要指标,它影响着柴油在低温环境下的流动性和喷射性能。
低温粘度通常用来评估柴油在低温条件下的流动性能。
柴油的低温粘度越低,其在低温下的流动性越好。
这对于柴油发动机在寒冷地区或冬季使用非常重要,因为低温下柴油的流动性较差可能导致启动困难、喷射不良、燃烧不完全等问题。
低温粘度通常以单位为CST(厘斯特克度)或mm²/s(平方毫米/秒)来表示。
柴油的低温粘度可以通过测试方法来测量,常用的测试方法包括A STM D5293、ASTM D445等。
柴油的低温粘度可以通过添加一些添加剂来改善,例如流动改进剂、抗凝剂等。
这些添加剂可以降低柴油的凝固点和提高其低温流动性。
总之,柴油的低温粘度是指柴油在低温下的流动性和黏稠度,它对柴油发动机在低温环境下的启动和喷射性能有重要影响。
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生物柴油的低温流动性及其降凝剂摘要: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O℃时,其低温结晶和凝胶化限制了生物柴油在低温时的应用。
生物柴油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,还与脂肪酸酯的支链程度有关。
综述了改善生物柴油低温流动性的方法,降凝剂的作用机理及生物柴油降凝荆的研究、应用及发展前景。
关键词:生物柴油;降凝剂;冷凝点;降凝机理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。
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网。
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O℃时,其低温结晶和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[91和凝点、冷滤点、倾点和粘度值如表1,表2。
表1 7种植物油生物柴油中脂肪酸甲酯的相对含量从表l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。
传统的柴油降凝剂按其原料可分为:(1)乙烯一醋酸乙烯脂共聚物(2)烯基二酰胺酸盐类(3)醋酸乙烯脂一富马酸脂共聚物(4)马来酸酐共聚物(5)丙烯酸脂类共聚物(6)烷基芳烃(7)极性含氮化合物。
Chuang—Wei Chiu, Leon G.Schumacher, Galen J.Suppes等1 对Bio Flow一870、Bio Flow一875加入到生物柴油中考察了其对生物柴油浊点、冷凝点,实验表明Bio Flow一875、Bio Flow一870在加入量为0.1%时可以分别使冷凝点从-6℃降低到-9℃和-l8℃ ,但对冷滤点几乎没有影响。
Soriano Jr.,Nestor U.等人分析了生物柴油自身的特点,采用臭氧化处理的植物油作为纯生物柴油的抗凝剂,实验表明l~1.5wt%的臭氧化植物油对降低生物柴油的冷凝点又很好的效果,可使由葵花籽油制备的生物柴油、大豆油制备的生物柴油、菜籽油制备的生物柴油的冷凝点分别降低-24、-12、-30℃,但对冷滤点的影响不大。
Dunn R.O.,Shockley M.W.,Sagby M.O.等对市场中出售的十二种降凝剂对生物柴油的低温性能影响做了研究,研究表明降凝剂对生物柴油冷凝点的降低都有一定的作用。
2.2 加入柴油法该方法是在生物柴油中加入一定量的精制柴油或低硫柴油使冷凝点降低的一种方法。
人们在这方面的研究挺多,但该方法使凝点降低的幅度不大。
大量的研究集中在将生物柴油和柴油混和来降低生物柴油的凝固点,通常情况下,是将2~20vo1%的生物柴油加人到柴油中来提高低温操作性能。
有研究表明加人50~70vo1%的柴油可使冷凝点降低7~l0℃。
Dunn,1LO.,Shockley,M.W.,bagby,M.0.等研究表明由大豆油制得的生物柴油与石油中间馏分柴油混合能使大豆油甲酯的冷滤点降低到-16℃。
一般是将2%~20%的生物柴油与柴油混合,而生物柴油含量在80%~90%的低凝点的研究在国内外的研究中还较少。
2.3混和降凝法该方法是在生物柴油中加人一定量精制柴油或低凝点柴油,并加人少量降凝剂,共同作用使其凝固点降低的方法。
Chuang-Wei Chiu,Leon G.Schumacher等将生物柴油与一定量的低硫柴油,添加剂OS-1 10050混合作用下,考察了对生物柴油冷凝点和冷滤点的影响,结果如表3。
