1、第二章 石油燃料,第二節(jié) 車用 柴油與普通柴油,三、車用柴油的技術(shù)要求,1我國車用柴油的規(guī)格（GB19147-2009,國車用柴油） 柴油是我國產(chǎn)量最大的石油產(chǎn)品之一，2010年柴油消費(fèi)量1.5729億噸, 其中車用柴油消費(fèi)量7915萬噸 ，而車用汽油的消費(fèi)量為7118萬噸。車用柴油占柴油量比例已達(dá)50%。 車用柴油用于壓燃式柴油發(fā)動機(jī)汽車。（不適用于GB19755中規(guī)定的三輪汽車和低速貨車）,車用柴油標(biāo)準(zhǔn)的背景,根據(jù)國家對治理汽車尾氣排放的時間表，2000年全國實(shí)現(xiàn)達(dá)到歐洲號的排放標(biāo)準(zhǔn)，而從2004年7月1日開始，國家對汽車尾氣按照歐洲、號標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行限制。為了滿足這個要求，將車用柴油從通用柴油

2、中分離出來，制定單獨(dú)的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)與歐洲、號排放標(biāo)準(zhǔn)相適應(yīng)。 目前我國車用柴油執(zhí)行“GB19147-2009,國車用柴油”標(biāo)準(zhǔn)。,4,車用柴油GB19147-2003標(biāo)準(zhǔn)參照歐洲 EN5901998車用柴油標(biāo)準(zhǔn)制定，要求柴油車的排放達(dá)到歐洲號標(biāo)準(zhǔn)。 GB19147-2009要求柴油車的排放達(dá)到歐洲標(biāo)準(zhǔn)。這個標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了車用柴油的硫含量不大于0.035%、十六烷值不低于49，對氧化安定性也作了具體規(guī)定。為防止硫含量下降帶來柴油潤滑性能的下降，車用柴油又增加了柴油抗磨性能的指標(biāo)，要求60的磨痕直徑不大于460m。,GB19147-2009車用柴油的主要技術(shù)指標(biāo),車用柴油的主要技術(shù)指標(biāo)要求有十六烷

3、值、密度和粘度、餾程、硫含量、芳烴含量、氧化安定性(總不溶物)等。,(1) 適宜的十六烷值(十六烷指數(shù)),十六烷值用來測定燃油的壓燃性，它影響冷起動性、排放和燃燒噪聲。增加十六烷值將減少發(fā)動機(jī)達(dá)到給定轉(zhuǎn)速的起動時間，十六烷增加還會使HC排放物下降30%40%，增加十六烷還可降低燃燒噪聲。 我國車用柴油CN要求不小于49?；蚴橹笖?shù)不小于46. 思考：為啥車用柴油對CN要求高一些？,(2) 密度和粘度,柴油噴射是按容積控制或電磁閥定時控制的。燃油密度和粘度變化會導(dǎo)致發(fā)動機(jī)功率變化，結(jié)果導(dǎo)致發(fā)動機(jī)排放和燃油消耗也發(fā)生變化。 燃油粘度對噴油系統(tǒng)性能的影響很大，供油量和噴油定時也取決于燃油粘度。高粘

4、度能降低燃油的流動速率，導(dǎo)致供油不足；而低粘度容易增加泵壓元件間的泄漏。 密度一般為0.820.86（我國要求為0.810.85及0.790.84）。 思考：密度與烴組成關(guān)系？,8,(3) 硫含量,柴油中的硫明顯地增加顆粒物(PM)的排放，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)系統(tǒng)腐蝕和磨損。硫含量增加還會使某些排氣處理系統(tǒng)效率降低，而且由于硫中毒，其它一些排氣處理系統(tǒng)會長期失效。 我國車用柴油硫含量要求小于0.035% 。 國外無硫車用柴油或超低硫車用柴油(S小于50ppm),(4) 芳烴,柴油中芳烴含量將影響火焰溫度及燃燒過程中NOX排放。燃油中多環(huán)芳烴影響柴油機(jī)顆粒物的形成及多環(huán)芳烴(PAH)排放。車用柴油標(biāo)準(zhǔn)中尚

5、未對芳烴含量作出規(guī)定。 國外對芳烴(小于15%)及多環(huán)芳烴(小于2%)有要求。我國要求多環(huán)芳烴小于11%。 思考：催化裂化柴油芳烴含量有多高？,10,(5) 氧化安定性(總不溶物),氧化安定性(總不溶物)是反映柴油儲存及使用過程中抵抗氧化變質(zhì)能力的指標(biāo)，總不溶物含量高的柴油，會影響柴油噴油嘴的柴油噴射量，影響柴油在發(fā)動機(jī)中的燃燒。 我國要求不大于2.5mg/100ml 脂肪酸甲酯：我國要求不大于0.5%。 潤滑性（磨斑直徑不大于460m）,2國外車用柴油的規(guī)格,表2-16 “世界燃料規(guī)范”車用柴油規(guī)格（部分技術(shù)要求）,P41表2-17 歐盟現(xiàn)行車用柴油標(biāo)準(zhǔn)EN 590-1998(第一部分),返

