生物柴油成分的测试分析



生物柴油成分的测试分析

为了减少温室气体的排放，美国已经推广在传统柴油中添加生物柴油形成混合柴油来代替传统柴油。添加生物柴油除了能降低温室气体的排放以外，生物柴油利用常见的原料如大豆油、动物脂肪就能很容易地被合成，并且成本较低。但要全面推广混合柴油，需要对所添加的生物柴油以及混合柴油的基本属性进行研究。对生物柴油进行成分分析有利于其基本属性的研究，尤其是对燃油中氢含量的分析，由于生物柴油与传统柴油之间的差别，因此对传统柴油进行成分分析的方法不能直接运用到对生物柴油的成分分析中。本文通过对生物柴油一些属性的测量，建立其成分分析的模型。

根据美国材料与试验协会的相关测试方法ASTM D5291和ASTM D3343，测试了被测燃油的浊点、密度，硫、碳、氢、氧的含量以及其在不同温度下的蒸发情况。试验时，首先分别对5种超低硫传统柴油和5种纯度为100%（B100）的生物柴油的相关属性进行了测量；其次对试验常用的不同混合类型、不同混合浓度的14种生物柴油的相关属性进行了测量；最后为确保将要建立的模型准确性，选取了市场上在售生物柴油的10个样本进行了测量。

将测试得到的结果进行对比发现，采用ASTM D3343方法测试传统柴油中的氢含量比采用ASTM D5291方法的精确度要高，误差分别为0.58%和1.9089%；而生物柴油（B100）中由于含有约占总质量11%的氧元素，因此使得采用ASTM D5291方法测试氢含量比采用ASTM D3343方法的精确度要高，误差分别为2.50%和12.4%，两者误差差别接近6倍；对于混合柴油来说，其中生物柴油的含量越高，两种测试方法所测得的结果差别越大；B5类混合柴油采用这两种方法测量结果的平均误差差值为0.74%，B20类混合柴油的该值为2.50%，B50混合柴油的该值为7.04%。

对ASTM D3343中测试氢含量的公式进行改进：氢含量（改进）=氢含量（标准）×（1-生物柴油的含量）+生物柴油的氢含量×生物柴油的含量。对该计算模型进行验证，证明了该方法所得到的氢含量的准确度有所提高。

该模型作为一种估测混合柴油氢含量的新方法，其可以快速准确地估测出混合柴油中的氢含量，不需要对混合柴油的氢含量进行重新测量。从模型中可以看出，混合柴油的氢含量与混合柴油密度、生物柴油含量以及芳香烃形式有关。

Shailesh Martin Lopes et al. SAE 2013-01-2600.

编译：王祥