棕榈油生物柴油低温流动性及其改进

发布时间：2017-03-29 12:13

  本文关键词：棕榈油生物柴油低温流动性及其改进，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了缓解能源紧缺和环境污染两大难题,生物柴油由于其可再生性和环境友好等特点备受各国青睐,但生物柴油中饱和脂肪酸甲酯低温容易结晶析出晶体,影响其在低温条件下的使用,因此生物柴油的低温流动性急需得到改进。本文主要研究了生物柴油的组成、棕榈油生物柴油(Palm Oil methyl ester,PME)的低温流动性、结晶机理以及改进低温流动性的三种措施。 首先以棕榈油为原料制备生物柴油,采用气质联用仪对生物柴油的组分进行分析。研究表明生物柴油的冷滤点(Cold Filter Plugging Point,CFPP)随着饱和脂肪酸甲酯(Saturated Fatty Acid Methyl Ester,SFAME)含量和碳链的增加而升高,随着不饱和脂肪酸甲酯(Unsaturated Fatty Acid Methyl Ester,UFAME)的含量和不饱和度的增加而降低。 其次在研究PME与石化柴油组成及分子结构的基础上,对PME与石化柴油的低温流动进行分析。结果表明：0号柴油(0PD)和-10号柴油(-10PD)主要是由8-26个碳原子组成的正烷烃组成,而PME主要组成为C14-C22的偶数碳链原子组成的长链脂肪酸甲酯,其中包括SFAME(C14：0～C22：0)与UFAME(C16：1～C20：1、C18：2和C18：3),SFAME与UFAME的质量分数分别为40.13%和59.57%；0PD、-10PD及PME1的CFPP分别为-3、-8、10℃,运动黏度(40℃)分别为2.91、2.53、4.91mm2/s。 运用溶液结晶理论和电子效应理论可知生物柴油结晶过程为：过饱和溶液的形成→SFAME成核→晶体生长。利用低温显微镜观察PME1在低温环境下的结晶,晶体为规则多边形薄片状,温度和降温速率影响PME1的结晶形态,随着温度的降低,晶体不断生长并逐渐联结在一起,将不饱和脂肪酸甲酯包裹在里面,形成三维空间结构。通过实验观察分析生物柴油低温流动性改进剂作用机理可能是吸附、晶核两者的协同作用。 最后通过了解生物柴油结晶机理以及低温流动性改进机理,提出并验证改进PME低温流动性的三种措施：结晶分离、添加调合剂、添加低温流动性改进剂。PME2结晶分离得到PME2-CF,其CFPP为0℃,比PME2的CFPP降低了8℃；将PME1分别与OPD、-10PD以及煤油以不同比例调合,研究PME1/OPD、 PME1/-10PD和PME1/煤油的低温流动性。结果表明：(1)随着PME1调合比例的增大,调合油的CFPP一般呈先减小后增大的趋势,当PME1调合比例不超过20%时,PME1/0PD.PME1/-10PD口PME1／煤油的CFPP分别最低降至-11、-13、-40℃,低温流动性均得到一定改进；(2)随着PME1添加比例的不断增大,调合油的运动黏度不断增大,且调合油的运动黏度介于调合剂与PME1之间；且当温度向其CFPP降低时,调合油的运动黏度急剧增大,其黏温曲线变得陡峭；(3)采用回归分析法建立了PME1/OPD及PME1/-10PD的黏温方程；(4)向PME及其调合油中添加Flow-Fit、Flow Fit K和T818三种CFI,PME及其调合油低温流动性均有一定的改进。研究表明,在Flow Fit、Flow Fit K和T818的体积分数均不超过8‰时,PME由10℃降低至4℃,PME1/OPD和PME1/-10PD最低分别降至-20℃和-26℃。
【关键词】：生物柴油 低温流动性 调合 低温流动性改进剂
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE667
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 插图目录13-14
• 列表目录14-15
• 1 绪论15-25
• 1.1 生物柴油的简述15-16
• 1.2 生物柴油的发展现状16-19
• 1.3 生物柴油低温流动性的研究现状19-24
• 1.4 主要研究内容24-25
• 2 实验部分25-35
• 2.1 实验材料和仪器25-26
• 2.2 生物柴油制备26-29
• 2.3 生物柴油的组成分析29
• 2.4 生物柴油的理化性质29-33
• 2.5 低温结晶实验33-35
• 3 棕榈油生物柴油及石化柴油的低温流动性35-45
• 3.1 生物柴油制备及其理化性质35-36
• 3.2 化学组成36-40
• 3.3 冷滤点40-43
• 3.4 运动黏度43-44
• 3.5 本章小结44-45
• 4 机理的研究45-51
• 4.1 生物柴油结晶机理45-47
• 4.2 棕榈油生物柴油低温结晶形态的影响因素47-49
• 4.3 本章小结49-51
• 5 棕榈油生物柴油低温流动性的改进51-65
• 5.1 结晶分离51
• 5.2 调合51-59
• 5.3 添加低温流动改进剂59-63
• 5.4 本章小结63-65
• 6 结论和展望65-67
• 6.1 结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71-73
• 作者简介及论文发表情况73

【参考文献】

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本文编号：274449