6、回首頁,12,國車用柴油(GB19147-2009)與國比較,牌號減少1個：7個改為6個：5#、0#、-10#、-20#、-35#、-50#（去掉了10號） 硫含量：0.050%降低到0.035%(質(zhì))(350ppm) 十六烷值: 5#、0#、-10#CN不小于49(原45) 增加了多環(huán)芳烴含量：要求不高于11%(質(zhì))。 密度要求： 5#、0#、-10#密度要求810850 (原820860) 增加了脂肪酸甲酯含量要求：不高于0.5%(體),13,普通柴油【GB252-2011與GB252-2003比較】,名稱改變：由輕柴油改為普通柴油。 硫含量要求更低：2013年7月1日后由現(xiàn)在的0.2%降

7、低到0.035% 適用范圍變?。哼m用于拖拉機(jī)、內(nèi)燃機(jī)車、工程機(jī)械、船舶和發(fā)電機(jī)組的壓燃式發(fā)動機(jī)和 GB19755規(guī)定的三輪汽車或低速貨車。 低速貨車：時速小于70km/h的具有四個輪子的貨車。 三輪汽車：指最高設(shè)計車速小于或等于50km/h的，具有三個車輪的貨車。,思考題,為什么不能將柴油摻入到入汽油中作車用汽油使用？同時也不能將汽油摻入到輕柴油中使用？ 控制車用柴油密度、多環(huán)芳烴含量目的何在？ 車用柴油的CN為啥要求較高？ 車用柴油及普通柴油的質(zhì)量指標(biāo)中，沒有初餾點(diǎn)及10%餾出溫度的控制要求，請說明原因。,討 論,目前我國每年柴油生產(chǎn)及消費(fèi)量超過1.5億噸，其中柴油汽車消費(fèi)量約占50%。在G

8、B/19147-2009車用柴油中，要求其硫含量不高于0.035%，而在GB 252-2011普通柴油中，僅僅要求其硫含量不大于0.2%（2013年6月30日前） 談?wù)勀愕目捶?,16,生物柴油,一 生物柴油的定義 二 生物柴油的意義 三 生物柴油的特點(diǎn) 四 生物柴油的來源及生產(chǎn)簡介,17,一 生物柴油的定義,最初的生物柴油是指用作發(fā)動機(jī)燃料的純植物油、植物油或動物油脂中的甲酯、純植物油或其甲酯與普通柴油的混合物。 在ASTM標(biāo)準(zhǔn)中，生物柴油被定義為“用于壓燃式發(fā)動機(jī)的，來自于可再生的脂類如植物油和動物脂肪的長鏈脂肪酸單酯。” 我國定義“由動植物油脂與醇（例如甲醇與乙醇）經(jīng)酯交換反應(yīng)得到的脂肪

9、酸單烷基酯，最典型的是脂肪酸甲酯，以BD100表示）。,18,二 生物柴油的意義(1) 增強(qiáng)國家石油安全,發(fā)展生物柴油可以部分緩解我國柴油供應(yīng)緊張的狀況并有助于部分替代進(jìn)口產(chǎn)品，節(jié)約外匯。 我國2005年消費(fèi)柴油約一億噸，按B20中加入生物柴油中20%計算，年添加量為2000萬噸,價值約800億人民幣。,19,（2）發(fā)展生物柴油有益于保護(hù)生態(tài)環(huán)境,生物柴油是清潔運(yùn)輸燃料，具有無毒、可生物降解、基本無硫和芳烴、可以任意比例與石油柴油混兌等優(yōu)越性。 美國的研究證明，混入一種20生物柴油的車用柴油可降低顆粒物排放14、降低總碳氧化物排放13、降低硫化物排放70以上，因此會減少空氣污染。 使用生物柴油

