生物柴油的腐蚀性和稳定性研究

论文摘要

二十世纪,随着汽车工业的快速发展,大量石油资源被消耗,全球面临着能源危机,这促进了世界各国开发可替代性燃料的步伐。生物柴油作为一种新型的可再生替代燃料,由于其良好的燃烧性能,因此受到世界各国的广泛关注,作为石化柴油的代用品,生物柴油被认为是一种环境友好型的绿色燃料。生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯或乙酯,化学性质与石化柴油十分相似,但与传统的石化柴油相比,具有低排放量、闪点高、润滑性能好、可再生等优点。由于生物柴油自身含有氧和大量的双键,容易发生氧化、聚合等反应,对金属、橡胶等有一定的腐蚀性,导致稳定性比传统的石化柴油差,影响生物柴油的储存、运输以及使用等。为了考察生物柴油的稳定性和对汽车零部件常用金属的腐蚀作用,本论文以菜籽油生产的生物柴油和0“柴油为试验用油,开展生物柴油对金属的腐蚀性和稳定性研究。研究结果如下：（1）生物柴油对铜、铁和铝三种金属的腐蚀强度依次为铁>铜>铝（在室温条件下,B100生物柴油在45天时对三种金属的腐蚀率分别为0.9144‰、0.5952‰和0.4120‰）,且混合油样中生物柴油含量越高和温度越高,腐蚀越严重（以铁为例,在室温条件下,B0、B50、B100油样在15天时的腐蚀率分别为0.2217‰、0.3043‰、0.3879‰,而在90℃条件下分别达到0.5311‰、1.3618‰、1.5291‰）；同时研究发现,当油样中加入金属后其酸迅速增加,随后又逐渐下降,其原因是金属具有催化作用,加速生物柴油的氧化和分解,导致酸值增大,且混合油样中生物柴油含量越高,这种现象越明显（以铜为例,B10和B100在第3天时的酸值分别为4.5 mgKOH/g和12.6mgKOH/g）。加入抗氧化剂后的腐蚀性试验研究结果表明,添加抗氧化剂后生物柴油对金属的腐蚀性有所减缓,且添加量越多,效果越明显（以铁为例,B100生物柴油中添加0.01%、0.04%的叔丁基对苯二酚后,在60℃条件下15天时的腐蚀率分别为0.6363‰、0.4418‰,而未添加抗氧化剂的腐蚀率为0.6847%o）。（2）添加抗氧化剂可提高生物柴油的稳定性,且添加量越大,过氧化值越小,生物柴油的稳定性越好；本研究所选用的四种抗氧化剂的抗氧化能力依次为叔丁基对苯二酚>维生素E>胡萝卜素>焦性没食子酸,在90℃条件下,这四种抗氧化剂添加量分别为0.04%的油样,第3天时的过氧化值分别为22.70mmol/kg、26.52mmol/kg、29.83mmol/kg和35.23mmol/kg。不同配比的混合油样中生物柴油的含量越高,稳定性越差。室温（18-23℃）条件下,添加0.04%抗氧化剂,到第15天时,B0、B100的过氧化值分别为0.12mmol/kg、17.46mmol/kg,而空白油样B0、B100的过氧化值达到了0.16mmol/kg、47.15mmol/kg,而且温度越高,油样的稳定性越差。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 引言
• 1.1 国内外的生物柴油研究现状
• 1.1.1 国外研究现状
• 1.1.2 国内研究现状
• 1.2 生物柴油的概念及其优点
• 1.2.1 生物柴油的概念
• 1.2.2 生物柴油的优点
• 1.3 生物柴油的制备方法
• 1.3.1 酯化法
• 1.3.2 酯交换法
• 1.4 生物柴油腐蚀性和稳定性的研究进展
• 1.4.1 生物柴油腐蚀性研究进展
• 1.4.2 生物柴油稳定性研究进展
• 1.5 课题研究背景及方案
• 1.5.1 课题研究的意义及来源
• 1.5.2 本课题研究内容
• 1.5.3 本课题试验方案
• 第二章 生物柴油的腐蚀性试验研究
• 2.1 生物柴油的制备
• 2.1.1 材料与设备
• 2.1.2 方法
• 2.2 生物柴油性能指标测定及混合生物柴油配制
• 2.2.1 菜籽油生物柴油性能指标测定
• 2.2.2 试验用混合油样的配制
• 2.3 生物柴油对金属铜的腐蚀性试验研究
• 2.3.1 材料与方法
• 2.3.2 结果与讨论
• 2.3.3 结论
• 2.4 生物柴油对金属铁的腐蚀性试验研究
• 2.4.1 材料与方法
• 2.4.2 结果与讨论
• 2.4.3 结论
• 2.5 生物柴油储存时对常见金属腐蚀的试验研究
• 2.5.1 材料与方法
• 2.5.2 结果与讨论
• 2.5.3 结论
• 2.6 添加抗氧化剂对生物柴油的腐蚀性研究
• 2.6.1 材料与方法
• 2.6.2 结果与讨论
• 2.6.3 结论
• 2.7 生物柴油对金属的腐蚀原因分析
• 2.8 本章小结
• 第三章 生物柴油的稳定性试验研究
• 3.1 抗氧化剂对生物柴油稳定性影响试验研究
• 3.1.1 材料与方法
• 3.1.2 结果与讨论
• 3.1.3 结论
• 3.2 不同温度下抗氧化剂对生物柴油稳定性影响试验研究
• 3.2.1 材料与方法
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.2.3 结论
• 3.3 抗氧化剂对生物柴油中存在金属的稳定性研究
• 3.3.1 材料与方法
• 3.3.2 结果与讨论
• 3.3.3 结论
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论与建议
• 4.1 结论
• 4.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 附录