April 02, 2020

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ASTM计划规范甘油三酯原料在柴油中的使用
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Photo courtesy of the National Biodiesel Board
《月度生物柴油生产报告》披露了美国生物柴油产业的生产数据。根据2019年6月28日披露的最新数据,美国四月份的生物柴油产量是1.52亿加仑,比上一月度高出了1100万加仑。其中,Midwest公司的产量占全美总产量的三分之二。美国共有100家生物柴油生产厂家,生物柴油年产能达到25亿加仑。随着消费者不断寻求更加环保的柴油替代品,生物柴油的消耗量呈现出不断増涨的趋势。

生物柴油专用于标准柴油发动机,通过一种称为酯交换反应的化学工艺制成。在这一反应过程中,植物油或动物脂肪与短链酒精反应,分离出脂肪或植物油中的甘油,生成甲基酯(生物柴油的化学名称)。甘油三酯只是一种植物油或者脂肪的名称。每种甘油三酯分子由三种脂肪酸链通过单个化学键连接形成一个甘油分子。甘油三酯是蛋白质生产过程中产生的一种副产品,也是生物柴油的主要成分。

生物柴油由于其燃烧清洁特性,在全球获得了越来越高的受关注度。但是,柴油机生产商近期开展的测试显示某些燃料生产商竟然没有先将甘油三酯转化成生物柴油,而是直接将甘油三酯料加入到柴油中。这种使用原材料的诡计,较之加工后的产品(比如生物柴油)可能会节约一些生物柴油生产的成本。

美国国家生物柴油委员会高级技师顾问Steve Howell说燃料生产商不应当直接向柴油中加入甘油三酯原料。Howell是MARC-IV咨询公司的总经理兼创始人。这种作法将会引起车辆的各种问题,尤其是柴油机喷嘴结焦问题。此外,采用未经加工处理的甘油三酯还有一个严重问题,燃料的冷流性因其密度和粘度较高而变差。酯交换反应是降低燃油粘度的常规作法。

这是一个全球性问题,不仅仅存在于汽车工业。Howell说,业界认为近期船用燃料出现的问题也与燃料中添加的甘油三酯有关。这些问题均需要对ISO标准进行变更。

ASTM 国际标准组织为了解决向柴油中加甘油三酯的问题,进行了大量努力,并声称其符合《ASTM D975柴油燃料标准规范》的要求。

自愿性标准组织也编制了生物柴油规范,规定了用于柴油机的甘油三酯的改良方法。但是,那些诡计多端的生产商正在明目张胆的藐视这些规则。

这个问题怎么没有早点处理呢?柴油规范的测试无法测量甘油三酯对燃料的负面影响。Howell说柴油没有稳性标准,而且即使柴油中含有甘油三酯原料,按照柴油规范分析,柴油也能够满足表1中列出的所有规范。但是,它不是能够在柴油机中有效运行的燃料。

在某些情况下,生产商已声称甘油三酯是一种添加剂,能够规避ASTM规范的要求。生物燃料是一种混合燃料,不是一种添加剂,即使混合比例低于1%,它也能保证自己的标准。Howell说,如果生产商希望向柴油中添加甘油三酯,就必须开发一种适用于加热用油和柴油的新标准和地面燃气涡轮发动机规范。但是,发动机生产商不太可能支持这一举动。

ASTM正在采取措施解决这个问题上存在的明显漏洞。在2019年6月于美国科罗拉多州的丹佛召开的ASTM D02委员会会议期间,E小组委员会对ASTM D975柴油的调整进行了不记名投票,澄清了甘油三酯不是一种添加剂。Howell说,加热用油相关规范已经进行了上述变更,D2880燃气涡轮发动机规范也需要进行相应的更新,以保证三种主要规范的一致性。

Howell说,标准的更新相当简单。业内一致认为这是一件好事,可以保证所有人能够对具体的规定达成一致。他说规范变更将在下一季度的小组委员会会议上进行投票表决。如果一切顺利,将在11月份在新奥尔良举行的会议上进行最终表决。如果表决通过,在2020年第一季度发布前,该标准将开展并完成ASTM编辑评审和过程检查。
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