生物柴油组成与组分结构对其低温流动性的影响

在分析生物柴油分子结构的基础上,应用色-质联用仪、低温性能测试仪、溶液结晶原理和相似相溶原理研究生物柴油的低温流动性。提出了生物柴油是由高熔点饱和脂肪酸甲酯和低熔点不饱和脂肪酸甲酯组成的伪二元组分溶液的观点。基于46种生物柴油组成与冷滤点的实验结果,建立了相关性很好的冷滤点预测模型。研究表明,生物柴油主要由14～24个偶数碳链的脂肪酸甲酯组成,低温流动性主要取决于饱和脂肪酸甲酯的含量和分子结构;生物柴油的冷滤点随着饱和脂肪酸甲酯含量的增加呈线性增加,饱和脂肪酸甲酯烷基碳链越长增加幅度越大;根据组成可直接预测生物柴油的冷滤点。     

生物柴油组成与组分结构对其低温流动性的影响

在分析生物柴油分子结构的基础上,应用色-质联用仪、低温性能测试仪、溶液结晶原理和相似相溶原理研究生物柴油的低温流动性.提出了生物柴油是由高熔点饱和脂肪酸甲酯和低熔点不饱和脂肪酸甲酯组成的伪二元组分溶液的观点.基于46种生物柴油组成与冷滤点的实验结果,建立了相关性很好的冷滤点预测模型.研究表明,生物柴油主要由14～24个偶数碳链的脂肪酸甲酯组成,低温流动性主要取决于饱和脂肪酸甲酯的含量和分子结构;生物柴油的冷滤点随着饱和脂肪酸甲酯含量的增加呈线性增加,饱和脂肪酸甲酯烷基碳链越长增加幅度越大;根据组成可直接预测生物柴油的冷滤点.     

原料油及其生物柴油低温流动性分析

采用酯交换法,以原料油制备出相应的生物柴油。分别对原料油和相应生物柴油的低温流动性指标进行检测,利用气相色谱分析了生物柴油的组成成分。从黏度、冷滤点和凝点三方面对原料油及相应的生物柴油进行了对比分析,并从生物柴油的组分出发,分析了生物柴油低温流动性的影响因素。实验结果表明,原料油及相应的生物柴油之间的低温流动性存在线性相关,原料油的低温流动性对相应的生物柴油的低温流动性起着决定性的作用;生物柴油的低温流动性与生物柴油组分中脂肪酸甲酯的低温流动性和含量有关。     

食用植物油所制备生物柴油的低温流动性能

以我国常用的7种食用植物油为原料，采用碱催化酯交换法制成纯植物油生物柴油．并测定了各种生物柴油中脂肪酸甲酯的分布、凝点、冷滤点、倾点和粘度。通过比较发现．当植物油制成生物柴油后其凝点和倾点显著升高，但冷滤点降低。从凝点看，其中菜籽油生物柴油能满足我国-10号柴油的要求，葵花籽油、玉米油、芝麻油和大豆油的生物柴油能满足0号柴油的规格，花生油生物柴油的凝点则较高。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。     

大豆油生物柴油低温流动性改进剂研究

采用多功能低温性能测定仪和旋转粘度计考察了烯烃-醋酸乙烯酯聚合物（VAE）、聚甲基丙烯酸酯（PMA）、乙烯-醋酸乙烯共聚物（PEV）三种低温流动改进剂对大豆油生物柴油低温流动特性及粘温特性的影响,采用偏光显微镜研究了加剂前后生物柴油的低温晶态特征。结果表明,低温流动改进剂改善大豆油生物柴油低温流动性的效果不同,其中VAE可明显降低生物柴油的凝点和冷滤点。低温下,生物柴油表观粘度急剧增大,且形成三维网状结晶使生物柴油失去流动性,低温流动改进剂通过减缓生物柴油表观粘度增大以及阻止网状结晶形成,改善了生物柴油低温流动性。     

大豆油生物柴油低温流动改进剂研究

采用多功能低温性能测定仪和旋转牯度计考察烯烃-醋酸乙烯酯聚合物（VAE）、聚甲基丙烯酸酯（PMA）和乙烯-醋酸乙烯共聚物（PEV）三种低温流动改进剂对大豆油生物柴油低温流动特性及粘温特性的影响,采用偏光显微镜研究加剂前后生物柴油的低温晶态特征。结果表明,不同的低温流动改进剂对改善大豆油生物柴油低温流动性的效果不同,其中VAE可明显降低生物柴油的凝点和冷滤点。低温下,生物柴油表观粘度急剧增大,且形成三维网状结晶使生物柴油失去流动性．低温流动改进剂通过减缓生物柴油表观粘度的增大以及阻止网状结晶的形成,改善了生物柴油的低温流动性。     

