菜籽油皂脚中游离脂肪酸分子蒸馏分离模拟

该文利用分子蒸馏模型模拟分离皂脚中脂肪酸,进而为后续高效率制备生物柴油奠定基础.根据建立的分子蒸馏模型和物化参数的估算,对菜籽油皂脚中游离脂肪酸的分离进行模拟,并与实际试验数据进行了比较.研究结果表明:该模型在模拟分离菜籽油皂脚中游离脂肪酸时的结果与试验结果曲线趋势相近.随着蒸馏温度的增加,蒸馏量增大,蒸馏量模拟值与实验值的相对误差不超过16%.随着蒸馏温度的增加,重组分中游离脂肪酸含量不断降低,试验结果的脂肪酸浓度都大于模拟值,而相对误差随温度升高不断降低,蒸馏温度为453 K时较蒸馏温度为423 K时,相对误差降低近50%.     

NaHSO4催化椰子油皂脚油酯化降酸工艺优化

以椰子油皂脚油为原料的生物柴油酯化效率与催化剂和结合反应装置的操作方法有关。以硫酸氢钠为催化剂结合设计的反应装置,对高酸值椰子油皂脚油进行预酯化反应研究。通过单因子试验探讨适用于反应装置的反应条件,并讨论不同的操作方式对反应速率和反应进程的影响。结果表明：最佳条件为：反应温度105 ℃,甲醇通入流速为0.825 mL/min,催化剂用量为5.0%,反应2 h下转化率>95%。催化剂重复使用9次后转化率78.15%;改变操作方法,0.1 MPa条件下反应,采用通入甲醇1.32 mL/min反应30 min,后常压条件下通入甲醇量0.825 mL/min,反应30 min,椰子油皂脚油酸值由106变为1.2 mg/g,转化率98.9 %,并可缩短酯化时间1 h,油脂成品满足酯交换工序要求。精制的生物柴油成品所测试的技术指标符合德国现行生物柴油标准（DIN V 51606）。     

利用Biopro型设备转化废弃油脂制备生物柴油

为开发适应中国废弃油脂生物柴油转化的成套技术与装备,结合美国Biopro 380型设备,对中国的4种典型废弃油脂生物柴油转化工艺进行了系统研究,结果表明,甲醇回流温度65℃下,酯化反应时间2.5h、浓硫酸加入量0.5%、甲醇与游离脂肪酸摩尔比2.7∶1时,酯化混合物的酸值降至1～2?mg/g;转酯化反应在醇油摩尔比6∶1、催化剂NaOH的加入量1.0%（与废弃油脂的质量百分比）、反应时间60 min时,转酯化效果最佳;将该工艺条件应用于Biopro 380型设备中进行验证试验,获得的生物柴油产品质量指标基本符合中国生物柴油标准GB/T 20828-2007。     

生物柴油的排放特性试验研究

通过对燃烧生物柴油发动机排放污染物的测量和分析,探讨了燃烧生物柴油排气污染物的形成机理,分析了不同配比的生物柴油燃烧污染物随发动机转速、发动机负荷的变化规律。研究结果表明：生物柴油可以有效的降低柴油机的排气污染物,尤其是颗粒污染物。随着生物燃料中油酸甲脂含量的增加,柴油机的各种排气污染物均有不同幅度的降低。此外,通过推迟喷油时间,可以进一步降低柴油机的NOx污染物。     

利用动物脂肪酯交换反应制备生物柴油的试验研究

该文以牛油为原料,在KOH的催化作用下与甲醇酯交换反应制备生物柴油。采用正交试验与人工神经网络相结合的试验方法,考察了醇油摩尔比、催化剂用量、反应时间和反应温度等操作条件对酯交换反应的影响,得到了最优工艺条件,即反应温度70℃,醇油摩尔比10.5︰1,催化剂用量1.1%（占油脂质量的百分数）,反应时间90 min。经试验验证,利用神经网络优化后的酯交换率达到94.16%,高于正交试验的结果93.17%。     

菜籽油酯交换制备生物柴油的工艺研究

为提高生物柴油的转化率和纯度,以菜籽油为原料,研究在KOH催化剂作用下与甲醇进行酯交换反应制备生物柴油的工艺,考察了甲醇用量、催化剂用量、反应温度和反应时间等操作条件对酯交换反应的影响。结果表明,该反应最适宜的工艺条件为：甲醇用量为菜籽油质量的20%,催化剂用量为菜籽油质量的1.2%,反应温度为65℃,反应时间为90～120 min;菜籽油制备的生物柴油品质达到美国ASTM和德国DINE生物柴油标准,其生物柴油的转化率为94.89%。若充分开发中国南方可利用的冬闲田和边际土地约1000万hm²种植油菜,按照此工艺条件加工菜籽油,则每年可加工生产生物柴油740万t,具有广阔的发展前景。     

