柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油標(biāo)準(zhǔn)

1、柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油標(biāo)準(zhǔn)2報(bào)報(bào) 告告 內(nèi)內(nèi) 容容一、前言二、國(guó)外生物柴油標(biāo)準(zhǔn)三、我國(guó)柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油（BD100）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制定 1、標(biāo)準(zhǔn)與美國(guó)ASTM D6751-03a的主要差異 2、標(biāo)準(zhǔn)的主要技術(shù)要求和試驗(yàn)方法 3、主要技術(shù)指標(biāo)的確定四、其他產(chǎn)品和方法標(biāo)準(zhǔn)工作簡(jiǎn)況五、結(jié)語(yǔ)和建議3前前 言言 隨著世界范圍內(nèi)車(chē)輛柴油化趨勢(shì)的加快，柴油的需求量愈來(lái)愈大，而石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識(shí)的提高，大大促進(jìn)了世界各國(guó)加快柴油替代燃料的開(kāi)發(fā)步伐。 生物柴油又稱(chēng)脂肪酸烷基酯，是以植物油、動(dòng)物油脂、廢餐飲油等作原料，與醇類(lèi)（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(diǎn)： 屬可再生資源，可緩解石油資源緊缺的矛盾； 促進(jìn)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(chē)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(wèn)題。4生物柴油在歐盟 2005年歐洲產(chǎn)量為607萬(wàn)噸，比上年增加65，其中德國(guó)160萬(wàn)噸，法國(guó)49.2萬(wàn)噸，意大利39.6萬(wàn)噸，捷克13.3萬(wàn)噸，波蘭10萬(wàn)噸。 歐盟生物燃料使用目標(biāo)（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(huì)認(rèn)可B5 前 言5生物柴油在美國(guó) 生物柴油作為燃料和燃料添加劑在美國(guó)環(huán)保署（EPA

3、）注冊(cè)，B20在美國(guó)運(yùn)行超過(guò)5億英里，2005年生物柴油產(chǎn)量為25萬(wàn)噸，估計(jì)到2011年會(huì)增加到115萬(wàn)噸。 美國(guó)OEM（Original Equipment Manufacturers）接受B5 （ Daimler Chrysler, John Deere等），主要發(fā)動(dòng)機(jī)制造商將B20包含在保修范圍。 BQ-9000質(zhì)量標(biāo)識(shí)：ASTM標(biāo)準(zhǔn)和包括儲(chǔ)存、取樣、檢測(cè)、調(diào)合、運(yùn)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(guó)可再生能源法的 實(shí)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(guó)一項(xiàng)利國(guó)利民、對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義的

4、戰(zhàn)略性舉措。 經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，財(cái)政部、國(guó)家發(fā)展改革委、農(nóng)業(yè)部、國(guó)家稅務(wù)總局、國(guó)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(cái)稅扶持政策的實(shí)施意見(jiàn)： 我國(guó)將建立風(fēng)險(xiǎn)基金制度，實(shí)施彈性虧損補(bǔ)貼。企業(yè)應(yīng)當(dāng)建立風(fēng)險(xiǎn)基金制度，以贏補(bǔ)虧，如果企業(yè)長(zhǎng)期低位運(yùn)行，國(guó)家將給于適當(dāng)補(bǔ)貼。國(guó)家鼓勵(lì)開(kāi)發(fā)荒山、荒地等為利用土地建設(shè)原料基地，我國(guó)將對(duì)原料基地、示范進(jìn)行補(bǔ)助與稅收優(yōu)惠，以促進(jìn)我國(guó)生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 7前 言國(guó)內(nèi)生物柴油情況我國(guó)已有數(shù)十家生產(chǎn)生物柴油的企業(yè)，年產(chǎn)量超過(guò)10萬(wàn)噸： 海南正和生物能源有限公司 四川古杉油脂化學(xué)有限公司（17萬(wàn)噸50萬(wàn)噸） 福建卓越新能源有限公司在建項(xiàng)目多家，總設(shè)計(jì)能力超過(guò)300萬(wàn)噸

5、： 南京清江生物能源科技有限公司（75萬(wàn)噸） 安徽國(guó)風(fēng)生物能源有限公司（60萬(wàn)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(biāo)準(zhǔn)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(guó)家則主要以棕櫚油為原料。 我國(guó)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(fēng)子科等，含油量超過(guò)40%有154種。其中菜籽、大豆、花生、棉籽仍是我國(guó)主要食用油原料，而其他可用作規(guī)?；锊裼驮匣氐膯坦嗄痉N不足10種，如黃連木、文冠果、麻瘋樹(shù)、蓖麻、油桐樹(shù)、光皮樹(shù)

