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[摘 要] 生物柴油的特征指标十六烷值、氧化安定性和低温流动性等指标直接影响生物柴油的开发和应用，从理论上解释和研究有助于实际合成的优化与实施。
[关键词] 生物柴油 特征指标 理论
引言
生物柴油具有能量密度高、润滑性好、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优良的使用性能和可再生性、环境友好性及良好的替代性能，是最具发展潜力的大宗生物基液体燃料。使用生物柴油不仅可以对大气环境质量进行有效的控制，而且对于改进能源结构，缓解能源危机，促进农产品的深加工和综合利用有着深远的意义。
生物柴油的成分
生产生物柴油的主要原料是可再生的生物资源，生物柴油含氧而基本不含硫和芳香烃，具有良好的燃料品质和环境友好性，从能源战略角度分析，生物柴油是最为重要的代用燃料之一。柴油机不需改动即可使用生物柴油，柴油机使用生物柴油不仅利于改善燃料结构，而且可以降低有害排放[1]。
生物柴油的主要成分为脂肪酸甲酯，其优点在于高的十六烷值，良好的燃烧性能；含硫量低，污染小；分子中含氧，可帮助燃烧，减少一氧化碳的排放；闪点高，使用安全；使用可再生原料等。但是，另一方面，由于使用原料具体成分的不易控制，生物柴油的性能也存在着差异：依据所用原料中碳链的饱和度不同，倘如饱和度高，如棕榈油、牛羊油等生产出来的甲酯其凝固点高，在寒冷季节使用时容易析出并堵塞输送管路，因此冬季温度较低的地区就不能用它作原料生产生物柴油；倘如饱和度低，例如用菜籽油、棉籽油等生产出来的甲酯，因为不饱和键含量高，容易氧化变质，不易储存，并影响使用性能。
生物柴油的主要性能指标
1.十六烷值。生物柴油的组分中含有油酸甲酯、亚油酸甲酯等不饱和脂肪酸，其分子结构中含有若干个不饱和双键，且双键的位置偏向碳链的中间，导致燃料的十六烷值较低。
燃料中不饱和双键的数量和位置对十六烷值有很大的影响。双键数量少，则十六烷值高，这是由于C=C双键的键能为615kJ/mol，C-C键的键能为347.8kJ/mol，C-H键的键能为414.8kJ/mol，键能高的双键在燃烧过程中不易断裂，使燃料的着火性能降低。燃料的双键位置偏向中间，易断裂生成环己烷，环己烷的不对称反应易生成苯环，使燃料的十六烷值降低。
双键中的π键，是成键原子的未杂化p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价3键，π键不如σ键稳定，易受到强氧化剂的破坏。通过与强氧化剂发生过氧化反应，不饱和组分增加了电子，在酸性条件下其分子中的双键断裂与双氧水中的羟基链接起来。过氧化反应时间越长，温度越高，双键破坏的越多。
2.氧化安定性。生物柴油中不饱和脂肪酸含量高，氧化安定性比柴油差，如由菜籽油制备的生物柴油中,不饱和脂肪酸含量为85.5%;由大豆油制备的生物柴油中,不饱和脂肪酸含量为93.7%;由含不饱和脂肪酸最少的油料作物——棕榈油制备的生物柴油中,不饱和脂肪酸含量也达到了54%[2]。
两者混合燃料的氧化安定性随生物柴油掺混比的增大而逐渐变差。可以通过添加抗氧化剂抑制生物柴油的氧化以改善氧化安定性[3]。
常见的添加抗氧化剂的种类有烷基酚型和胺型，中国2007年发布的《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)》标准规定，生物柴油氧化安定性诱导期不能低于6h，测试方法为《脂肪和油的衍生物、脂肪酸甲基酯(FAME)和氧化稳定性测定法(加速氧化试验)》。
3.低温流动性。生物柴油与矿物柴油相比具有较高的运动粘度,而且燃烧形成的胶质也具有一定的润滑作用,从而可以补偿因降低矿物柴油中的含硫量而引发的润滑不良问题。同时可针对不同地区不同原料，开展地区性生物柴油原料设计，克服低温流动性指标带来的局限性。
生物柴油未来的发展趋势
生物柴油未来的发展趋势是产业化，在能源问题和环境问题日益凸显之时，各种清洁代替能源不断开发。对生物柴油的研究已经深入到理论阶段，欧美许多国家都制定了生物柴油发展纲要，而我国在面临原料不足导致生物柴油生产脱链的阶段性危机之后，必将大力开展生物柴油的应用。为此解决生物柴油生产的具体指标问题非常急迫而且必要。
尽管生物柴油不可能完全取代矿物柴油，但可以部分替代矿物柴油，并改善柴油机的排放性能，而且可以减轻对矿物柴油的完全依赖，既有利于国家的能源供给，也有利于农副产品的转化和废弃动植物油酯的有效利用。
参 考 文 献
[1]司利增，边耀璋，张春化.生物柴油特性分析与应用[J].小型内燃机与摩托车，2006,35(2): 31-34.
[2]生物柴油氧化稳定性的研究进展[J].李法社,包桂蓉,王华，中国油脂，2009，34（2）:1-5.