高酸值米糠油酯化脱酸成生物柴油原料

为充分利用高酸值米糠毛油,将其脱酸成生物柴油原料。采用酯化脱酸方法,通过对多种酯化脱酸催化剂的比较,结果表明氧化锌具有较强的催化活性。氧化锌作为米糠油酯化脱酸的催化剂,分别考察了甘油添加量、催化剂添加量、反应温度、反应时间对酯化脱酸的影响。得到了以下较优工艺参数：真空度为0.1 MPa,甘油添加量为理论甘油量1.044 g,催化剂添加量为油质量的0.1%,反应温度200℃,反应时间6 h。在此优化条件下,米糠油的酸值从38.14 mg/g降至5.17 mg/g,满足了作为生物柴油生产原料的要求。     

菜籽油碱催化法制备生物柴油的工艺参数

以碱催化剂为媒介的转酯化反应制备生物柴油方法因其转化率高而倍受重视。该文以菜籽油为原料,在小型试验装置上,采用均相碱催化法,研究了菜籽油在碱性催化剂NaOH的作用下与甲醇经酯交换反应制备生物柴油的工艺条件。考察了醇油摩尔比（4︰1～8︰1）、催化剂用量（0.5%～2%）、反应温度（30～60℃）和反应时间（30～150 min）等工艺参数对酯交换反应的影响,对生物柴油的组成成分进行了气相色谱/质谱联用(GC-MS)分析。结果表明,在醇油摩尔比6︰1,催化剂用量为油质量的1%,反应温度为50～60℃,反应时间为60 min时,酯交换反应转化率最高可达到96.7%。该生物柴油主要由油酸甲酯、芥子酸甲酯、9,12-十八碳二烯酸甲酯、11-二十碳烯酸甲酯、亚麻酸甲酯等脂肪酸甲酯组成,其中油酸甲酯含量最高,相对质量分数高达50.30%。     

柴油机燃用乙醇-柴油-生物柴油混合燃料的试验研究

研究了乙醇-柴油-生物柴油混合燃料的互溶性和理化性质，测量了柴油机燃用柴油、乙醇-柴油-生物柴油混合燃料的动力性、经济性与排放特性。结果表明，当温度高于10℃、生物柴油的体积分数大于17.6%时，乙醇、柴油和生物柴油可以任意比例稳定互溶。随着乙醇掺混比例的增大，燃用乙醇-柴油-生物柴油混合燃料的燃烧与排放情况是：燃油消耗率逐渐增大，但能量消耗率变化不大；转矩逐渐减小；烟度排放大幅度降低,中高负荷下CO排放大幅度减少，HC排放量明显增加，NOx排放变化不大；最大燃烧压力和放热率峰值逐渐升高并后移。     

脂肪酸甲酯生物柴油改善低硫柴油的润滑性能

生物柴油可作为改善低硫柴油润滑性能的天然添加剂。该文将豆蔻酸甲酯(C14:0)、棕榈酸甲酯(C16:0)、硬脂酸甲酯(C18:0)、油酸甲酯(C18:1)、亚油酸甲酯(C18:2)、亚麻酸甲酯(C18:3)、蓖麻醇酸甲酯(C18:1 OH)及蓖麻油甲酯和餐饮废油甲酯按照0.5%、1.0%、1.5%和3.0%的体积分数添加到低硫柴油中,在高频往复试验机(high-frequency reciprocating rig,HFRR)上进行润滑性能测试,探究脂肪酸甲酯的碳链长度、不饱和度及含羟基等结构特征对润滑性能的影响。结果表明,长碳链脂肪酸甲酯一般比短链润滑效果好;碳链长度为十八的脂肪酸酯中,不饱和程度即碳碳双键数目越高则润滑性能越好;而在相同碳链长度和不饱和度条件下,含羟基的蓖麻醇酸甲酯的润滑改善效果优于油酸甲酯。由多种脂肪酸酯构成的混合物生物柴油的润滑性能要优于某单一的纯脂肪酸甲酯。在低硫柴油中,当某饱和脂肪酸甲酯的体积分数比例达3.0%时,或不饱和酯的体积分数达到1.5%时,或生物柴油的体积分数达1.0%时,可使低硫柴油的润滑性能指标满足相关标准。研究脂肪酸甲酯的各种结构特征对其润滑性能的影响及作用机制,有助于筛选合适的生物柴油组分及其添加浓度作为低硫柴油的润滑添加剂。     