10、還有利于減少二氧化碳引起的溫室效應(yīng)。,20,（3）促進(jìn)國家和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展,我國通過結(jié)構(gòu)調(diào)整可以將退耕還林和發(fā)展木本油料植物結(jié)合起來，同時建立生物柴油原料基地，開發(fā)種植特色高產(chǎn)工業(yè)油料作物。這既增加了農(nóng)民收入，又帶動了農(nóng)村及周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。,21,三 生物柴油的特點(diǎn),具有優(yōu)良的環(huán)保特性 生物柴油的生物降解性高 燃燒排放的CO2較低 具有可再生性 具有較好的低溫發(fā)動機(jī)啟動性能 具有較好的潤滑性能 具有較好的安全性能 具有良好的燃料性能,22,具有優(yōu)良的環(huán)保特性。,生物柴油硫含量低, 可使SO2 和硫化物的排放量減少約30 %。 生物柴油不含對環(huán)境造成污染的芳香族烷烴, 其廢氣對人體的損害低于石

11、化柴油。 生物柴油無毒，生物降解率高達(dá)98 %，降解速率是石油柴油的兩倍，可大大減輕意外泄漏時對環(huán)境的污染;,23,生物柴油的生物降解性高,生物柴油沒有怪味，排放氣體無含硫和鉛的有毒物質(zhì)，不會毒害人們的身體健康。,24,燃燒排放的CO2較低,生物柴油燃燒所排放的CO2 遠(yuǎn)低于植物生長過程中所吸收的CO2 ,能降低CO2 的排放和溫室氣體積累。 生物柴油生產(chǎn)使用的植物還可將二氧化碳轉(zhuǎn)化為有機(jī)物固化在土壤中，因此，可以減少溫室氣體排放;,25,具有可再生性。,與石化柴油不同, 生物柴油作為一種可再生能源,其資源不會枯竭。 “野火燒不盡，春風(fēng)吹又生”,26,具有較好的低溫發(fā)動機(jī)啟動性能,低溫發(fā)動機(jī)啟

12、動性能好，能適應(yīng)各地區(qū)的汽車和船只使用, 可達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。,27,具有較好的潤滑性能,潤滑性能好，可降低噴油泵、發(fā)動機(jī)缸體和連桿的磨損率， 延長使用壽命。,28,具有較好的安全性能,生物柴油由于閃點(diǎn)高， 不屬于危險品。 生物柴油不易揮發(fā)，生物降解率高達(dá)98%， 降解速率是石化柴油的2倍。,29,具有良好的燃料性能,燃燒性好于普通柴油， 燃燒殘留物呈微酸性， 可延長發(fā)動機(jī)的使用壽命。,30,總結(jié),生物柴油是由含植物油或動物油的原料所制得的可再生資源，是優(yōu)質(zhì)的石化柴油代用品。 生物柴油是資源永續(xù)的可再生能源，而石油資源是可耗盡的。 生物柴油和傳統(tǒng)的柴油相比，具有潤滑性能好，儲存、運(yùn)輸、使用安全

13、，抗爆性好，燃燒充分等優(yōu)良性能。,31,四 生物柴油的來源及生產(chǎn)簡介,（1）生物柴油原料的來源 （2）生產(chǎn)簡介,32,4.1 生物柴油原料的來源,食用植物油脂（油菜籽油等） 餐飲業(yè)廢油脂(“地溝油”，“潲水油”） 動物油脂 其他植物油脂： （光皮樹， 綠玉樹， 麻風(fēng)樹等 。）,33,光皮樹 綠玉樹 麻風(fēng)樹,34,4.2 生產(chǎn)簡介,首先將預(yù)熱后的酸化油、甲醇以及反應(yīng)中的催化劑在反應(yīng)器中混合反應(yīng)。 為保證酯交換完全的反應(yīng)， 初次酯交換的反應(yīng)產(chǎn)物在第二反應(yīng)器中再次反應(yīng)。 反應(yīng)結(jié)束后分離生物柴油和甘油相。 甘油相繼打入儲罐， 然后進(jìn)入甘油精制車間。而完全反應(yīng)的酯交換混合物在反應(yīng)器中水洗，以除去殘留的催化劑、溶解皂和甘油， 并在隨后的分離工序中將其加以分離。,35,油相再次以稀酸洗滌， 以使殘留的皂從生物柴油中分離出來， 并在隨后的分離工序中作為酸水分出。 經(jīng)上述步驟純化后的生物柴油通過蒸發(fā)將其中所含的甲醇和溶解水蒸發(fā)、回收， 并重新導(dǎo)回工藝過程中。,36,反應(yīng)式,37,流程,38,德國生物柴油,39,脂肪酸甲酯,40,我國生物柴油主要指標(biāo),（柴油機(jī)燃料調(diào)合用生物柴油BD100）GB/T20828-2007）：由動植物油脂與醇（例如甲醇與乙醇）經(jīng)酯交換反應(yīng)得到的脂肪酸單烷基酯，最典型的是脂肪酸甲