柴油機燃料調(diào)和用生物柴油標準

1、柴油機燃料調(diào)和用生物柴油標準2報報 告告 內(nèi)內(nèi) 容容一、前言二、國外生物柴油標準三、我國柴油機燃料調(diào)合用生物柴油（BD100）國家標準的制定 1、標準與美國ASTM D6751-03a的主要差異 2、標準的主要技術(shù)要求和試驗方法 3、主要技術(shù)指標的確定四、其他產(chǎn)品和方法標準工作簡況五、結(jié)語和建議3前前 言言 隨著世界范圍內(nèi)車輛柴油化趨勢的加快，柴油的需求量愈來愈大，而石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識的提高，大大促進了世界各國加快柴油替代燃料的開發(fā)步伐。 生物柴油又稱脂肪酸烷基酯，是以植物油、動物油脂、廢餐飲油等作原料，與醇類（甲醇、乙醇）經(jīng)酯交換反應(yīng)獲得，最典型的為脂肪酸甲酯。生物柴油有以下特

2、點： 屬可再生資源，可緩解石油資源緊缺的矛盾； 促進林業(yè)和農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，增加農(nóng)民收入； 有效減少溫室氣體CO2的排放；可降低汽車尾氣排 放，有利于環(huán)境的改善； 有效處理廢餐飲油、泔水油回收問題。4生物柴油在歐盟 2005年歐洲產(chǎn)量為607萬噸，比上年增加65，其中德國160萬噸，法國49.2萬噸，意大利39.6萬噸，捷克13.3萬噸，波蘭10萬噸。 歐盟生物燃料使用目標（EU 2003/30/EC）： 2005年占總2 2010年占總5.75 FIE（Fuel Injection Equipment）制造商協(xié)會認可B5 前 言5生物柴油在美國 生物柴油作為燃料和燃料添加劑在美國環(huán)保署（EPA

3、）注冊，B20在美國運行超過5億英里，2005年生物柴油產(chǎn)量為25萬噸，估計到2011年會增加到115萬噸。 美國OEM（Original Equipment Manufacturers）接受B5 （ Daimler Chrysler, John Deere等），主要發(fā)動機制造商將B20包含在保修范圍。 BQ-9000質(zhì)量標識：ASTM標準和包括儲存、取樣、檢測、調(diào)合、運輸、分配和管理的一套質(zhì)量體系程序結(jié)合而成。前 言6前前 言言 2006年1月1日，中華人民共和國可再生能源法的 實施，為生物柴油的生產(chǎn)和應(yīng)用奠定了法律基礎(chǔ)。推廣生物柴油已成為我國一項利國利民、對國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義的

4、戰(zhàn)略性舉措。 經(jīng)國務(wù)院批準，財政部、國家發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)部、國家稅務(wù)總局、國家林業(yè)局已聯(lián)合下發(fā)關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見： 我國將建立風險基金制度，實施彈性虧損補貼。企業(yè)應(yīng)當建立風險基金制度，以贏補虧，如果企業(yè)長期低位運行，國家將給于適當補貼。國家鼓勵開發(fā)荒山、荒地等為利用土地建設(shè)原料基地，我國將對原料基地、示范進行補助與稅收優(yōu)惠，以促進我國生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 7前 言國內(nèi)生物柴油情況我國已有數(shù)十家生產(chǎn)生物柴油的企業(yè)，年產(chǎn)量超過10萬噸： 海南正和生物能源有限公司 四川古杉油脂化學有限公司（17萬噸50萬噸） 福建卓越新能源有限公司在建項目多家，總設(shè)計能力超過300萬噸

5、： 南京清江生物能源科技有限公司（75萬噸） 安徽國風生物能源有限公司（60萬噸） 中石化石家莊煉油廠 四川古杉、福建卓越以及江西省生物質(zhì)轉(zhuǎn)化工程技術(shù)研究中心有生物柴油企業(yè)標準8前 言 歐洲主要以菜籽為原料生產(chǎn)生物柴油，北美主要以轉(zhuǎn)基因大豆為原料，東南亞國家則主要以棕櫚油為原料。 我國具有十分豐富的生物柴油原料資源。已查明油料作物有151科697屬1554種，主要的科有大戟科、樟科、豆科、夾竹桃科、菊科、大風子科等，含油量超過40%有154種。其中菜籽、大豆、花生、棉籽仍是我國主要食用油原料，而其他可用作規(guī)模化生物柴油原料基地的喬灌木種不足10種，如黃連木、文冠果、麻瘋樹、蓖麻、油桐樹、光皮樹