近红外光谱快速检测食用油必需脂肪酸

为了建立食用油必需脂肪酸快速检测的方法,该研究提出了基于近红外光谱技术检测食用油中α-亚麻酸和亚油酸含量的快速测定方法。对光谱信息分别采用偏最小二乘回归方法(PLS)和最小二乘支持向量机(LS-SVM)建立模型。比较了多种光谱预处理方法对模型预测能力的影响。结果表明对于亚油酸含量的预测,采用Savitzky-Golay平滑法结合多元散射校正(MSC)的光谱预处理所建立的LS-SVM模型最优。预测集的决定系数(R2)、预测均方根误差(RMSEP)和剩余预测偏差(RPD)分别达到了0.989,0.0161和9.4783。对于α-亚麻酸含量的预测,采用Savitzky-Golay平滑法结合标准正态变换(SNV)的光谱预处理所建立的LS-SVM模型最优。α-亚麻酸含量预测结果的R2、RMSEP和RPD为0.972,0.0036和6.0561,据此表明,应用近红外光谱技术能够检测食用油中α-亚麻酸和亚油酸的含量,为快速检测食用油的必需脂肪酸提供了参考。     

废鸡油脂制取生物柴油试验研究

生物柴油作为一种绿色清洁替代型燃料,受到科研和产业界的广泛重视,原料油脂的廉价稳定供应是生物柴油产业化的关键.该文对来源于鸡肉制品加工的废鸡油作为生物柴油原料的潜力进行了探索,在NaOH催化剂作用下,通过与甲醇转酯化反应制备生物柴油.试验考察了醇油摩尔比、NaOH用量、反应温度、反应时间等因素对油脂转化率的影响,并对制备的生物柴油样品进行了燃料指标分析.结果表明,炼制鸡油较为适宜的转酯化反应条件为反应温度50℃、醇油摩尔比9:1、NaOH用量1.3%、反应时间90～120 min,获得油脂转化率约90%.试验生物柴油样品多项理化指标能够满足EN14214生物柴油标准及国内O#柴油标准.     

三种山杏种子生物柴油特征评价

对中国分布广泛的3种山杏27株优树进行了测试和分析,测试分析指标主要包括山杏种子的出仁率、杏仁含油率、杏核含油率、脂肪酸组成及其作为生物柴油的几个重要特征指标。研究表明3种山杏杏仁的含油率分别为西伯利亚杏（Armeniaca sibirica (Linn.) Lam.）50.18%、东北杏（Armeniaca mandshurica (Maxim.) Skv.）47.16%和野杏（Armeniaca vulgaris var.ansu (Maxim.) Yü et Lu）53.20%。其中,西伯利亚杏杏核含油率较高,达21.14%。西伯利亚杏AS-80优树是理想的生物柴油原料种质资源,而西伯利亚杏 AS-17和AS-27优树以及野杏AV-45、AV-48和AV-62优树也是比较有潜力和前途的种质资源,这些优良的种质资源均可以通过无性繁殖的手段进行推广。     

棉籽油基生物柴油铜片腐蚀特性

参照国家标准《发动机燃料铜片腐蚀试验方法》（GB/T378-1990）,在温度为25℃和50℃条件下,研究棉籽油基生物柴油铜片腐蚀特性,同时考察了棉籽油甲酯和乙酯理化性质的变化,并与0#柴油作了对比。结果表明：在25和50℃条件下,腐蚀试验历时2个月,棉籽油甲酯、乙酯对铜片具有不同的腐蚀现象,且棉籽油甲酯比乙酯的腐蚀性更大。在温度25℃条件下,棉籽油甲酯的铜片腐蚀率达到0.0926?cm/d,腐蚀后棉籽油甲酯的酸值、过氧化值、运动黏度分别提高10.4、1.44、1.13倍;温度升高到50℃时,棉籽油甲酯的铜片腐蚀率达到0.4115?cm/d,腐蚀后棉籽油甲酯的酸值、过氧化值、运动黏度分别增加12.8、2.16、1.13倍。温度升高,铜片腐蚀加剧,油品性质变化增大,乙酯生物柴油也具有类似的变化趋势,而0#柴油对铜片几乎无腐蚀。铜片的腐蚀是由生物柴油变质导致的。该研究可为棉籽生物柴油的工业化应用提供腐蚀数据。     