6、等。 目前，廢餐飲油是我國(guó)生物柴油的主要原料。 原料差異是造成我國(guó)生物柴油質(zhì)量參差不齊的主要原因。 9前 言任務(wù)來(lái)源 本項(xiàng)目是受?chē)?guó)家標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)和國(guó)家科技部委托，全國(guó)石油產(chǎn)品和潤(rùn)滑劑標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)組織，由中國(guó)石油化工股份有限公司提出，石油化工科學(xué)研究院負(fù)責(zé)起草并完成的，任務(wù)編號(hào)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(jìn)生物柴油產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展制定過(guò)程 2004年底完成初稿，2005年6月發(fā)出征求意見(jiàn)稿，10月完成送審稿，2006年5月在北京通過(guò)“石油燃料潤(rùn)滑劑產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)審查委員會(huì)”的會(huì)議審查，完成報(bào)批稿已送國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)。10國(guó)外生物柴油標(biāo)準(zhǔn)

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

8、e111ASTM D6751ASTM D6751新修訂趨勢(shì)新修訂趨勢(shì)已增加指標(biāo)：已增加指標(biāo)： 一價(jià)金屬含量（一價(jià)金屬含量（NaNaK K） 5mg/kg 5mg/kg 二價(jià)金屬含量（二價(jià)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(biāo)：待修改指標(biāo)： 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(biāo)單位美國(guó)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(yùn)動(dòng)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(diǎn)130120120120100CFPP-待定-濁點(diǎn)報(bào)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(jí)3h/503 1 131十六烷值475151514513指標(biāo)單位美國(guó)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(bào)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(guó)柴油的用途主要集中于農(nóng)用動(dòng)力機(jī)械及公路、水路及鐵路運(yùn)輸動(dòng)力機(jī)械方面，這一點(diǎn)與美國(guó)的情況極為類(lèi)似。因此，我國(guó)生物柴油標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)要求是參照美國(guó)試驗(yàn)與材料協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)ASTM D6751-03a餾分燃料調(diào)合用生物柴油（B100）標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有一定影響、有一定銷(xiāo)售量、不

12、同原料生產(chǎn)的生物柴油產(chǎn)品進(jìn)行考察、試驗(yàn)，根據(jù)情況綜合考慮而確定的。 生物柴油標(biāo)準(zhǔn)制定的主要原則15 同時(shí)，還必須考慮的制定原則是，當(dāng)生物柴油以一定比例與礦物柴油調(diào)合使用后，各項(xiàng)理化指標(biāo)應(yīng)能滿足國(guó)家輕柴油標(biāo)準(zhǔn)GB252-2000的技術(shù)要求。以確?，F(xiàn)有使用柴油作為燃料的動(dòng)力機(jī)械在不需要改動(dòng)的條件下能夠正常、長(zhǎng)周期使用生物柴油。 由于我國(guó)汽車(chē)排放法規(guī)與歐洲相近，考慮到柴油轎車(chē)在國(guó)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(duì)燃料要求相對(duì)較高的柴油轎車(chē)或商用車(chē)，因此生物柴油標(biāo)準(zhǔn)中個(gè)別指標(biāo)應(yīng)適當(dāng)參照了歐洲生物柴油標(biāo)準(zhǔn) EN14214:2003（車(chē)用) 。生物柴油標(biāo)準(zhǔn)制定的主要原則16標(biāo)準(zhǔn)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(jí)改為不大于1級(jí)u 未設(shè)水和沉渣項(xiàng)目 (用水含量、機(jī)械雜質(zhì)代替）u 未設(shè)濁點(diǎn)項(xiàng)目 （用冷濾點(diǎn)代替）u 未設(shè)磷含量項(xiàng)目u 增加密度、水含量、冷濾點(diǎn)、機(jī)械雜質(zhì)和氧化安定性項(xiàng)目u 10蒸余物殘?zhí)恐笜?biāo)與GB 252輕柴油一致 u 標(biāo)準(zhǔn)與ASTM D6751-03a的一致性程度為非等效17柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油（BD100BD100）技術(shù)要求和試驗(yàn)方法）技術(shù)要求和試驗(yàn)方法項(xiàng)目質(zhì)量指標(biāo)試驗(yàn)方法S500S50密度（20）/（kg/m3）820900GB/T 2540 運(yùn)動(dòng)粘度（40）/（

14、mm2/s）1.96.0GB/T 265閃點(diǎn)（閉口）/ 不低于130GB/T 261冷濾點(diǎn) / 報(bào)告SH/T 0248硫含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） / % 不大于0.05 0.005SH/T 0689 10%蒸余物殘?zhí)浚ㄙ|(zhì)量分?jǐn)?shù)） / % 不大于0.3GB/T 17144 硫酸鹽灰分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)） / % 不大于0.020GB/T 2433水含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）/ % 不大于0.05SH/T 0246銅片腐蝕（50，3h）/ 級(jí) 不大于1GB/T 5096十六烷值 不小于49GB/T 386氧化安定性（110）/小時(shí) 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?jǐn)?shù)） / % 不大于0.020ASTM D 6584總甘油含量（質(zhì)量分?jǐn)?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(chǔ)運(yùn)過(guò)程的計(jì)量，也影 響霧化和排放運(yùn)動(dòng)粘度：影響供油量、霧化質(zhì)量和潤(rùn)滑與磨損閃 點(diǎn): 控制蒸發(fā)性能，確保運(yùn)輸儲(chǔ)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(diǎn)污染物標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)指標(biāo)的確定19標(biāo)準(zhǔn)限值和國(guó)內(nèi)樣品實(shí)測(cè)值標(biāo)準(zhǔn)限值和國(guó)內(nèi)樣品實(shí)測(cè)值項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)限值國(guó)內(nèi)樣品實(shí)測(cè)值12345密度（20） /（kg/m3）820900885.9883.7881.4883