6、等。 目前，廢餐飲油是我國生物柴油的主要原料。 原料差異是造成我國生物柴油質(zhì)量參差不齊的主要原因。 9前 言任務(wù)來源 本項目是受國家標準化委員會和國家科技部委托，全國石油產(chǎn)品和潤滑劑標準化技術(shù)委員會組織，由中國石油化工股份有限公司提出，石油化工科學研究院負責起草并完成的，任務(wù)編號20032462-Z-513 。制定意義 為生物柴油的生產(chǎn)和應(yīng)用提供必要的技術(shù)依據(jù) 促進生物柴油產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展制定過程 2004年底完成初稿，2005年6月發(fā)出征求意見稿，10月完成送審稿，2006年5月在北京通過“石油燃料潤滑劑產(chǎn)品標準審查委員會”的會議審查，完成報批稿已送國家標準化管理委員會。10國外生物柴油標準

7、國外生物柴油標準歐洲奧地利：ON C1190（1991）ON C1191（1997）德國：DIN V51606（1994）DIN E51606（1997）意大利：UNI 10635（1997）UNI 10946（2001）法國：Journal Official（1993）Journal Official（1997）瑞典：SS 1554 36（1996）捷克：CSN 65 6507（1998）歐盟：EN14214:2003（車用)、EN14213:2003（加熱油用）美國 PS121-99ASTM D6751-02ASTM D6751-03ASTM D6751-03a ASTM D6751-06

8、e111ASTM D6751ASTM D6751新修訂趨勢新修訂趨勢已增加指標：已增加指標： 一價金屬含量（一價金屬含量（NaNaK K） 5mg/kg 5mg/kg 二價金屬含量（二價金屬含量（MgMgCaCa） 5mg/kg5mg/kg 酸值由酸值由0.8mgKOH/g0.8mgKOH/g改為改為0.5mgKOH/g0.5mgKOH/g待修改指標：待修改指標： 水分和沉渣水分和沉渣 0 .05 %0 .05 %（）修改為：）修改為： 水含量水含量 500mg/kg500mg/kg 氧化安定性氧化安定性 3H3H 亞麻酸甲酯含量亞麻酸甲酯含量 1212（w w） 總顆粒污染物總顆粒污染物 2

9、4mg/kg 24mg/kg 12指標單位美國歐洲歐洲澳大利亞 巴西D6751-03aEN14213EN14214 DraftANP255公布日期2003.112003.072003.072003.092003.09密度，15kg/m3-860-900860-900860-890同柴油運動粘度，40 mm2/s1.9-6.03.5-5.03.5-5.03.5-5.0同柴油90餾程%360-360360,95%閃點130120120120100CFPP-待定-濁點報告-同柴油硫含量%（m）0.05/0.00150.00100.00100.005/0.0010.001康氏殘?zhí)?00%（m）0.05

10、-0.050.05康氏殘?zhí)?0%（m）-0.30.30.3硫酸鹽灰分%（m）0.0200.020.020.0200.02水含量mg/kg-500500-總污染物mg/kg-2424-水分和沉積物%（vol)0.05-0.050.02銅片腐蝕，級3h/503 1 131十六烷值475151514513指標單位美國歐洲歐洲澳大利亞巴西酸值mgKOH/g0.80.50.50.80.8氧化安定性，110h-4.06.066甲醇含量%（m）-0.20.20.5酯含量%（m）-96.596.596.5-單甘酯%（m）-0.80.8-1.0二甘酯%（m）-0.20.2-0.25三甘酯%（m）-0.20.2-

11、0.25游離甘油%（m）0.0200.020.020.020.02總甘油%（m）0.240-0.250.250.38碘值%（m）-130120-報告亞麻酸甲酯%（m）-12.0-多不飽和酯（雙鍵4）%（m）-11-磷含量mg/kg1010101010金屬Na+K金屬Ca+Mgmg/kg-5510mg/kg-55-14 目前，我國柴油的用途主要集中于農(nóng)用動力機械及公路、水路及鐵路運輸動力機械方面，這一點與美國的情況極為類似。因此，我國生物柴油標準技術(shù)要求是參照美國試驗與材料協(xié)會標準ASTM D6751-03a餾分燃料調(diào)合用生物柴油（B100）標準，并對近年來國內(nèi)市場上有一定影響、有一定銷售量、不

