棉籽油生物柴油和柴油混合燃料的潤(rùn)滑特性

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1、第26卷第3期農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)Vol.26No.32722010年3月TransactionsoftheCSAEMar.2010棉籽油生物柴油和柴油混合燃料的潤(rùn)滑特性1111※22汪向陽(yáng)，陳金思，徐玉福，胡獻(xiàn)國(guó)，潘麗軍，姜紹通..（1．合肥工業(yè)大學(xué)摩擦學(xué)研究所，合肥230009；2．合肥工業(yè)大學(xué)生物與食品工程學(xué)院，合肥230009）摘要：為研究生物柴油的潤(rùn)滑特性，該研究用棉籽油與甲醇和乙醇分別進(jìn)行酯交換反應(yīng)，制備出甲酯生物柴油和乙酯生物柴油。然后將它們分別以不同體積比率與市售0#柴油混合，制備出不同比率的生物柴油/柴油混合物。通過(guò)四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)考察了這些混合物的潤(rùn)滑

2、特性。結(jié)果表明：不同碳醇與棉籽油制備的生物柴油對(duì)柴油的潤(rùn)滑性能均具有增效作用，且隨著生物柴油添加量的增加，柴油的潤(rùn)滑性能得到提高；但市售0#柴油對(duì)不同碳醇制備的生物柴油感受性不同，分別添加20%的甲酯生物柴油和乙酯生物柴油到0#柴油時(shí)，發(fā)現(xiàn)混合柴油的最大無(wú)卡咬負(fù)荷（PB值）分別提升了94.1%和29.4%；同時(shí)，甲酯生物柴油對(duì)柴油的最大無(wú)卡咬負(fù)荷影響大，而乙酯生物柴油/柴油的減摩性和抗磨性都好于甲酯生物柴油/柴油；游離脂肪酸對(duì)生物柴油潤(rùn)滑性也有較大影響。該研究為生物柴油的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：甲醇，乙醇，生物柴油，柴油，棉籽油，潤(rùn)滑性doi：10.3969/j.is

3、sn.1002-6819.2010.03.046+中圖分類號(hào)：TQ050.46文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1002-6819(2010)-03-0272-05汪向陽(yáng)，陳金思，徐玉福，等.棉籽油生物柴油和柴油混合燃料的潤(rùn)滑特性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010，26(3)：272－276.WangXiangyang,ChenJinsi,XuYufu,etal.Lubricationcharacteristicsofmixedfuelbetweencottonseedoilbiodieselanddiesel[J].TransactionsoftheCSAE,2010,26(3

4、):272－276.(inChinesewithEnglishabstract)滑性的影響，結(jié)果表明不同醇對(duì)生物柴油潤(rùn)滑性有影響，0引言但脂肪酸種類對(duì)生物柴油潤(rùn)滑性幾乎無(wú)影響；MunsonJ柴油作為發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料，它的潤(rùn)滑性能好壞，直接[8]W評(píng)估了不同的植物油以及不同醇制備的生物柴油的影響到輸油泵和高壓油泵的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)可能引起潤(rùn)滑性能，表明脂肪酸和醇的種類對(duì)生物柴油的潤(rùn)滑性油泵漏油[1]。近年來(lái)，柴油的潤(rùn)滑性能越來(lái)越受到重視。[9]能有重要的影響；胡見(jiàn)波等考察了生物柴油對(duì)石化燃料原因是隨著人們對(duì)環(huán)保的重視，對(duì)柴油質(zhì)量的要求越來(lái)潤(rùn)滑性的增進(jìn)作用，結(jié)果表明生物柴油

5、中的甘油一酸酯越高，柴油中硫含量受到了嚴(yán)格控制，這就導(dǎo)致柴油中和游離脂肪酸對(duì)其潤(rùn)滑性有很大的影響。目前對(duì)于棉籽成膜組分少，不能形成良好潤(rùn)滑保護(hù)膜，柴油的潤(rùn)滑性油生物柴油，尤其是棉籽油乙酯生物柴油的潤(rùn)滑性研究問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)。研究表明，硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于500μg/g還未見(jiàn)報(bào)道。[2]的柴油就可能使發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)磨損。然而，柴油低硫化將評(píng)定生物柴油潤(rùn)滑性的方法有高頻往復(fù)法（high成為未來(lái)車用柴油發(fā)展的必然趨勢(shì)，因此提高柴油的潤(rùn)frequencyreciprocatingrig，HFRR）和四球機(jī)法。四球試滑性是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。改善柴油潤(rùn)滑性有兩個(gè)方驗(yàn)機(jī)是常規(guī)潤(rùn)滑性能評(píng)定

6、設(shè)備，不僅能有效區(qū)分不同精法：1）改變發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，如提高燃油噴射壓力和控制燃制深度的燃料的潤(rùn)滑性能和不同潤(rùn)滑性改進(jìn)劑的使用效油噴射[3]；2）向柴油中混合添加劑或其他具有卓越潤(rùn)滑[10]果，而且與HFRR試驗(yàn)方法有良好的相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)[4]性能燃料，以提高其潤(rùn)滑性能。為0.896。本文以棉籽油為原料制備生物柴油，通過(guò)四球生物柴油即脂肪酸低碳醇酯，是由可再生的動(dòng)植物試驗(yàn)機(jī)考察了不同碳醇的棉籽油生物柴油與柴油混合燃油與低碳醇酯交換得到，被認(rèn)為是石化柴油理想的替代料的潤(rùn)滑性能，以期為生物柴油的應(yīng)用打下基礎(chǔ)。燃料。生物柴油可以單獨(dú)做燃料使用，也可以與石化柴1材料與方法油調(diào)

7、和使用，這種混合燃料不但改善了柴油機(jī)的排放特[5]性，而且能提高柴油的潤(rùn)滑性。不少學(xué)者研究了生物柴1.1試劑油及其調(diào)和燃料的潤(rùn)滑性。Goodrum[6]等認(rèn)為添加2%的#棉籽油為合肥糧油公司市售食用油，精制油等級(jí)；0生物柴油就能明顯提高低硫柴油的潤(rùn)滑性；D.C.Drown柴油由中石化合肥市加油站購(gòu)得；甲醇、乙醇、氫氧化[7]等考察了不同碳鏈的醇以及不同脂肪酸對(duì)生物柴油潤(rùn)鉀和油酸均為分析純。1.2生物柴油制備收稿日期：2009-07-19修訂日期：2009-09-30在堿催化條件下，分別采用甲醇和乙醇與棉籽油進(jìn)基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2007BAD34B0