烯烃-醋酸乙烯酯混合共聚物对生物柴油低温流动性的影响

采用气相色谱法测定了菜籽油生物柴油、大豆油生物柴油和花生油生物柴油中脂肪酸甲酯的分布和含量.采用多功能低温性能测定仪,考察了烯烃-醋酸乙烯酯混合共聚物(OVCP)对生物柴油低温流动特性的影响.采用偏光显微镜对加OVCP前后生物柴油中蜡晶的微观形态进行了实时观测.结果表明,OVCP对3种生物柴油低温流动性的影响不同,生物柴油中脂肪酸甲酯的碳数分布越窄,OVCP改善其低温流动性的效果越好;OVCP通过改变蜡晶的形态和表面性质以及阻止形成网状结晶改善了生物柴油低温流动性能.     

典型原料生物柴油低温流动性的研究

在应用气-质联用仪和杂化轨道理论研究典型原料生物柴油的组成及其分子结构的基础上,运用结晶理论研究其低温流动性。提出了与低温石油柴油调合和添加低温流动性改进剂两种改善低温流动性的措施。研究表明：生物柴油的主要组成为长链脂肪酸甲酯（C14∶0～C24∶0、C16∶1～C22∶1、C18∶2和C18∶3）,其中饱和脂肪酸甲酯的碳链呈直线＂之＂字形排列;不饱和脂肪酸甲酯的C-C碳链呈直线＂之＂字形排列,C=C使碳链发生弯曲。生物柴油的低温流动性随着饱和脂肪酸甲酯含量的增加而变差,-10PD、PME、CME、SME和RME的冷滤点分别为-7℃、8℃、6℃、-5℃和-7℃;与-10PD调合冷滤点最低降到-12℃;在添加FlowFit、FlowFitK和T818的体积分数〈1.5%时,PME、CME、SME和RME的冷滤点分别最低降到2℃、0℃、-7℃和-11℃。     

0号车用柴油低温析蜡对凝点、冷滤点的影响

油品的低温流动性是指油品在低温下使用时,维持正常流动、顺利输送的能力,评定车用柴油低温流动性的重要指标是凝点和冷滤点。冷滤点与车用柴油的低温使用性能直接相关,而凝点主要是与车用柴油的储存、运输有关。如果柴油中含蜡量高,在低温环境下,柴油更容易凝结成固体蜡块,导致油品失去流动性,引发过滤器堵塞和发动机启动困难,其次低温环境也会因柴油析蜡限制柴油运输和储存。为了降低柴油的凝点和冷滤点,一般在柴油中加入特定降凝剂,增强其低温流动性,减少结蜡现象。为了提质增效,减少降凝剂使用,有没有一种可能通过低温析蜡工艺把柴油中蜡结晶去除,从而降低柴油凝点和冷滤点。以加工长庆原油生产的柴油组分为实验对象,研究低温析蜡前后其凝点和冷滤点变化。     

生物柴油低温流动性能研究

采用气相色谱法测定了菜籽油生物柴油、大豆油生物柴油和花生油生物柴油中脂肪酸甲酯的分布和含量,采用燃料低温性能测定仪和旋转黏度计考察了生物柴油的低温流动性能及流变特性。结果表明:生物柴油的低温流动性能与其饱和脂肪酸甲酯的分布和含量密切相关。花生油生物柴油的饱和脂肪酸甲酯含量比菜籽油生物柴油的高10.5%,其冷滤点和凝点比菜籽油生物柴油的高8℃,0℃时花生油生物柴油黏度比菜籽油生物柴油高57.42 mPa·s。生物柴油在低温下失去流动性的主要原因是析出晶体,并连接成网状结构,将低熔点的柴油吸附于其中。     

生物柴油在低温下析出晶体的热力学规律研究

以大豆油、地沟油、花生油生物柴油为研究对象,利用黏温曲线法得到了生物柴油的浊点,利用高速离心分离法结合气相色谱法得到生物柴油在不同温度下的结晶量及析出晶体的组成,研究生物柴油在低温下析出晶体的热力学规律。试验结果表明：生物柴油在低温下析出的晶体主要由饱和脂肪酸甲酯组成,且析出的晶体中高碳数脂肪酸甲酯的质量分数大于低碳数脂肪酸甲酯;生物柴油中饱和脂肪酸甲酯的含量越高,浊点越高,低温下的结晶量越多,黏度越大,低温流动性能越差。     

