生物柴油的理化指标及测定方法

生物柴油主要由C、H、0三种元素组成。作为柴油的替代燃料，生物柴油应当满足柴油的使用要求，才能保证其作为燃料使用。因此，评价生物柴油是否可以作为柴油的替代燃料，首先应当看其是否具有同矿物柴油相近的性质，主要有以下几方面的性质和考察指标：

①良好的燃烧性能——十六烷值；

②良好的蒸发性能——馏程及馏出温度；

③良好的常温和低温流动性能——黏度、密度及冷滤点；

④良好的安全性——闪点、燃点；

⑤对发动机无腐蚀——酸度及酸值；

⑥良好的动力性能——热值。

　　其次，受生产原料和工艺影响的生物柴油特有指标，如甲醇含量、甘油含量、游离脂肪酸、磷含量等。

1．1十六烷值（CN值）

　　燃烧性能是评价燃料油品质的重要指标，而CN值是衡量燃料在压燃式发动机中燃烧性能好坏的重要指标。柴油机属压燃式发动机，要求柴油喷入气缸与压缩空气相混和后，在高温高压条件下自燃，并在气缸中燃烧作功。柴油的CN值影响整个燃烧过程。CN值低，则燃料发火困难，滞燃期长，发动机工作时容易爆震；而当CN值过高时，反而会因滞燃期太短而导致燃烧不完全、发动机功率降低、耗油增加和冒黑烟等后果。一般认为，适宜的柴油CN值应为45—60，可以保证柴油均匀燃烧，热功率高，耗油量低，发动机工作平稳，排放正常。根据Harrngton和Gerhard等人的研究，碳链长度的增加有助于CN值的提升，而不饱和双键数目的增加则会使CN值有所降低。生物柴油的CN值比普通矿物柴油要略高，通常为50—60之间。CN值的测定有“临界压缩比法”“延滞点火法”和“同期闪火法”，我国国家标准（GB386-64）规定采用“同期闪火法”。

2馏程（95％）

生物柴油是由一系列复杂的脂肪酸甲酯组成的混合物，因而与纯化合物不同，没有一个固定的沸点，其沸点随气化率的增加而不断升高，因此生物柴油的沸点以某一温度范围表示，这一温度范围称沸程或馏程。柴油的馏程是保证柴油在发动机气缸内迅速蒸发气化和燃烧的重要指标。为保证良好的低温启动性能，要有一定的轻质馏分，使其蒸发速度快，有利于形成可燃混合气，燃烧速度快。我国轻柴油指标规定，95%的馏出温度不得高于360—365℃。馏程的测定方法采用GB255—64。

3运动黏度

　　运动黏度是衡量燃料流动性能及雾化性能的重要指标。运动黏度太高，流动性就差，会使成油困难，同时喷出的油滴的直径过大，油流射程过长。使得油滴有效蒸发面积减少，蒸发速度减慢，还会引起混合气组成不均匀，燃烧不完全，燃料消耗量大。而黏度过低时流动性会过高，会使燃料从油泵的柱塞和泵筒之间的空隙流出，致使喷入气缸的燃料减少，发动机效率下降。同时雾化后油滴直径过小，喷出油流射程短，不能与空气均匀混合，燃烧不完全。一般认为黏度在1.9—6.0mm／s之间适合做柴油机燃料使用。生物柴油的碳链长度一般为l4—20个碳原子，而矿物柴油为8一l0个碳原子。因此生物柴油的黏度要比矿物柴油稍高一些（如表1）。将生物柴油以一定比例与矿物柴油或其他溶剂混合，可以有效降低其黏度并改善其低温性能。运动黏度的测定可按GB／T265—88进行。

4密度

　　油品密度的大小对燃料从喷嘴喷出的射程和油品的雾化质量影响很大。0号柴油的密度约为0.83g／cm，2号柴油约为0.85g／cm，生物柴油的密度比柴油略高2%-7%，一般在0.86—0.90s／cm之间，详见表1。密度的测定一般采用GB5526-85规定的方法。

5闪点及燃点

　　油品在规定条件下加热到它的蒸气与火焰接触发生闪火时的最低温度，称为闪点；油品在规定条件下加热到能被接触到的火焰点着并燃烧且不少于5s时的最低温度，称为燃点。测定油品闪点的意义是：①从油品的闪点可以判断其馏分组成的轻重，一般来说，油品蒸气压越高，馏分组成越轻，其闪点越低；②闪点是油品（汽油除外）的爆炸下限温度，即在此温度下油品遇到明火会立即发生爆炸燃烧。闪点可以鉴定油品发生火灾的危险性，燃点越低，燃料越易燃。生物柴油的闪点最小值为110cI=。闪点的测定有闭口杯法（GB／T261-83）和开口杯法