改进三种生物柴油低温流动性的研究

发布时间：2017-09-05 08:49

  本文关键词：改进三种生物柴油低温流动性的研究

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【摘要】：生物柴油是一种绿色可再生能源,但其低温流动性较差,易在较低温度下使用时结晶,堵塞发动机管道,限制了其推广应用,而低温流动改进剂可以通过降低生物柴油凝固点来改进生物柴油油流动性。本文采用不同的原料,通过酯交换反应合成生物柴油,并通过添加低温流动改进剂和冬化处理,提高生物柴油的低温流动性能。采用低温原位XRD、低温偏光显微镜以及差式扫描量热法,对低温下蜡晶的结晶状况进行分析。本文主要内容为：(1)以大豆油、垃圾废油和棕榈油为原料,采用酯交换反应合成生物柴油,通过正交实验的方法,选出生物柴油合成的最优条件组合。大豆油生物柴油的最佳反应条件如下：反应温度65℃、催化剂用量0.75%、反应时间2.5小时、醇油摩尔比7：1；地沟油生物柴油的最佳反应条件如下：反应温度65℃、催化剂用量0.5%、反应时间2小时、醇油摩尔比7：1；棕榈油生物柴油的最佳反应条件为：反应温度65℃、催化剂用量0.75%、反应时间2小时、醇油摩尔比8：1。在最佳优化条件下进行酯交换反应,三者原料转化率均达到了95%以上。并且三种生物柴油的运动粘度、闭口闪点、酸值、水含量、十六烷值和氧化安定性等均满足ASTM D6751与EN14214标准。(2)研究聚乙烯-醋酸乙烯酯类(PEVA)降凝剂对掺混大豆油生物柴油低温流动性能的影响,采用DSC、偏光显微镜以及低温XRD对过程进行分析,结果表明,添加1%的PEVA,B60的冷滤点可降低到-7℃,且B60中蜡晶体的结晶速度减慢,晶体含量降低,固-液相变能降低,该体系更加稳定。(3)研究三元及二元(EHMA-EAA-IOMA)复配型低温流动改进剂对地沟油生物柴油掺混油低温流动性能和其他性能的影响。从实验结果得出：二元复配型降凝剂(EAA-IOMA)在改善掺混油低温流动性能效果更好。其中效果最好的(EAA-IOMA)复配比例为2.5：10,在此比例下掺混油的冷滤点和倾点与纯地沟油生物柴油相比分别降低了11℃和12℃。(4)研究冬化处理棕榈油生物柴油对低温流动性能的影响。冬化处理后棕榈油甲酯的冷滤点降低了7℃,倾点降低了2℃,且其他性能并没有太大变化,均在标准范围内。
【关键词】：生物柴油 低温流动性 复配 低温流动改进剂 冬化
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE667
【目录】：

• 摘要5-7
• abstract7-12
• 第1章 绪论12-22
• 1.1 引言12-13
• 1.2 生物柴油简介13-14
• 1.2.1 生物柴油基本概念13
• 1.2.2 酯交换反应原理13-14
• 1.3 影响生物柴油低温流动性的主要因素14-15
• 1.3.1 脂肪酸酯类的组成与分布14
• 1.3.2 酯基的结构14
• 1.3.3 杂质的影响14-15
• 1.4 改善生物柴油低温流动性的方法15-17
• 1.4.1 掺混法15
• 1.4.2 冬化处理15-16
• 1.4.3 改变分子结构16
• 1.4.4 添加低温流动改进剂16-17
• 1.4.5 混合降凝法17
• 1.5 生物柴油低温流动改进剂作用机理及其研究方法17-19
• 1.5.1 生物柴油低温流动改进剂的降凝机理17-18
• 1.5.2 生物柴油低温流动改进剂的研究方法18-19
• 1.6 本课题研究内容和意义19-22
• 1.6.2 研究内容20
• 1.6.3 研究方案20-22
• 第2章 生物柴油的制备22-33
• 2.1 引言22
• 2.2 实验部分22-25
• 2.2.1 实验材料及仪器22-24
• 2.2.2 大生物柴油的基本性能测试24-25
• 2.2.3 大豆油、地沟油、棕榈油生物柴油的合成25
• 2.2.4 生物柴油成分分析(GC-MS)25
• 2.3 结果与讨论25-32
• 2.3.1 反应参数对生物柴油产率的影响25-29
• 2.3.2 生物柴油组分分析(GC-MS)29-31
• 2.3.3 生物柴油基本性能分析31-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第3章 EVA类降凝剂对大豆油掺混油生物柴油低温性能的影响33-42
• 3.1 引言33
• 3.2 实验部分33-35
• 3.2.1 实验材料及仪器33-34
• 3.2.2 大豆油生物柴油的制备34
• 3.2.3 低温流动性能测试34
• 3.2.4 X射线衍射仪分析(XRD)34
• 3.2.5 DSC分析34-35
• 3.2.6 偏光显微镜分析35
• 3.3 结果与讨论35-41
• 3.3.1 降凝剂对掺混油低温流动性能的影响35-36
• 3.3.2 DSC测试结果分析36-37
• 3.3.3 偏光显微镜分析37-38
• 3.3.4 低温XRD分析38-41
• 3.4 本章总结41-42
• 第4章 EAA,EHMA及I-OMA复配型降凝剂对地沟油生物柴油低温流动性能的影响42-53
• 4.1 引言42
• 4.2 实验部分42-45
• 4.2.1 实验材料及仪器42-43
• 4.2.2 大豆油生物柴油的制备43-44
• 4.2.3 降凝剂的复配及其掺混油过程44-45
• 4.2.4 低温流动性能和其他性能测试45
• 4.2.5 DSC分析45
• 4.3 结果与讨论45-51
• 4.3.1 掺混油基本性能45-47
• 4.3.2 降凝剂对掺混油性能的影响47-49
• 4.3.3 DSC测试结果分析49-51
• 4.4 本章总结51-53
• 第5章 冬化处理对棕榈油生物柴油低温流动性能的影响53-60
• 5.1 引言53
• 5.2 实验部分53-55
• 5.2.1 实验材料及仪器53
• 5.2.2 冬化操作工艺53-54
• 5.2.3 冬化操作注意事项54-55
• 5.3 结果与讨论55-57
• 5.3.1 冬化过程对棕榈油甲酯液酯得率的影响55
• 5.3.2 冬化对棕榈油甲酯成分的影响55-56
• 5.3.3 冬化对棕榈油甲酯低温流动性能及其他性能的影响56-57
• 5.4 本章总结57-60
• 第6章 总结与展望60-62
• 6.1 本文总结60-61
• 6.2 展望61-62
• 参考文献62-70
• 致谢70-71
• 攻读硕士学位期间的科研成果及所获奖励71-72

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