Cold flow properties and crystal morphologies of biodiesel blends

A soybean biodiesel was prepared and blended with a conventional China’s No. 0 petrodiesel. The pour points (PP) and cold filter plugging points (CFPP) of the biodiesel blends were evaluated on a low-temperature flow tester. Dynamic viscosities of the blends at different temperatures and different shear rates were measured on a rotatory rheometer. The crystal morphologies of the biodiesel blends at low temperatures were analyzed using a polarizing microscope. The results indicate that the blended fuels provided a slight decrease in PPs and CFPPs as compared with those of neat soybean biodiesel and pure petrodiesel. Below the temperatures of PPs or CFPPs, the dynamic viscosity of the biodiesel blends increased dramatically with decreasing temperature, but decreased with increasing shear rate, the biodiesel blends exhibiting non-Newtonian behavior. At temperatures higher than PPs or CFPPs, linear relationships appeared between dynamic viscosity and shear rate and the biodiesel blends became Newtonians. At low temperatures, wax crystals of the biodiesel blends grew and agglomerated rapidly. The loss of fluidity at low temperatures for the biodiesel blends can therefore be attributed, on the one hand, to the sharp increase of viscosity and, on the other hand, to the rapid growth and agglomeration of wax crystals.     

Low-temperature Properties of Biodiesel： Rheological Behavior and Crystallization Morphology

A soybean oil derived biodiesel was prepared and blended with a conventional No. 0 petrodiesel. The pour points (PP) and the cold filter plugging points (CFPP) of biodiesel blends were evaluated on a low-temperature flow tester. Dynamic viscosities of the blends at different temperatures and different shear rates were measured on a rotary rheometer. The crystal morphologies of biodiesel blends at low temperatures were analyzed using a polarizing microscope. The results indicated that blended fuels demonstrated slight decrease in PPs and CFPPs as compared with those of neat soybean oil derived biodiesel and pure petrodiesel. Below the temperatures of PPs or CFPPs, the dynamic viscosity of biodiesel blends dramatically increased with a decreasing temperature, but decreased with an increasing shear rate, so that biodiesel blends exhibited non-Newtonian behavior. At temperatures higher than PPs or CFPPs, a linear relationship appeared between the dynamic viscosity and shear rate and biodiesel blends became Newtonian fluids. At low temperatures, wax crystals of biodiesel blends grew and agglomerated rapidly. Loss of fluidity for biodiesel blends at low temperatures could therefore be attributed on one hand to the sharp increase of viscosity and on the other hand to the rapid growth and agglomeration of wax crystals.     

基于光谱分析的生物柴油氧化过程结构变化研究

分别以大豆油、菜籽油、餐饮废油为原料制备三种不同原料来源的生物柴油,利用气相色谱测定了其脂肪酸甲酯含量。对三种生物柴油的氧化安定性进行了评价,并利用红外光谱和紫外光谱分析了菜籽油生物柴油 (RME)、大豆油生物柴油 (SME) 及餐饮废油生物柴油 (WME)中不饱和脂肪酸甲酯分子在氧化过程中分子的构型变化,结果表明：不同原料来源生物柴油的氧化安定性与脂肪酸甲酯的组成及分布密切相关,多双键不饱和脂肪酸甲酯的含量越高,生物柴油的氧化安定性越差。不饱和脂肪酸甲酯分子中的双键在氧化过程中会发生顺-反异构化,并生成共轭双键,多双键不饱和脂肪酸甲酯含量越高,共轭双键生成量越多,生物柴油的氧化安定性也越差。     

氧化前后生物柴油的红外和紫外光谱分析

利用红外光谱和紫外光谱分析了菜籽油生物柴油、大豆油生物柴油及餐饮废油生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯(FAME)在氧化过程中分子构型的变化。结果表明,生物柴油的氧化安定性与其脂肪酸甲酯的组成密切相关,即不同来源的生物柴油的氧化安定性不同。在氧化过程中,不饱和脂肪酸甲酯分子中的双键会发生顺 反异构化,并生成共轭双键;多双键不饱和脂肪酸甲酯含量越高,共轭双键生成量越多,生物柴油的氧化安定性也越差。