生物柴油是一种环境友好型生物燃料,但是其低温流动性较差,在低温条件下使用时容易析出蜡状晶体,造成柴油机的燃油管和过滤器阻塞,从而影响发动机的正常启动。为此,本文以稻米油、菜籽油等六种植物油为原料,制备生物柴油并研究生物柴油低温流动性的影响因素,以期找到改进生物柴油低温流动性的方法。本文主要内容及结论如下:(1)以稻米油为例,研究石油醚对碱催化酯交换反应的影响,发现加入石油醚后生物柴油的产率明显增加了,确定了石油醚的最佳添加比例,通过对实验条件的优化,确定了制备稻米油生物柴油(ROB)的最佳反应条件:v(石油醚):v(稻米油)=10%,m(催化剂):m(稻米油)=1.2%,n(甲醇):n(稻米油)=7:1,在50℃下反应1h,此时ROB的产率为96.3%。同时,我们也对菜籽油生物柴油(RB)、花生油生物柴油(PB)等其他五种生物柴油制备条件进行优化,确定了其最佳条件。此外,我们还对制得的六种生物柴油的主要理化性质进行了测试,并与理化性质标准作对比,除了 PB的低温流动性较差外,其他五种生物柴油的低温流动性均达到0号柴油的使用标准,除此之外,如酸值、密度、运动粘度、铜片腐蚀、闪点和水含量均符合国际标准的要求。(2)我们对制得的六种生物柴油的成分及含量进行GC-MS分析,不同的原料油制得的生物柴油脂肪酸甲酯(FAME)的种类和含量也不同,研究了生物柴油中脂肪酸酯的含量与其低温流动性的的关系。得出结论:生物柴油中含有长碳链的饱和FAME越多,其低温流动性就越差;在饱和FAME分布确定的条件下,生物柴油中含有不饱和的短碳链FAME越多,双键个数越多,其低温流动性越好;饱和FAME对生物柴油低温流动性的影响很大,与饱和FAME相比,不饱和FAME对生物柴油低温流动性的影响可以忽略;对于同一种脂肪酸的酯类,醇碳链分子越大,异构化程度越大,其低温流动性越好;与相应的甲酯相比,饱和支链酯对生物柴油冷滤点(CFPP)降低的幅度很大,不饱和支链酯对生物柴油CFPP降低的幅度很小。这对今后异构化改善生物柴油低温流动性有一定的指导意义,我们可以将植物油的饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸分离开来,饱和脂肪酸与支链醇反应生成支链酯,不饱和脂肪酸与甲醇反应生成甲酯。(3)通过三种方法研究调整生物柴油的组成对其低温流动性的改善,一是向稻米油中加入菜籽油,二是向甲醇中添加支链醇,三是向稻米油中加入石化柴油,三种方法均能有效改善生物柴油的低温流动性。得出结论:在稻米油中加入一定量的菜籽油后,生物柴油的脂肪酸成分发生了改变,饱和脂肪酸甲酯的含量减小,不饱和脂肪酸甲酯中的亚麻酸甲酯含量增加,低温流动性在一定程度上得到了改善,其中,当菜籽油添加量为30%时,低温流动性最好;在甲醇中添加支链醇后,几乎没有生成支链酯,但是大幅度减少了棕榈酸甲酯含量,生物柴油的低温流动性提高了,但是由于棕榈酸酯没有有效的与甲醇进行酯交换反应,降低了产率;在稻米油中加入一定量的石化柴油后,混合燃料的产率有所下降,低温流动性能得到有效改善,当煤直接液化柴油的体积含量为70%时,混合燃料的CFPP低至-19℃。