[3]耿莉敏,边耀璋,董元虎,田育锋.生物柴油的氧化安定性[J].长安大学学报(自然科学版),2009(1):88-90,106.■
[关键词] 生物柴油 特征指标 理论
引言
生物柴油具有能量密度高、润滑性好、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优良的使用性能和可再生性、环境友好性及良好的替代性能，是最具发展潜力的大宗生物基液体燃料。使用生物柴油不仅可以对大气环境质量进行有效的控制，而且对于改进能源结构，缓解能源危机，促进农产品的深加工和综合利用有着深远的意义。
生物柴油的成分
生产生物柴油的主要原料是可再生的生物资源，生物柴油含氧而基本不含硫和芳香烃，具有良好的燃料品质和环境友好性，从能源战略角度分析，生物柴油是最为重要的代用燃料之一。柴油机不需改动即可使用生物柴油，柴油机使用生物柴油不仅利于改善燃料结构，而且可以降低有害排放[1]。
生物柴油的主要成分为脂肪酸甲酯，其优点在于高的十六烷值，良好的燃烧性能；含硫量低，污染小；分子中含氧，可帮助燃烧，减少一氧化碳的排放；闪点高，使用安全；使用可再生原料等。但是，另一方面，由于使用原料具体成分的不易控制，生物柴油的性能也存在着差异：依据所用原料中碳链的饱和度不同，倘如饱和度高，如棕榈油、牛羊油等生产出来的甲酯其凝固点高，在寒冷季节使用时容易析出并堵塞输送管路，因此冬季温度较低的地区就不能用它作原料生产生物柴油；倘如饱和度低，例如用菜籽油、棉籽油等生产出来的甲酯，因为不饱和键含量高，容易氧化变质，不易储存，并影响使用性能。
生物柴油的主要性能指标
1.十六烷值。生物柴油的组分中含有油酸甲酯、亚油酸甲酯等不饱和脂肪酸，其分子结构中含有若干个不饱和双键，且双键的位置偏向碳链的中间，导致燃料的十六烷值较低。
燃料中不饱和双键的数量和位置对十六烷值有很大的影响。双键数量少，则十六烷值高，这是由于C=C双键的键能为615kJ/mol，C-C键的键能为347.8kJ/mol，C-H键的键能为414.8kJ/mol，键能高的双键在燃烧过程中不易断裂，使燃料的着火性能降低。燃料的双键位置偏向中间，易断裂生成环己烷，环己烷的不对称反应易生成苯环，使燃料的十六烷值降低。
双键中的π键，是成键原子的未杂化p轨道，通过平行、侧面重叠而形成的共价3键，π键不如σ键稳定，易受到强氧化剂的破坏。通过与强氧化剂发生过氧化反应，不饱和组分增加了电子，在酸性条件下其分子中的双键断裂与双氧水中的羟基链接起来。过氧化反应时间越长，温度越高，双键破坏的越多。
2.氧化安定性。生物柴油中不饱和脂肪酸含量高，氧化安定性比柴油差，如由菜籽油制备的生物柴油中,不饱和脂肪酸含量为85.5%;由大豆油制备的生物柴油中,不饱和脂肪酸含量为93.7%;由含不饱和脂肪酸最少的油料作物——棕榈油制备的生物柴油中,不饱和脂肪酸含量也达到了54%[2]。
两者混合燃料的氧化安定性随生物柴油掺混比的增大而逐渐变差。可以通过添加抗氧化剂抑制生物柴油的氧化以改善氧化安定性[3]。
常见的添加抗氧化剂的种类有烷基酚型和胺型，中国2007年发布的《柴油机燃料调和用生物柴油(BD100)》标准规定，生物柴油氧化安定性诱导期不能低于6h，测试方法为《脂肪和油的衍生物、脂肪酸甲基酯(FAME)和氧化稳定性测定法(加速氧化试验)》。
3.低温流动性。生物柴油与矿物柴油相比具有较高的运动粘度,而且燃烧形成的胶质也具有一定的润滑作用,从而可以补偿因降低矿物柴油中的含硫量而引发的润滑不良问题。同时可针对不同地区不同原料，开展地区性生物柴油原料设计，克服低温流动性指标带来的局限性。
生物柴油未来的发展趋势
生物柴油未来的发展趋势是产业化，在能源问题和环境问题日益凸显之时，各种清洁代替能源不断开发。对生物柴油的研究已经深入到理论阶段，欧美许多国家都制定了生物柴油发展纲要，而我国在面临原料不足导致生物柴油生产脱链的阶段性危机之后，必将大力开展生物柴油的应用。为此解决生物柴油生产的具体指标问题非常急迫而且必要。
尽管生物柴油不可能完全取代矿物柴油，但可以部分替代矿物柴油，并改善柴油机的排放性能，而且可以减轻对矿物柴油的完全依赖，既有利于国家的能源供给，也有利于农副产品的转化和废弃动植物油酯的有效利用。
参 考 文 献
[1]司利增，边耀璋，张春化.生物柴油特性分析与应用[J].小型内燃机与摩托车，2006,35(2): 31-34.
[2]生物柴油氧化稳定性的研究进展[J].李法社,包桂蓉,王华，中国油脂，2009，34（2）:1-5.
[3]耿莉敏,边耀璋,董元虎,田育锋.生物柴油的氧化安定性[J].长安大学学报(自然科学版),2009(1):88-90,106.■