表3生物柴油与低硫柴油混合柴油在添加剂OS-1 10050下的冷滤点和冷凝点由表可以看出生物柴油的冷凝点随着低硫柴油的加人而降低,冷滤点在低硫柴油的加人后有所降低,在低硫柴油含量在60%~80%时变化不大。
生物柴油的冷凝点随着添加剂的加人其冷凝点降低,但冷滤点的变化不大。
由该表也可以看出当柴油和添加剂共同作用时,能使其冷凝点和冷滤点降低,其中冷滤点的降低主要是由于柴油的加人,而柴油和添加剂都对冷凝点的降低有一定的作用。
Dunn, R.0., Shockley, M.W.,bagby,M.0.等考察了添加剂对生物柴油和柴油的混合物低温性能的影响,研究表明添加剂可以显著降低混合物的冷凝点,但对混和物的冷滤点和粘度影响不大。
2.4改变生物柴油的结构改变生物柴油中的酯基是在合成生物柴油时用不同的醇做原料合成不同结构的酯,利用空间结构的不同改变生物柴油的冷凝点。
Lee, Inmok,Johnson,Lawrence A.,Hammond,Earl G.等采用含有支链的醇与植物油或动物油酯交换合成生物柴油,并对其产物和由甲醇与植物油或动物油酯交换合成生物柴油的低温性能做了比较。
研究表明含支链的醇合成的纯生物柴油或生物柴油与柴油的混和物的结晶温度明显降低,异丙基和2-丁基大豆油酯与大豆油甲酯相比结晶温度分别降低了7~11℃和l2~14℃。
另外,含支链的大豆油酯结晶温度随着柴油的加入也会大大降低。
三、生物柴油降凝剂的结构特征和降凝机理3.1生物柴油降凝剂的结构目前针对生物柴油自身的特点而开发的降凝剂还很少,主要还是沿用柴油的降凝剂。
柴油降凝剂从30年代开始研究至今,主要是能和蜡晶形成共晶或阻止蜡晶长大的聚合物。
降凝剂的分子结构由长链烷基基团和极性基团两部分组成,长链烷基结构可以在侧链上,也可以在主链上,或者两者兼有。
降凝剂的相对分子量在4000~10000时,降凝效果较好,过低(4000以下)或过高(20000以上),降凝效果都不明显。
但由于生物柴油原料来源的不同,分子结构的不同,组分含量的不同,适用与柴油的降凝剂对生物柴油的效果不是很理想。
3.2 生物柴油降凝剂的降凝机理与柴油降凝机理类似,生物柴油的降凝机理也可以认为主要有:晶核作用理论、吸附理论、共晶理论或三者协同作用。
(1)晶核作用理论降凝剂在高于析蜡温度下结晶析出,它起着晶核作用而成为蜡晶发育的中心,使生物柴油中的小蜡晶增多,不易产生大的蜡团。
(2)吸附理论降凝剂吸附在蜡晶周围,阻止进一步析出的蜡晶结合,使其不与烃组分一起形成三维网状凝胶结构,从而降低了生物柴油的凝点,达到改善流动性的目的。
(3)共晶理论降凝剂分子有与石蜡分子相同的和不同的结构部分,相同的部分为烃链非极性集团),可与石蜡共晶,不同的部分(极性集团)则阻碍蜡晶进一步长大。
(4)晶核、吸附和共晶的协同作用宋昭峥等人认为,降凝剂的上述3种降凝机理都可能存在。
在蜡形成晶核时,降凝剂起晶核作用而产生降凝效果,在蜡晶增长阶段,吸附或共晶起作用,或者两者共同作用。
胡合贵等人还提出了抑制蜡晶中三维网状结构生成的吸附一共晶理论,认为降凝剂的作用机理取决于降凝剂的种类。
化学降凝剂一般由长链烃和极性基团组成,若其长链烃与生物柴油中石蜡的正构烷烃碳数分布最集中的链相近,则在生物柴油冷却重结晶过程中,降凝剂与生物柴油中的蜡同时析出共晶,或被吸附在蜡晶表面;个别的没有吸附降凝剂的蜡晶表面或其棱角,成为结晶中心使蜡晶很快成长起来;当新生成的蜡晶又被降凝剂包围时,在它的棱角处又会重新长出新的蜡晶。
结晶过程就是按照这种链锁方式进行的,外形呈多枝状的单晶晶体的连生体,形成树枝状结晶,从而降低原油的凝点、粘度等流变参数,改善了生物柴油的低温流动性能。
四、生物柴油降凝的研究方向随着石油资源的紧张,开发利用可再生能源愈来愈受到人们的关注。
生物柴油作为可再生绿色能源具有和柴油相似的性能,然而其低温流动性能限制了其的开发利用。
因此研究发生物柴油低温性能、低温添加剂及其机理具有十分重要的战略意义。
(1)传统的柴油降凝剂对生物柴油的降凝效果不是很好,因此加强生物柴油的组成、组分结构等的基础研究,研究生物柴油的降凝机理,开发研制新型的生物柴油降凝剂是一个崭新的课题。
(2)由于柴油组分多样性,可以采用不同降凝剂复配来降低柴油的冷凝点。
开发研究生物柴油降凝剂的复配来提高生物柴油的低温流动性也将是一个研究方向。
(3)低温添加剂对降低冷凝点效果显著,但对冷滤点影响不大,如何降低冷滤点,即降低结晶的温度还有待人们研究。