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摘 要：本文结合3种代用燃料（地沟油、DME、生物柴油）与柴油的主要理化特性，分析了其日常使用要求及对发动机燃烧的影响等。测定3种代用燃料与柴油的密度、凝点、闪点，分析了其日常使用要求的不同；进行粘温特性试验、蒸馏特性试验，对比3种代用燃料与柴油粘温特性和蒸馏特性的不同，并应用数值回归方法分析每种燃料的粘温特性数据；应用经验公式计算每种燃料的表面张力，并分析其对发动机燃烧的影响。
关键词：代用燃料；粘温特性；蒸馏特性
中图分类号：TK421*.7 文献标识码：A
The Comparative Study of Physical and Chemical Properties of the Three Kinds of Alternative Fuels and Diesel
SunGuiping，ZhangYongliang，Zhaoxin，LinChaoqun，ZhangXuemin
（China Agricultural University， Beijing 100083）
Abstract： In this paper， based on the main physical and chemical characteristics of three kinds of alternative fuels （illegal cooking oil， DME， biodiesel ） and diesel ，their daily requirements and the engine combustion are analyzed . The density、solidifying point and flash point of the three kinds of alternative fuels and diesel are measured， the different requirements of its daily use are compared. Doing experiments of viscosity and distillation are due to study the difference of viscosity characteristic and distillation characteristic， numerical analysis is used based on the results of viscosity experiments. Experience formula is applied to calculate the surface tension of each fuel and its impact on the engine combustion is analyzed.
Key Words： Alternative fuels； Viscosity Characteristic； Distillation Characteristic
0引言
随着我国经济的发展，对能源的需求也越来越大。受资源的限制，2011年我国原油进口数量达2.5亿吨。汽车工业是我国的支柱产业，进入21世纪后得到了飞速发展，汽车保有量不断增长，但我国石油短缺、最终能源枯竭又是不争的事实。一方面是汽车工业的迅速发展，另一方面是能源紧缺，因此开发代用燃料成为解决当前经济的不断发展和能源危机的重要途径之一[1]。因此寻找合适的车用燃料替代品，对于补充我国能源总量的不足，促进汽车工业的发展有重大意义[2]。1
有关研究表明，目前比较有前途的石油替代燃料包括：气态烃、醇类（甲醇、乙醇）、DME、生物柴油、地沟油等[2]。本文选取3种代用燃料（地沟油、DME、生物柴油）与柴油的主要理化特性进行对比，分析其未来的应用前景。
1 试验简介
1.1 试验装置和方法
采用闭口闪点测定器，按照SH/T0315-92《闭口闪点测定器技术条件》进行燃料闪点的测定；采用低温油品凝点试验仪器，按照GB/T510《石油产品凝点测定法》进行燃料凝点的测定；采用GB265型石油产品运动粘度测定仪，按照GB/T265试验方法进行燃料粘温特性试验；采用石油产品蒸馏试验器，按照GB/T6536《石油产品蒸馏测定法》规定的试验方法进行燃料蒸馏特性试验。
1.2 实验材料
石化石油、地沟油、DME、生物柴油。其中，石化柴油为市售0#柴油；地沟油、DME和生物柴油是由国内某生物质有限公司提供，DME在常温常压下呈液态，是二甲醚的混合液体，生物柴油以豆油为原料。
2 3种代用燃料与柴油的概述
地沟油泛指在生活中存在的各种劣质油，如今不法商贩将其简单的的加工后用作食用油，给人们的身心带来极大的伤害。而将地沟油合理利用，可以生产生物柴油、发酵成为乙醇和沼气等，荷兰还使地沟油为飞机提供燃料成为现实。因此，地沟油替代柴油成为车用燃料，有很广泛的应用前景。
DME的制备原料来源广泛，装机生产能力已有很大的发展。DME的理化性质与柴油很相似，实验测得十六烷值和低热值分别是40.1和42.65，与柴油基本相同，有优良的燃烧性能，且现有的发动机基础结构都完全适用于DME。将其作为车用燃料，碳烟和微粒排放为零，氮氧化物、一氧化碳等有害物的排放也得到很大程度的改善。
生物柴油是通过植物油与醇类进行酯化反应得到的，可实现工业化大量生产。其作为代用燃料，含氧和高十六烷值使得燃烧更充分，可降低尾气中有害气体的排放。同时燃烧过程中产生的二氧化碳与其原料生产过程中吸收大气中的二氧化碳基本平衡，是真正的绿色代用燃料。
3 3种代用燃料与柴油的理化性质
关键词：代用燃料；粘温特性；蒸馏特性
中图分类号：TK421*.7 文献标识码：A
The Comparative Study of Physical and Chemical Properties of the Three Kinds of Alternative Fuels and Diesel
SunGuiping，ZhangYongliang，Zhaoxin，LinChaoqun，ZhangXuemin
（China Agricultural University， Beijing 100083）
Abstract： In this paper， based on the main physical and chemical characteristics of three kinds of alternative fuels （illegal cooking oil， DME， biodiesel ） and diesel ，their daily requirements and the engine combustion are analyzed . The density、solidifying point and flash point of the three kinds of alternative fuels and diesel are measured， the different requirements of its daily use are compared. Doing experiments of viscosity and distillation are due to study the difference of viscosity characteristic and distillation characteristic， numerical analysis is used based on the results of viscosity experiments. Experience formula is applied to calculate the surface tension of each fuel and its impact on the engine combustion is analyzed.