生物柴油对能源和环境影响分析

生物柴油是从植物或动物脂肪酸通过酯化反应而得到,由于生物柴油无毒,可生物降解和可以再生,因此受到越来越多人的关注。生物柴油的性质和普通柴油非常相似,它能直接被用到发动机上而不需要改动发动机的结构。该文基于美国能源部对生物柴油的统计数据,利用生命循环分析法,对生物柴油从生产到消耗的生命循环中的能量消耗和产出、循环中的排放以及生物柴油汽车尾气排放等方面进行了分析。生命循环开始于普通柴油或生物柴油生产的原料提取,结束于成品油在发动机上的使用。只有分析生命循环中的所有过程,才能确定它对自然环境总量的影响。例如研究温室效应就要对整个生命循环中CO₂的排放进行分析。该文利用生命循环分析法分析了在生产生物柴油或柴油生命循环过程中的能量平衡、温室气体排放及对气体和固体污染物排放,提供了生物柴油生产过程和在发动机上使用的详细数据。分析结果表明∶生物柴油循环的石化能效比大大提高,大约是柴油的4倍;生物柴油循环中CO₂排放大大降低,大约降低了78.4%;发动机排气管有害物质的排放中,除NO_x排放增加8.89%外,CO、HC、PM等有害物质的排放大大降低（分别降低了46%、37%和68%）。     

抗氧化剂对生物柴油排放的影响

通过添抗氧化剂改变生物柴油的酸值与过氧化值,提高生物柴油的氧化安定性。该研究选择迷迭香（K1）和茶多酚（K2）2种抗氧化剂添加到生物柴油与柴油形成的调合油（B20）中,在186F柴油机上进行排放特性试验。考察了标定转速3000 r/min,10%、25%、50%、75%和100%负荷工况时,抗氧化剂对HC、CO、碳烟和NOx排放的影响。研究表明：与柴油相比,燃用B20调合油HC、CO排放和烟度值大幅降低,NOx排放增加;与B20调合油相比,燃用添加抗氧化剂（迷迭香和茶多酚）的K1B20和K2B20在各工况下生成的 HC、CO排放和烟度值的平均值分别升高了1.2%、10.2%、8.5%和6.4%、3.8%、4.3%,NOx排放分别比B20降低了9.5%和4.2%。添加抗氧化剂可以有效降低生物柴油的NOx排放。     

固体碱催化棉籽油制备生物柴油

为研究采用固体碱催化剂催化制备生物柴油的相关技术,以棉籽油为对象,选用Na3PO4/MgO负载型固体碱为催化剂,以棉籽油的生物柴油转换率为指标,通过单因素和正交试验,分析催化剂的最佳制备工艺,并对催化剂进行X射线衍射、扫描电镜和热重表征分析。在此基础上对该催化剂催化棉籽油制备生物柴油的工艺进行探讨。研究结果表明,催化剂的最佳制备工艺为：Na3PO4负载量32%,焙烧温度600℃,焙烧时间3 h,共混温度70℃;使用优选的催化剂制备生物柴油的工艺条件为：反应时间2.5 h,反应温度70℃,醇油摩尔比15∶1,催化剂用量5%;催化剂的活性与Na3PO4晶相有关。     

不同掺混比例生物柴油的非常规污染物排放特性

为了实现柴油机的清洁燃烧,需要系统研究非常规污染物的生成机理与排放特性。根据羰基类、芳香烃类物质的理化性质特点,提出了柴油机非常规污染物高效快速的测量方法,采用不同掺混比例的生物柴油进行了柴油机台架试验,探讨了不同燃料、不同工况下柴油机非常规污染物的排放特性。结果表明,二硝基苯腙采样结合高效液相色谱技术,可以实现柴油机排气中15种羰基类污染物的快速准确测定,活性炭吸附结合气相色谱-质谱联用技术可以实现芳香烃污染物的定性定量分析;中、低负荷时,生物柴油掺混比例对柴油机总羰基排放的影响不大,随着负荷的增加,BD50（生物柴油和市售0#柴油按体积比1:1配制的调合油）和BD0（纯柴油）的总羰基排放呈升高趋势,BD100（以地沟油为原料的生物柴油）的总羰基排放有所降低;BD0的单环芳香烃最大排放浓度最高,3种燃料的气相多环芳香烃排放在低负荷和高负荷工况点存在"双峰"特征,三环菲约占所有环数多环芳香烃总量的44%,燃用生物柴油可降低柴油机约32%的多环芳香烃排放。该研究为柴油机非常规污染物的排放控制提供了参考。