《生物柴油普通调合燃料(B10)》地方标准编制说明(5)

2019-03-09 18:00

生物柴油、橡胶籽生物柴油调合燃料均按等速50 km/h进行百公里油耗试验对比。由表20的样车燃用调合燃料B10与石油柴油经济性对比试验结果可以看出:样车使用小桐子生物柴油、地沟油生物柴油调合燃料B10时,与燃用0号柴油相比其等速百公里燃油消耗量有所增加,但增加量很小;而燃用橡胶籽油生物柴油调合燃料B10时,与燃用0号柴油相比其等速百公里燃油消耗量一样。 6.3 生物柴油调合燃料B10车辆长期运行试验

为了检验生物柴油的使用性能,云南盈鼎生物能源股份有限公司于2008年购置长城哈弗GW2.8TC一辆用于进行生物柴油的实际使用试验,试验在高速、市内及等级公路上按车辆正常行驶进行。

从2008年7月开始试验纯生物柴油(BD100),试验时间四个月,里程16000多公里,百公里油耗7.85升,略高于石化柴油(百公里油耗7.8升)。在爬坡时需要将转速提高;在气温10°C以下时,点火较难;每8000?10000公里时会出现供油不足,需要更换油水分离器。

在BD100试验结束后,利用长城哈弗GW2.8TC进行了B10调合燃料的路用试验,至2011年12月行驶10.34万公里,发动机没有出现问题。根据驾驶员的记录,使用调合燃料B10百公里油耗为7.5升(使用石油柴油为7.8升)。启动时加速平稳顺畅,动力充沛,推背感明显;低速1800rpm时,动力充沛,换挡顺畅;中高速转速到2500rpm以上时,动力强劲,换挡后转速回落到1800rpm时,再踩油门动力与车速提升流畅;如果转速降到1500rpm以下,提速较缓慢。

冷车启动时,特别是在气温较低时,需要预热启动,通常基本能一次启动成功。热车发动机点火良好。

从2011年1月开始,云南盈鼎生物能源股份有限公司和昆明公交集团合作,在大洋浦建立生物柴油公交加油站,为118路、140路共43辆公交车提供生物柴油调合燃料B10。经过3个月的运营,情况良好,不仅节油,而且尾气排放黑烟少,减排效果明显,云南卫视专门对此做了报道,具体的使用情况报告公交公司正在完成,可为下一步推广使用生物柴油调合燃料提供参考数据。

(七)重大意见分歧的处理依据和结果

无重大意见分歧。

20

(八)国内外情况

8.1 国内外生物柴油(BD100)标准发展简况

生物柴油可以单独直接用于柴油发动机,但目前主要是作为组分以2%~20%的体积比与矿物柴油调合使用。作为发动机燃料或调合组分,生物柴油必须满足一定的要求。二十世纪90年代,欧洲各国先后制定了生物柴油国家标准,其中奥地利标准ON C1190是世界上第一个生物柴油国家标准(1991年颁布),随后,捷克共和国、德国、法国、意大利、瑞典等国家也相继颁布生物柴油国家标准,而欧洲标准是在欧洲各国标准的基础上制定的。2003年7月欧洲生物柴油标准EN14213:2003(加热油用)和EN14214:2003(车用)实施。美国主要以大豆为原料生产生物柴油,美国试验与材料协会于1999年发布了生物柴油临时标准ASTM PS121-99,并于2002年推出正式标准ASTM D 6751-02,目前有效的版本是ASTM D 6751-11。世界其它国家或地区的生物柴油标准基本上都参照欧洲或美国标准制定,例如,澳大利亚生物柴油标准、巴西生物柴油标准同时参照了欧洲标准和美国标准。国外现行生物柴油标准如表21所示。