12、同原料生產(chǎn)的生物柴油產(chǎn)品進行考察、試驗，根據(jù)情況綜合考慮而確定的。 生物柴油標準制定的主要原則15 同時，還必須考慮的制定原則是，當生物柴油以一定比例與礦物柴油調(diào)合使用后，各項理化指標應(yīng)能滿足國家輕柴油標準GB252-2000的技術(shù)要求。以確保現(xiàn)有使用柴油作為燃料的動力機械在不需要改動的條件下能夠正常、長周期使用生物柴油。 由于我國汽車排放法規(guī)與歐洲相近，考慮到柴油轎車在國內(nèi)的發(fā)展將逐漸提到議事日程上，生物柴油有可能廣泛用于對燃料要求相對較高的柴油轎車或商用車，因此生物柴油標準中個別指標應(yīng)適當參照了歐洲生物柴油標準 EN14214:2003（車用) 。生物柴油標準制定的主要原則16標準與AST

13、M D6751-03a的主要差異u 將十六烷值由不小于47改為不小于49u 將銅片腐蝕由不大于3級改為不大于1級u 未設(shè)水和沉渣項目 (用水含量、機械雜質(zhì)代替）u 未設(shè)濁點項目 （用冷濾點代替）u 未設(shè)磷含量項目u 增加密度、水含量、冷濾點、機械雜質(zhì)和氧化安定性項目u 10蒸余物殘?zhí)恐笜伺cGB 252輕柴油一致 u 標準與ASTM D6751-03a的一致性程度為非等效17柴油機燃料調(diào)合用生物柴油柴油機燃料調(diào)合用生物柴油（BD100BD100）技術(shù)要求和試驗方法）技術(shù)要求和試驗方法項目質(zhì)量指標試驗方法S500S50密度（20）/（kg/m3）820900GB/T 2540 運動粘度（40）/（

14、mm2/s）1.96.0GB/T 265閃點（閉口）/ 不低于130GB/T 261冷濾點 / 報告SH/T 0248硫含量（質(zhì)量分數(shù)） / % 不大于0.05 0.005SH/T 0689 10%蒸余物殘?zhí)浚ㄙ|(zhì)量分數(shù)） / % 不大于0.3GB/T 17144 硫酸鹽灰分（質(zhì)量分數(shù)） / % 不大于0.020GB/T 2433水含量（質(zhì)量分數(shù)）/ % 不大于0.05SH/T 0246銅片腐蝕（50，3h）/ 級 不大于1GB/T 5096十六烷值 不小于49GB/T 386氧化安定性（110）/小時 不小于6.0EN 14112酸值/（mgKOH/g） 不大于0.80GB/T 264 游離甘

15、油含量（質(zhì)量分數(shù)） / % 不大于0.020ASTM D 6584總甘油含量（質(zhì)量分數(shù)） / % 不大于0.240ASTM D 658490%回收溫度/ 不高于360GB/T 653618密 度：不僅關(guān)系到油品交接和儲運過程的計量，也影 響霧化和排放運動粘度：影響供油量、霧化質(zhì)量和潤滑與磨損閃 點: 控制蒸發(fā)性能，確保運輸儲存的安全性，限制 生物柴油中甲醇含量 90回收溫度：防止生物柴油中混入其它高沸點污染物標準主要技術(shù)指標的確定19標準限值和國內(nèi)樣品實測值標準限值和國內(nèi)樣品實測值項目標準限值國內(nèi)樣品實測值12345密度（20） /（kg/m3）820900885.9883.7881.4883

16、.8887.4運動粘度（40）/（mm2/s）1.96.04.3844.5174.6284.5774.414閃點（閉口）/ 13017017017017013790%回收溫度/ 360345.5344.5348.0351.2350.820項目GB252-2000限值調(diào)合燃料（ 2號生物柴油）柴油B5B10B15B20密度（20） /（kg/m3）報告836.0838.0840.2842.3844.5運動粘度（20）/（mm2/s）1.8-8.03.8193.9424.0834.2164.348閃點（閉口）/ 55686869707190%回收溫度/ 355320.0325.0327.5331.

