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我国是一个种棉大国,为棉籽油的生产提供了丰富的资源。将棉籽油制备成清洁可再生的棉籽油生物柴油(CSME),增加了棉花种植的附加值。然而在实际使用的过程中,由于CSME中的饱和脂肪酸甲酯,使其在低温环境下易结晶,限制了CSME的使用;CSME中的不饱和脂肪酸甲酯,在储存的过程中易氧化变质,造成柴油机腐蚀,堵塞等问题。因此,对CSME的低温流动性和氧化安定性进行了相关研究。 以棉籽油和甲醇为原料,制备生物柴油。同时,在测定CSME化学组成的基础上,结合生物柴油的低温结晶机理和氧化机理,研究了CSME的低温流动性和氧化安定性,通过添加改进剂和与石化柴油调合的方法改进CSME的低温流动性和氧化安定性。 采用气-质联用仪分析CSME及石化柴油组成的基础上,对CSME及石化柴油的低温流动进行分析。结果表明,0号柴油(0PD)和-10号柴油(-10PD)主要是由8~26个碳原子组成的正烷烃组成,而CSME主要组成为C14~C22的偶数碳链原子组成的长链FAME,其中CSME1,CSME2包括饱和脂肪酸甲酯(C14∶0~C22∶0)和不饱和脂肪酸甲酯(C16∶1~C20∶1、C18∶2和C18∶3),质量分数分别为32.41%,66.23%和27.69%,71.65%;0PD、-10PD及CSME1,CSME2的冷滤点(CFPP)分别为-3℃,-8℃,6℃和-1℃。 在研究生物柴油氧化机理的基础上,测定了CSME2的诱导期,通过外推法计算得到了CSME2常温下的诱变时间,同时测定了CSME2对于发动机橡胶密封圈性能的影响。结果表明:CSME2的诱导期为2.03h; CSME2在20℃时的诱变时间为71.25天,为CSME的储存和使用提供了依据;丁腈橡胶在CSME2中浸泡60天后,质量的增加了49.63%,内径和外径的增加率分别为18.07%和16.71%。 采用添加低温流动性改进剂和与石化柴油调合的方法改进CSME的低温流动性。研究表明当Flow Fit K,T818,Flow Fit的添加量分别为1.5%,1.5%,1%时,CSME1的CFPP由6℃降低至0℃,1℃,1℃。调合油CSME/0PD的CFPP均随着CSME2调合比例的增大而呈现先降低后升高的趋势,最低分别降至-8℃。调合油CSME/0PD的运动黏度均随着温度的降低而逐渐增大,在相同温度下,随着CSME2调合比例的增大,CSME/0PD的运动黏度均呈现递增趋势,且均低于CSME2。 采用添加抗氧化剂和与石化柴油调合的方法改进CSME2的氧化安定性。研究表明CSME2中分别添加0.1(w)%抗氧化剂BHA、BHT、PG以及TBHQ。CSME2的诱导期从2.03h增加到了6.36h、6.45h、8.24h、13.08h。CSME/0PD的诱导期随着CSME2调合比例的变化而发生变化,随着CSME2在CSMF/0PD中调合比例的不断增加而减少。当CSME2的体积比例为10%时,诱导期成为14.56h。