棕櫚油生物柴油低溫流動性及其改進.pdf

1、為了緩解能源緊缺和環(huán)境污染兩大難題，生物柴油由于其可再生性和環(huán)境友好等特點備受各國青睞，但生物柴油中飽和脂肪酸甲酯低溫容易結(jié)晶析出晶體，影響其在低溫條件下的使用，因此生物柴油的低溫流動性急需得到改進。本文主要研究了生物柴油的組成、棕櫚油生物柴油(Palm Oil methyl ester，PME)的低溫流動性、結(jié)晶機理以及改進低溫流動性的三種措施。
　　首先以棕櫚油為原料制備生物柴油，采用氣質(zhì)聯(lián)用儀對生物柴油的組分進行分析。研究表

2、明生物柴油的冷濾點(Cold Filter Plugging Point，CFPP)隨著飽和脂肪酸甲酯(Saturated Fatty Acid Methyl Ester，SFAME)含量和碳鏈的增加而升高，隨著不飽和脂肪酸甲酯(Unsaturated Fatty Acid Methyl Ester，UFAME)的含量和不飽和度的增加而降低。
　　其次在研究PME與石化柴油組成及分子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對PME與石化柴油的低溫流動進行分

3、析。結(jié)果表明:0號柴油(0PD)和-10號柴油(-10PD)主要是由8～26個碳原子組成的正烷烴組成，而PME主要組成為C14～C22的偶數(shù)碳鏈原子組成的長鏈脂肪酸甲酯，其中包括SFAME(C14∶0～C22∶0)與UFAME(C16∶1～C20∶1、C18∶2和C18∶3)，SFAME與UFAME的質(zhì)量分數(shù)分別為40.13％和59.57％;0PD、-10PD及PME1的CFPP分別為-3、-8、10℃，運動黏度(40℃)分別為2.91

4、、2.53、4.91 mm2/s。
　　運用溶液結(jié)晶理論和電子效應(yīng)理論可知生物柴油結(jié)晶過程為:過飽和溶液的形成→SFAME成核→晶體生長。利用低溫顯微鏡觀察PME1在低溫環(huán)境下的結(jié)晶，晶體為規(guī)則多邊形薄片狀，溫度和降溫速率影響PME1的結(jié)晶形態(tài)，隨著溫度的降低，晶體不斷生長并逐漸聯(lián)結(jié)在一起，將不飽和脂肪酸甲酯包裹在里面，形成三維空間結(jié)構(gòu)。通過實驗觀察分析生物柴油低溫流動性改進劑作用機理可能是吸附、晶核兩者的協(xié)同作用。
　　最

5、后通過了解生物柴油結(jié)晶機理以及低溫流動性改進機理，提出并驗證改進PME低溫流動性的三種措施:結(jié)晶分離、添加調(diào)合劑、添加低溫流動性改進劑。PME2結(jié)晶分離得到PME2-CF，其CFPP為0℃，比PME2的CFPP降低了8℃;將PME1分別與0PD、-10PD以及煤油以不同比例調(diào)合，研究PME1/0PD、PME1/-10PD和PME1/煤油的低溫流動性。結(jié)果表明:(1)隨著PME1調(diào)合比例的增大，調(diào)合油的CFPP一般呈先減小后增大的趨勢，當(dāng)

6、PME1調(diào)合比例不超過20％時，PME1/0PD、PME1/-10PD和PME1/煤油的CFPP分別最低降至-11、-13、-40℃，低溫流動性均得到一定改進;(2)隨著PME1添加比例的不斷增大，調(diào)合油的運動黏度不斷增大，且調(diào)合油的運動黏度介于調(diào)合劑與PME1之間;且當(dāng)溫度向其CFPP降低時，調(diào)合油的運動黏度急劇增大，其黏溫曲線變得陡峭;(3)采用回歸分析法建立了PME1/0PD及PME1/-10PD的黏溫方程;(4)向PME及其調(diào)合