Key Words： Alternative fuels； Viscosity Characteristic； Distillation Characteristic
0引言
随着我国经济的发展，对能源的需求也越来越大。受资源的限制，2011年我国原油进口数量达2.5亿吨。汽车工业是我国的支柱产业，进入21世纪后得到了飞速发展，汽车保有量不断增长，但我国石油短缺、最终能源枯竭又是不争的事实。一方面是汽车工业的迅速发展，另一方面是能源紧缺，因此开发代用燃料成为解决当前经济的不断发展和能源危机的重要途径之一[1]。因此寻找合适的车用燃料替代品，对于补充我国能源总量的不足，促进汽车工业的发展有重大意义[2]。1
有关研究表明，目前比较有前途的石油替代燃料包括：气态烃、醇类（甲醇、乙醇）、DME、生物柴油、地沟油等[2]。本文选取3种代用燃料（地沟油、DME、生物柴油）与柴油的主要理化特性进行对比，分析其未来的应用前景。
1 试验简介
1.1 试验装置和方法
采用闭口闪点测定器，按照SH/T0315-92《闭口闪点测定器技术条件》进行燃料闪点的测定；采用低温油品凝点试验仪器，按照GB/T510《石油产品凝点测定法》进行燃料凝点的测定；采用GB265型石油产品运动粘度测定仪，按照GB/T265试验方法进行燃料粘温特性试验；采用石油产品蒸馏试验器，按照GB/T6536《石油产品蒸馏测定法》规定的试验方法进行燃料蒸馏特性试验。
1.2 实验材料
石化石油、地沟油、DME、生物柴油。其中，石化柴油为市售0#柴油；地沟油、DME和生物柴油是由国内某生物质有限公司提供，DME在常温常压下呈液态，是二甲醚的混合液体，生物柴油以豆油为原料。
2 3种代用燃料与柴油的概述
地沟油泛指在生活中存在的各种劣质油，如今不法商贩将其简单的的加工后用作食用油，给人们的身心带来极大的伤害。而将地沟油合理利用，可以生产生物柴油、发酵成为乙醇和沼气等，荷兰还使地沟油为飞机提供燃料成为现实。因此，地沟油替代柴油成为车用燃料，有很广泛的应用前景。
DME的制备原料来源广泛，装机生产能力已有很大的发展。DME的理化性质与柴油很相似，实验测得十六烷值和低热值分别是40.1和42.65，与柴油基本相同，有优良的燃烧性能，且现有的发动机基础结构都完全适用于DME。将其作为车用燃料，碳烟和微粒排放为零，氮氧化物、一氧化碳等有害物的排放也得到很大程度的改善。
生物柴油是通过植物油与醇类进行酯化反应得到的，可实现工业化大量生产。其作为代用燃料，含氧和高十六烷值使得燃烧更充分，可降低尾气中有害气体的排放。同时燃烧过程中产生的二氧化碳与其原料生产过程中吸收大气中的二氧化碳基本平衡，是真正的绿色代用燃料。
3 3种代用燃料与柴油的理化性质