蓖麻油生物柴油的制备及其性能研究

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1、摘要为了缓解能源压力，发展持续可再生能源已迫在眉睫，近年来环境友好型清洁可再生的绿色能源一生物柴油成为人们研究的热点。本课题采用蓖麻油为原料，以NaOH为催化剂，利用甲醇与蓖麻油中的脂肪酸甘油酯反应制备生物柴油。文章系统研究了生物柴油的制备工艺条件，并用气相色谱．质谱联用仪、数显热量计控制器、开口闪点测定器、单缸直喷式增压柴油机、烟度测量仪、尾气排放仪等研究了蓖麻油生物柴油的组成、理化性能及其与矿物柴油混合后的燃烧排放性能。蓖麻油生物柴油制备的最佳工艺条件如下：醇油摩尔比为3．6：l，反应时间为6h，反应温度为4

2、5℃，催化剂用量为蓖麻油重的O．6％。在此工艺条件下生物柴油的产率最高，达到96％以上。气相色谱．质谱联用仪分析结果表明蓖麻油生物柴油的组成主要是蓖麻油酸甲酯、油酸甲酯、棕榈酸甲酯、十八酸甲酯和十六烯酸甲酯，其中蓖麻油酸甲酯含量为79．78％。蓖麻油生物柴油的基本理化性能与国外生物柴油标准接近，其闪点高，增加了运输安全性；酸值低，燃烧过程中，不易腐蚀发动机喷嘴；低温流动性好，适宜在低温状态下使用；但其粘度较高，应采取措施降低其粘度。考察了蓖麻油生物柴油／矿物柴油混合燃料的理化性能，研究结果表明：随着生物柴油掺混比

3、例的增大，生物柴油．柴油混合燃料的运动粘度、密度均有所升高：倾点、浊点下降，更利于在低温状态下使用；但热值略有降低，在生物柴油含量不大于30％时，混合燃料主要理化性能基本附和柴油理化性能要求；另外，乙醇的加入有效的降低了混合燃料的粘度。混合燃料的燃烧排放性能研究表明：通过外特性分析，随着生物柴油掺混比例的增大，生物柴油．柴油混合燃料在柴油机上应用的动力性能有逐渐下降的趋势，燃油消耗率逐渐上升的趋势，B20的功率比柴油平均降低幅度为2．75％，燃油消耗率比矿物柴油平均增加了5．9％1排放尾气中的CO、HC含量降低，

4、C02、NOx含量升高，烟度降低明显。乙醇的加入，明显改善了混合燃料的CO和烟度排放，但动力性能略有下降，燃油消耗率略有升高，C02和NOx均有所升高，HC在低转速下升高，在高转速下降低。通过负荷特性分析，在低转速和高转速下，随着负荷的增加，生物柴油／柴油混合燃料与生物柴油／柴油／乙醇混合燃料的燃油消耗率均较矿物柴油有所升高，且增加幅度基本相当；NOx排放有所升高；烟度有所降低，且在低转速下降低明显。关键词：生物柴油，蓖麻油，酯交换反应，燃烧排放性能，负荷特性Preparatedofcasteroilbiodie

5、selandanalyseditspropertiesAbstractItisextremelyurgenttoresearch&developsustainablerenewableenergyinordertoalleviatetheenergystress．Recently，asakindofenvironmental-friendly，cleaning，renewableandgreenenergy，biodieselhasbecomearesearchhotspot．Inthispaper，thebio

6、dieselwaspreparedviatransesterificationbetweencastoroilandmethanolinthepresenceofsodiumhydroxide勰catalyst，anditsprocesstechnologicalconditionswereinvestigatedindetail．Thecomposition，physicochemicalpropertyandthefuelconsumptionandemissioncharacteristicswerestu

7、diedintermsofgaschromatography·massspectroscopy，digimaticcalorimeter，openflashpointtester,singlecylinderdiesel，smokeintensityadmeasuringapparatusandtail—gasanalyzer，respectively．Theoptimumtechnologicalconditionswereasfollowing：themolarratioofalcoholtocastoroi

8、lwas3．6：1，O．6％ofcatalystconcentration，reactiontemperatureWas45Ocandreactiontimewas6hours．TheyieldoftransesterificationWashigherthan96％undertheoptimumtechnologicalconditions．Asrevealedbyth