表21 国外B100生物柴油标准情况

国家和地区 标准编号 实施日期 密度(15℃)/(kg/m3) 运动粘度(40℃)/(mm2/s) 90%馏程温度/℃ 闪点(闭口)/℃ CFPP/℃ 浊点/℃ 硫含量/% 100%康氏残炭/% 10%康氏残炭/% 硫酸盐灰分/% 水含量/(mg/kg) 总污染物/( mg/kg) 水分和沉积物体积分数/% 铜片腐蚀(50℃,3h)/级 十六烷值 酸值/(mgKOH/g) 氧化安定性(110℃)/h 美国 D6751-11b 2011-07 - 1.9~6.0 ≤360 ≥93 - 报告 ≤0.05/0.0015 ≤0.05 - ≤0.020 - - ≤0.05 ≤3 ≥47 ≤0.5 >3 欧洲(加热油用) EN14213 2003-07 860~900 3.5~5.0 - ≥120 - - ≤0.0010 - ≤0.3 ≤0.02 ≤500 ≤24 - ≤1 ≥51 ≤0.5 ≥4.0 欧洲(车用) EN14214 2009-09 860~900 3.5~5.0 - ≥101 各国自定 - ≤0.0010 - ≤0.3 ≤0.02 ≤500 ≤24 - ≤1 ≥51 ≤0.5 ≥8.0 巴西 ANP255 Sep-2003 同柴油 同柴油 ≤360;95% ≥100 - 同柴油 ≤0.001 ≤0.05 ≤0.02 - - ≤0.02 ≤1 ≥45 ≤0.8 ≥6 印尼 FBI-S01-03 2003 850~900 2.3~6.0 ≤360 ≥100 - ≤18 ≤0.01 ≤0.05 ≤0.3 ≤0.02 - - ≤0.02 ≤3 ≥51 ≤0.8 - 21

甲醇含量/% 酯含量/% 单甘酯/% 二甘酯/% 三甘酯/% 游离甘油/% 总甘油/% 碘值/(gI2/100g) 亚麻酸甲酯/% 多不饱和(双键≥4)酸甲酯/% 磷含量/(mg/kg) 一价金属(Na+K)含量/(mg/kg) 二价金属(Ca+Mg)含量/(mg/kg) ≤0.2 - - - - ≤0.020 ≤0.240 - - - ≤10 ≤5 ≤5 - ≥96.5 ≤0.8 - ≤0.2 ≤0.02 - ≤130 - 1 ≤10 - - ≤0.2 ≥96.5 ≤0.8 ≤0.2 ≤0.2 ≤0.02 ≤0.25 ≤120 ≤12.0 1 ≤4 ≤5 ≤5 ≤0.5 - ≤1.0 - ≤0.25 ≤0.02 ≤0.38 报告 - - ≤10 ≤10 - - ≥96.5 - ≤0.25 - ≤0.02 ≤0.24 115 - - ≤10 - - 我国已于2007年实施了首个生物柴油国家标准GB/T 20828-2007《柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)》。标准的技术要求和试验方法见表22。

表22 柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)技术要求和试验方法

质量指标 项目 S500 密度(20℃)/(kg/m3) 运动粘度(40℃)/(mm2/s) 820~900 1.9~6.0 S50 GB/T 2540 GB/T 265 GB/T 261 SH/T 0248 0.005 SH/T 0689 GB/T 17144 GB/T 2433 SH/T 0246 GB/T 511 GB/T 5096 GB/T 386 EN 14112 GB/T 264 ASTM D 6584 ASTM D 6584 GB/T 6536 试验方法 闪点(闭口)/℃ 不低于 130 冷滤点/℃ 报告 硫含量(质量分数)/% 不大于 0.05 10%蒸余物残炭(质量分数)/% 不大于 0.3 硫酸盐灰分(质量分数)/% 不大于 0.020 水含量(质量分数)/% 不大于 0.05 机械杂质 无 铜片腐蚀(50℃,3h)/级 不大于 1 十六烷值 不小于 49 氧化安定性(110℃)/h 不小于 6 酸值 / (mgKOH/g) 不大于 0.80 游离甘油含量(质量分数)/% 不大于 0.020 总甘油含量(质量分数)/% 不大于 0.24 90%回收温度/℃ 不高于 360 22

GB/T 20828-2007规定的柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)的技术要求按照硫含量分为S500和S50两个牌号,前者指硫含量(质量分数)不大于0.05 %(500mg/kg),后者指硫含量(质量分数)不大于0.005 %(50mg/kg),其余指标和要求都相同。满足该标准的生物柴油与矿物柴油调合后才能作为替代柴油用的柴油机燃料。

