脂肪酸甲酯结构对生物柴油十六烷值的影响

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1、石油与天然气化工第36卷第6期CHEMlCALENGlNEERlNGOFOlL＆GAS48l脂肪酸甲酯结构对生物柴油十六烷值的影响陈秀袁银南孙平梅德清崔勇(江苏大学)摘要从分子层次，应用杂化轨道理论研究了生物柴油的分子结构及其对十六烷值的影响。研究表明：生物柴油主要由饱和脂肪酸酯(棕榈酸甲酯和硬脂酸甲酯)和不饱和脂肪酸酯(油酸、亚油酸甲酯和亚麻酸甲酯)组成，其十六烷值随着饱和脂肪酸甲酯含量的增加而增加，多不饱和脂肪酸甲酯含量的增加而减少。综合组成对生物柴油低温流动性和氧化安定性影响，生物柴油中饱和脂肪酸甲酯和多不饱和脂肪酸甲酯的含量都应尽量低。提出

2、降低生物柴油NOx排放的新途径：采用减压蒸馏、调合、结晶分馏等措施调整生物柴油的组成，可有效降低生物柴油的NOx排放。关键词生物柴油脂肪酸甲酯十六烷值与石油柴油相比，生物柴油(BD)的CO、HC和柴油的FAME组成如表1所示～。PM的排放均有较明显地降低，但NOx的排放有所2FAME分子结构对CN的影响增加。其根本原因是两者在组成与组分结构上的差CN随着SFAME碳链长度的增加而增加(见图异，由于分子结构的不同，造成十六烷值(CN)、燃料2)，即亚羊脂酸甲酯(C)的CN<羊脂酸甲酯的密度、能量含量、挥发性、声速和体积模量等差异，(c。)<月桂酸甲酯

3、(cI2l。)<豆蔻酸甲酯(cl4．。)从而导致燃烧和排放特性的不同。CN是表示柴油<棕榈酸甲酯(c：。)<硬脂酸甲酯(c：。)；FAME在柴油机中燃烧时的自燃性指标，是影响柴油机不饱和度的增加而迅速减少，即硬脂酸甲酯(c。)NOx排放的主要因素之一。本文首次从分子层次探的CN>油酸甲酯(C：)>亚油酸甲酯(C：：)>亚讨组分结构对CN的影响，对预测生物柴油的性能麻酸甲酯(C)。即分子结构越接近正十六烷，CN和指导生物柴油的实际应用很有必要。值越高；越接近2一甲基萘，CN值越低。l生物柴油的脂舫酸甲酯组成’生物柴油是由动植物油脂与醇经酯交换反应制弓

4、蝴得的脂肪酸酯(最典型的为脂肪酸甲酯，FAME)。如：恩r饱和(SFAME)：如棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯⋯。。生物柴油fCs0Cl0：0C120C14-0C16：0C18：0C!s1Cls：2Cl8：3(脂肪酸It单不饱和(SUFAME)：如油酸甲酯FAME甲酯【L不饱UFA和ME){1多不饱和，二不饱和：如亚油酸嘏甲酯鳊图2FAME的分子结构对CN的影响L(PLFAME)L三不饱和：如亚麻酸甲酯图1生物柴油的FAME组成CN定义中设定正十六烷的CN为100，2一甲基由动植物油脂的组成和生物柴油的气／液相色谱检萘的CN为0。测可知：生物柴油主要由C、

5、H和O组成．为8～24烷烃的碳采用的是等性sp杂化，4个sp杂化个偶数碳链组成的脂肪酸甲酯，如图1所示。生物轨道呈正四面体分布，夹角为109。28如图3所示。基金项目：国家自然科学基金项目(50376021)；江苏省发改委研究项目；江苏大学高级人才启动基金资助项目(06JDG041)。482脂肪酸甲酯结构对生物柴油十六烷值的影响2oo7BDFAMERMETMESMEOMEPNMEJCMECSMECTKMECMEPME月桂酸甲酯(c，：。)0．26豆蔻酸甲酯(c。)1．09棕榈酸甲酯(c，)5．5412．1444．81硬脂酸甲酯(c，。：。)1．78

6、1．994．09花生酸甲酯(C：。)0．35山嵛酸甲酯(C．0)木焦油酸甲酯(c：。)月桂烯酸甲酯(c，)5763．16482棕榈油酸甲酯(c，)0．300．20油酸甲酯(c，。：，)39．9680．1023．2571．4446．5020．4915．1014．6129．4939．99二十碳烯酸甲酯(c，)U0．540．700．98芥酸甲酯(c．，)16．180．30亚油酸甲酯(c)22．358．5053．5810．6035．4066．1162．4031．7255．038．94亚麻酸甲酯(c，)UL6．960．406．621．380．100．2241

7、．020．570．27合计9％2．7799．9499．1199．96100．O099．85100．O0100．O099．92100．O0SFAME7．3210．9415．6616．O017．O012．0522．209．4914．1350．60SUFAME56．1480．1023．2571．9847．5021．4715．4017．7729．4940．19PIIFAME2加9．31加∞8．9060．2011．9835．5066．3362．4072．7455．609．21注：①RME、TME、SME、OME、PNME、JCME、CSME、CTKME、CM

8、E和PME分别为菜籽油、茶油、大豆油、橄榄油、花生油、55O麻疯树果油、棉籽油、鸟桕梓7油7、玉5米油和椋榈油生物柴油的英