生物柴油的理化特性

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生物柴油主要由C、H、O三种元素组成。以菜籽油制备的生物柴油为例，其主要成分是软酯酸、硬酯酸、油酸、亚油酸等长链饱和或不饱和脂肪酸同甲醇或乙醇等醇类物质所形成的酯类化合物。
    （1）十六烷值
    十六烷值是衡量燃料在压燃式发动机中发火性能好坏的重要指标。由于柴油机是压燃式发动机，要求柴油喷入气缸与压缩空气混合，在高温高压条件下自燃，并在气缸中燃烧做功。十六烷值高，其自燃温度低，滞燃期短，燃烧噪声低且有利于发动机的冷启动，适合于发动机的冷启动，适合于高速柴油机使用。石化柴油的十六烷值最小为49，生物柴油最小为56，比石化柴油高14%。所以与石化柴油相比，生物柴油更适合在压燃发动机上应用。
4 n: y- C  {. P    （2）运动粘度
: d5 l) c+ N6 x' x    运动粘度是衡量燃料流动性能及雾化性能的重要指标。运动粘度高，流动性就差，会使喷出油滴的直径过大，油流射程过大，喷雾锥角过小，使得油滴有效蒸发面积减少，蒸发速度减慢。生物柴油40℃时的运动粘度为4-6mm2/s相对石化柴油的2-4mm2/s较高，所以生物柴油的雾化效果较柴油差。然而，较高的运动粘度可以使得生物柴油在不影响燃油雾化的情况下，提高运动机件的润滑性，降低机件磨损，延长机件的使用寿命，从而减少发动机在使用过程中的维修费用，提高经济性。
6 a' S& L$ N. L/ O: ~. k1 U% }    （3）闪点
    通常，油品（汽油除外）的闪点为其爆炸的下限温度，即液体油品在其闪点温度下，已有足够的饱和蒸汽压，可使其在空气中浓度值正好达到油品的爆炸下限，因此一遇明火立即发生爆炸燃烧。闪点是衡量油品在运输、储存和使用过程中安全程度的指标，生物柴油的闪点大于100℃，远高于石化柴油的60℃，所以生物柴油在运输、储存和使用过程中的安全性要比石化柴油好。
# c! N- G2 \% x5 W, k) V    （4）热值
    生物柴油的体积热值为32MJ/L，相对石化柴油的35MJ/L略低，并且其理论混合气的质量热值为2.6936MJ/kg，比石化柴油的2.7206 MJ/kg低，然而，理论混合气的体积热值为3.7658 MJ/m3, t匕石化柴油的3.7647 MJ/ m3要略高。决定发动机功率和扭矩大小的是混合气热值而不是燃料热值，生物柴油的混合气热值基本上与石化柴油持平。
6 a2 v; y6 R" ?. y    （5）酸度及酸值
' T6 [/ Z6 Q3 D1 F  q    柴油的酸度对发动机的工作状况影响很大，酸度(酸值)大的柴油会使发动机内积炭增加，造成活塞磨损，使得喷嘴结焦，影响喷雾性能和燃烧性能，还会引起柴油的乳化现象。酸度及酸值是衡量油品腐蚀性和使用性能的重要依据。通过醋交换制备的生物柴油，不含有脂肪酸、环烷酸等有机酸，仅含极微量的硫。因此酸值较低，一般在0.5mg KOH/g以下，远远低于石化柴油的5mgKOH/g。由此可见生物柴油对于发动机的腐蚀性很小。
    （6）氧含量
9 p" d0 p; z( o1 k3 I6 C3 z3 l6 d       氧不能燃烧但能助燃，使燃烧状况得到改善，降低CO, HC和碳烟排放，同时由于氧浓度和缸内温度的提高可能会造成NOX增多。生物柴油含有其体积10%左右的氧，柴油没有，这也就是说和柴油相比，生物柴油的燃烧状况优于柴油，但是其NOX排放可能也比柴油的高。
: w  Y  {8 s% A( G1 I/ u    （7）硫含量
, g5 j+ U) x5 A) a3 g  v    “酸雨”的形成被学者一致认为是石油燃料中富含的硫(S)在燃烧氧化后蒸发于空中所致。生物柴油的硫含量小于0.001，远低于石化柴油的0.2，如果形成规模，生物柴油完全取代石油燃料使用的话，“酸雨”问题将失去其形成的要素而得以改善和解决。
    另外，生物柴油具有良好的发动机低温启动性能，无添加剂冷滤点达一20℃;由于生物柴油燃烧时发动机排放的C02远低于该植物生长过程中所吸收的C02从而改善由于CO:的排放导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题;并且具有可再生性，生物柴油是以可再生的动植物油脂为原料，减少了石油资源的利用;生物柴油的生物降解率高，在生产和使用过程中即使发生泄漏也不易造成环境污染;生物柴油不含芳香烃，在很大程度上降低了微粒排放物;柴油机可以在不做任何改动下燃用生物柴油，且对发动机有保护作用;可单独使用或以任何比例与普通柴油混合使用。