17、5332.5調(diào)合燃料的霧化和蒸發(fā)性能指標21影響腐蝕和磨損的指標硫含量：引起腐蝕，造成發(fā)動機磨損，增加尾氣排放尤其是 PM排放，對后處理器有副作用10殘?zhí)浚喊l(fā)動機氣缸內(nèi)積炭硫酸鹽灰分: 導致噴射器、燃油泵、活塞和活塞環(huán)磨損，以 及發(fā)動機沉積 水含量：導致氧化并與游離脂肪酸生成酸性水溶液，對金屬 有腐蝕。促進生物柴油中微生物如酵母菌、真菌和 細菌的生長而形成淤泥，并有可能堵塞濾網(wǎng) 機械雜質(zhì)：對發(fā)動機零部件磨損銅片腐蝕：對銅的腐蝕酸值：高酸值導致腐蝕、磨損和積炭，噴霧惡化，功率降低 22 項目限值國內(nèi)樣品實測值12345硫含量/ % 0.05 0.0050.00240.00020.00880.00

18、830.000210%蒸余物殘?zhí)? % 0.30.380.150.500.140.48硫酸鹽灰分/ % 0.0200.010.010.010.010.01水含量/ % 0.050.07780.03530.07160.08980.1102機械雜質(zhì)無無無無無無銅片腐蝕（50，3h）/ 級 11a1a1a1a1a酸值/（mgKOH/g） 0.800.720.380.510.592.73標準限值和國內(nèi)樣品實測值23 調(diào)合燃料的腐蝕和磨損指標項目GB252-2000限值調(diào)合燃料（2號生物柴油）柴油B5B10B15B20硫含量/ % （m/m） 0.20.1410.13450.12760.12210.11

19、4310%蒸余物殘?zhí)? % （ m/m ） 0.30.030.070.050.070.11灰分/ % （ m/m ） 0.010.010.010.010.010.01水分/ % （V/V） 痕跡痕跡痕跡痕跡痕跡痕跡機械雜質(zhì)無無無無無無銅片腐蝕（50，3h）/ 級 11a1a1a1a1a酸度/（mgKOH/100mL） 71.53.44.65.67.224低溫流動性指標 低溫流動性（冷濾點、凝點） 柴油的低溫流動性能一般用濁點、冷濾點、凝點/傾點等指標來衡量。 美國習慣用濁點，我國與歐洲類似，主要用冷濾點（CFPP）來衡量燃料的低溫流動性。 標準對冷濾點要求為“報告”，以方便調(diào)合時參考。 生物柴

20、油的冷濾點與原料和組成有關(guān) 生物柴油與礦物柴油調(diào)合物的低溫流動性能與柴油的性質(zhì)、生物柴油的性質(zhì)、摻入量以及流動改進劑的使用都有關(guān)系。25生物柴油樣冷濾點（）凝點（）a-12-13b-1-2c1-1d54生物柴油調(diào)合燃料濁點（）冷濾點（）凝點（）石油柴油2-18-24-41B20（石油柴油2）-15-24-46B20（石油柴油2）+流動改進劑-15-27-46石油柴油3-27-33-46B20（石油柴油3）-18-24-46B20（石油柴油3）+流動改進劑-19-35-46 生物柴油樣品的低溫流動性26 燃燒性能指標（十六烷值）u十六烷值高，表明燃料在發(fā)動機中著火性能好，滯燃期短，燃燒均勻完全，

21、發(fā)動機工作平穩(wěn)。u十六烷指數(shù)計算值不適用于生物柴油或生物柴油與礦物柴油的混合燃料。 u生物柴油十六烷值高低與原料有關(guān)生物柴油樣十六烷值165.6254.9350.1454.3550.9十六烷值27氧化安定性指標氧化安定性指標氧化安定性 氧化安定性是生物柴油質(zhì)量的一個重要指標，主要與原料性質(zhì)，化學組成以及抗氧劑有關(guān)，氧化安定性差的易生成如下老化產(chǎn)物： 1）不溶性聚合物（膠質(zhì)和油泥），這會造成發(fā)動機濾網(wǎng)堵塞和噴射泵結(jié)焦，并導致排煙增大、啟動困難； 2） 可溶性聚合物，其可在發(fā)動機中形成樹脂狀物質(zhì)，可能會導致熄火和啟動困難； 3） 老化酸，對發(fā)動機金屬部件造成腐蝕； 4） 過氧化物，易造成橡膠部件的老化變脆； 生物柴油的氧化安定性用EN 14112:2003 測定，評價柴油氧化安定性的方法