生物柴油成分的測試分析

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生物柴油成分的測試分析

為了減少溫室氣體的排放，美國已經推廣在傳統柴油中添加生物柴油形成混合柴油來代替傳統柴油。添加生物柴油除了能降低溫室氣體的排放以外，生物柴油利用常見的原料如大豆油、動物脂肪就能很容易地被合成，并且成本較低。但要全面推廣混合柴油，需要對所添加的生物柴油以及混合柴油的基本屬性進行研究。對生物柴油進行成分分析有利于其基本屬性的研究，尤其是對燃油中氫含量的分析，由于生物柴油與傳統柴油之間的差別，因此對傳統柴油進行成分分析的方法不能直接運用到對生物柴油的成分分析中。本文通過對生物柴油一些屬性的測量，建立其成分分析的模型。

根據美國材料與試驗協會的相關測試方法ASTM D5291和ASTM D3343，測試了被測燃油的濁點、密度，硫、碳、氫、氧的含量以及其在不同溫度下的蒸發情況。試驗時，首先分別對5種超低硫傳統柴油和5種純度為100%（B100）的生物柴油的相關屬性進行了測量；其次對試驗常用的不同混合類型、不同混合濃度的14種生物柴油的相關屬性進行了測量；最后為確保將要建立的模型準確性，選取了市場上在售生物柴油的10個樣本進行了測量。

將測試得到的結果進行對比發現，采用ASTM D3343方法測試傳統柴油中的氫含量比采用ASTM D5291方法的精確度要高，誤差分別為0.58%和1.9089%；而生物柴油（B100）中由于含有約占總質量11%的氧元素，因此使得采用ASTM D5291方法測試氫含量比采用ASTM D3343方法的精確度要高，誤差分別為2.50%和12.4%，兩者誤差差別接近6倍；對于混合柴油來說，其中生物柴油的含量越高，兩種測試方法所測得的結果差別越大；B5類混合柴油采用這兩種方法測量結果的平均誤差差值為0.74%，B20類混合柴油的該值為2.50%，B50混合柴油的該值為7.04%。

對ASTM D3343中測試氫含量的公式進行改進：氫含量（改進）=氫含量（標準）×（1-生物柴油的含量）+生物柴油的氫含量×生物柴油的含量。對該計算模型進行驗證，證明了該方法所得到的氫含量的準確度有所提高。

該模型作為一種估測混合柴油氫含量的新方法，其可以快速準確地估測出混合柴油中的氫含量，不需要對混合柴油的氫含量進行重新測量。從模型中可以看出，混合柴油的氫含量與混合柴油密度、生物柴油含量以及芳香烴形式有關。

Shailesh Martin Lopes et al. SAE 2013-01-2600.

編譯：王祥