8.2 国内外生物柴油调合燃料的标准简况

国外研究结果表明,低比例生物柴油(≤5%)掺入到矿物柴油中在技术上是可行的,B5调合燃料完全能满足柴油规格要求,并对贮存运输无特殊要求,柴油发动机的金属和橡胶部件也无需更换。B5调合燃料已经得到世界绝大多数油泵制造商、发动机制造商和汽车制造商的认可,完全与柴油兼容,但前提是生物柴油(BD100)必须满足一定的标准。

美国2008年最新修订的柴油标准ASTM D975-08a中增加B5标准,同时颁布了B6~B20生物柴油调合燃料的新标准ASTM D7467-08。ASTM D7467经过三次修订目前最新的版本是2010年10月颁布的ASTM D7467-10(见表23),主要变动是将原来分析调合燃料氧化安定性指标的方法EN 14112修改为EN 15751-2009。

表23 美国B6~B20生物柴油调合燃料技术要求和试验方法 质量指标 项目 S15 酸值 / (mgKOH/g) 不大于 运动粘度(40℃)/(mm2/s) 闪点(闭口)/℃ 不低于 浊点/℃或冷滤点/℃ 不高于 硫含量/(μg/g) 质量含量% 不大于 质量含量% 不大于 馏程:90%回收温度/℃ 不高于 10%蒸余物残炭(质量分数)/% 不大于 十六烷值 不小于 满足下面条件之一: 十六烷指数 不小于 多环芳烃(体积分数)% 不大于 23

试验方法 S500 0.3 1.9~4.1 52 15 0.50 S5000 D 664 D 445 D 93 D 2500 D 4539 D 6371 D 5453 D 2622 D 129 D 86 D 524 D 613 D 976-80 D 1319-03 0.05 343℃ 0.35 40 40 35 灰分(质量分数)/% 不大于 水分和沉积物体积分数/% 不大于 铜片腐蚀(50℃,3h)/级 不大于 生物柴油(脂肪酸甲酯)含量(体积分数)/% 氧化安定性/h 不大于 润滑性(HFRR),磨痕直径(60℃)/μm 不大于 0.01 0.05 3 6~20 6 520 D 482 D 2709 D 130 D 7371 EN 15751 D 6079 1992年起法国在全部柴油中加入5%生物柴油销售,而政府部门车辆柴油中需加入30%生物柴油。欧盟发出指令明确规定生物柴油在汽车燃料中应达到的比例。1992年美国能源部将生物柴油核定为清洁替代燃料,1994年1月15日美国参议院通过将柴油中掺入20%生物柴油的混合燃料纳入美国能源政策法案(EPACT)中。

欧盟车用柴油标准EN 590:2004中规定只要满足欧盟标准EN 14214要求的生物柴油就可在车用柴油中加入,但生物柴油的体积含量不能超过5%。但是随着生物柴油应用的逐步普及以及产量的逐年增加,提高车用柴油中生物柴油调合比例越来越得到各方的认可。

加拿大CAN/CGBS标准规定的是生物柴油调合燃料B1~B5的技术指标和要求,其中生物柴油也要满足EN 14214或美国生物柴油标准ASTM D6751。该B1~B5标准与该国柴油标准CAN/CGSB-3.520的差别只是增加了酸值指标和脂肪酸甲酯含量测定指标。

日本2007年3月实施的日本生物柴油调合燃料B5规格作为法律出现在日本《品质确保法》中且必须严格执行。日本经济产业省制定调合燃料B5规格相对于柴油标准增加的指标如表24所示。

表24 日本品质确保法对B5调合燃料的要求

项目

脂肪酸甲酯含量(质量分数)/% 甘油三酸酯含量(质量分数)/% 甲醇含量(质量分数)/% 酸值/ (mgKOH/g)

甲酸、乙酸、丙酸含量(质量分数)/% 氧化安定性(酸值增加量)/ (mgKOH/g)

不大于 不大于 不大于 不大于 不大于 不大于

质量指标

5 0.01 0.01 0.13 0.0030 0.12

24


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