16、.8887.4運(yùn)動(dòng)粘度（40）/（mm2/s）1.96.04.3844.5174.6284.5774.414閃點(diǎn)（閉口）/ 13017017017017013790%回收溫度/ 360345.5344.5348.0351.2350.820項(xiàng)目GB252-2000限值調(diào)合燃料（ 2號(hào)生物柴油）柴油B5B10B15B20密度（20） /（kg/m3）報(bào)告836.0838.0840.2842.3844.5運(yùn)動(dòng)粘度（20）/（mm2/s）1.8-8.03.8193.9424.0834.2164.348閃點(diǎn)（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(biāo)21影響腐蝕和磨損的指標(biāo)硫含量：引起腐蝕，造成發(fā)動(dòng)機(jī)磨損，增加尾氣排放尤其是 PM排放，對(duì)后處理器有副作用10殘?zhí)浚喊l(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)積炭硫酸鹽灰分: 導(dǎo)致噴射器、燃油泵、活塞和活塞環(huán)磨損，以 及發(fā)動(dòng)機(jī)沉積 水含量：導(dǎo)致氧化并與游離脂肪酸生成酸性水溶液，對(duì)金屬 有腐蝕。促進(jìn)生物柴油中微生物如酵母菌、真菌和 細(xì)菌的生長(zhǎng)而形成淤泥，并有可能堵塞濾網(wǎng) 機(jī)械雜質(zhì)：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)零部件磨損銅片腐蝕：對(duì)銅的腐蝕酸值：高酸值導(dǎo)致腐蝕、磨損和積炭，噴霧惡化，功率降低 22 項(xiàng)目限值國(guó)內(nèi)樣品實(shí)測(cè)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(jī)械雜質(zhì)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)銅片腐蝕（50，3h）/ 級(jí) 11a1a1a1a1a酸值/（mgKOH/g） 0.800.720.380.510.592.73標(biāo)準(zhǔn)限值和國(guó)內(nèi)樣品實(shí)測(cè)值23 調(diào)合燃料的腐蝕和磨損指標(biāo)項(xiàng)目GB252-2000限值調(diào)合燃料（2號(hào)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(jī)械雜質(zhì)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)無(wú)銅片腐蝕（50，3h）/ 級(jí) 11a1a1a1a1a酸度/（mgKOH/100mL） 71.53.44.65.67.224低溫流動(dòng)性指標(biāo) 低溫流動(dòng)性（冷濾點(diǎn)、凝點(diǎn)） 柴油的低溫流動(dòng)性能一般用濁點(diǎn)、冷濾點(diǎn)、凝點(diǎn)/傾點(diǎn)等指標(biāo)來(lái)衡量。 美國(guó)習(xí)慣用濁點(diǎn)，我國(guó)與歐洲類(lèi)似，主要用冷濾點(diǎn)（CFPP）來(lái)衡量燃料的低溫流動(dòng)性。 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)冷濾點(diǎn)要求為“報(bào)告”，以方便調(diào)合時(shí)參考。 生物柴

20、油的冷濾點(diǎn)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(dòng)性能與柴油的性質(zhì)、生物柴油的性質(zhì)、摻入量以及流動(dòng)改進(jìn)劑的使用都有關(guān)系。25生物柴油樣冷濾點(diǎn)（）凝點(diǎn)（）a-12-13b-1-2c1-1d54生物柴油調(diào)合燃料濁點(diǎn)（）冷濾點(diǎn)（）凝點(diǎn)（）石油柴油2-18-24-41B20（石油柴油2）-15-24-46B20（石油柴油2）+流動(dòng)改進(jìn)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(dòng)改進(jìn)劑-19-35-46 生物柴油樣品的低溫流動(dòng)性26 燃燒性能指標(biāo)（十六烷值）u十六烷值高，表明燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)中著火性能好，滯燃期短，燃燒均勻完全，

21、發(fā)動(dòng)機(jī)工作平穩(wěn)。u十六烷指數(shù)計(jì)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(biāo)氧化安定性指標(biāo)氧化安定性 氧化安定性是生物柴油質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，主要與原料性質(zhì)，化學(xué)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(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)濾網(wǎng)堵塞和噴射泵結(jié)焦，并導(dǎo)致排煙增大、啟動(dòng)困難； 2） 可溶性聚合物，其可在發(fā)動(dòng)機(jī)中形成樹(shù)脂狀物質(zhì)，可能會(huì)導(dǎo)致熄火和啟動(dòng)困難； 3） 老化酸，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)金屬部件造成腐蝕； 4） 過(guò)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(cè)定，評(píng)價(jià)柴油氧化安定性的方法