“汽车后市场”背景下地沟油制备高标号赛车用油

付尧 梁琼月 张燕萍（1.沈阳工学院 生命工程学院，辽宁 抚顺 113122）

1 概述

地沟油泛指生活中各方面的劣质油，主要是高级脂肪酸甘油酯，根据其来源可能含细菌、重金属等有毒有害物质。以地沟油为原料通过化工加工成高效生物汽油，可将地沟油变废为宝做到资源再生。汽油主要由C5到C12的脂肪烃、环烷烃以及一定的芳香烃组成。汽车的油号是表达油品辛烷值的重要指标，代表了油品的抗爆性，目前我国市场上对家用汽车汽油的油号基本为92、95、97号，而赛车不同于普通的家用汽车，由于其在发动机配置、油缸、车身重量等方面的更高要求，所以要求所加汽油必须在性能方面更加出色。赛车用油多为无铅汽油或高级柴油与一般家用汽油相比，其成分相同但比例不同。赛车所用油更加高级故有人将120号、130号甚至180号的赛车用油称为“航空用油”。结合国外实例，外国车队使用KFC废弃的地沟油转化为高油号赛车用油，证明此项目的可行性。

可将地沟油的制备分为两步走：首先以地沟油为原料进行除杂、取色等一系列预处理后，添加适量的油酸、亲水剂、调油剂、稳、提炼后得到普通汽柴油。最后根据普通汽油和赛车专用高标号汽油的各物质组成、比例的不同，通过添加试剂以及转化、提炼得到高标号赛车用油。

2 生物汽柴油制备

地沟油泛指生活中的劣质油，主要是废弃动植物油脂、泔水油及餐饮行业下水道中的垃圾油总称。故其会含大量的杂质，若想将地沟油通过化工加工成高效低成本的生物汽油需经历预处理、反应调节油品清亮度以及静置熟化等步骤，将地沟油中的不饱和脂肪酸转化为饱和脂肪烃。

首先通过沉淀过滤以及离心除杂等方式，对地沟油进行除杂、脱胶、脱色、脱水一系列预处理。再按比例将备好的地沟油、水、亲水剂、调油剂、稳定剂依次加入反应釜同时开始搅拌，油酸需缓缓投入反应釜。同时启动循环剪切泵和搅拌机充分搅拌一小时左右，至油品清亮透明（油酸可先加80%，剩余的可边搅拌边添加至油品清亮透明为止）。随后将调油剂按比例投入反应釜并循环搅拌十五分钟左右，调制其至油品清亮透明后再进行互溶调试，即将制备的生物汽油与普通汽油按一定比例混合后，观察其互溶效果，若混合油混浊不透明，需取混合油样向其滴加环己氨至油品呈清亮透明，说明汽油配方中环己氨所占比偏低，应适当增加配方中环己氨的所比例直至混合油呈现较好的互溶效果。然后需将生产出的生物汽油在反应釜或储罐中静置熟化至少24小时，取样观察若仍清亮透明，则实验效果好，若出现白色沉淀或油品混浊不透明，则说明油品配剂不平衡或反应不充分，一般可添加少量环己氨或油酸将其充分搅拌后使油品呈清亮透明。为达到较好的生产效率，可将产出的清亮透明的生物汽油取样后加热恒温静置几分钟，观察其无明显变化则说明该油品已反应充分，静置熟化24小时后实验即可结束。若油品出现混浊或产生白色沉淀，则需取样后向其中滴加少量亲水剂或油酸搅拌，待其反应几分钟观察，若滴加油酸后油品仍呈清亮透明，则说明原配方中油酸所占比偏低，需根据具体实验结果提高配方中油酸所占比例。影响试验结果因素众多，需根据具体情况调整配方中各成分所占例。

3 高标号赛车用油的转化

由地沟油添加药品制成的生物汽柴油要想转化为更高标号的赛车用油，还要经过反复复杂的实验过程。F1赛车所用的汽油油品与我们常规汽油油品相比，汽油燃料中的成分是相一致的，只是其中的各成分含量比例不一致而已。查验得知F1赛车用燃料中含氧化物13%，多常规燃料氧化物含量10%。不饱和化合物相差19%，芳香族化合物相差7%，石蜡和异石蜡相差22%。前后两种燃料的成分比例对比差别大，这在一定程度上为我们由常规燃料即用地沟油制备的汽柴油向赛车用燃料的转化提供了一定的可行思路。

可利用催化加氢的方法来测定不饱和物的含量，确定不饱和物比例值。汽油催化加氢的主要作用是将汽油分割为轻、重组分，将分割出来的轻组分进行汽油脱硫醇，而得到的重组分进行加氢脱硫，并且其中有部分伴随有烯烃饱和，所以可能需要再经过一定的异构化过程来降低辛烷值的损失，达到使汽油的辛烷值含量基本与原来一致的要求。辛烷值与汽油的抗爆性有关。抗爆性由异辛烷和正庚烷来指标，其中异辛烷（2，2，4-三甲基戊烷）的抗爆性好，辛烷值给定为100，正庚烷的抗爆性差，辛烷值给定为0，可通过一定的测试方法来测定其具体含量。辛烷值在利用地沟油制成的汽油去转变成高标号赛车用油中有着非常重要的作用。为提高辛烷值，我们还可使用一定的抗爆剂来实现提高油品的抗爆性。抗爆剂，又称抗震剂、汽油抗爆剂、辛烷值提升剂，是一类用于提高辛烷值，以防止或者减轻汽油在引擎内燃烧时产生的爆震的高分子聚合物。可利用它有效的提高所制得的汽油油品。另外燃料其标号越高代表其抗爆性越高，爆炸时的热效率越高。汽油的标号决定了爆震点的早晚，同时决定了引擎的功率大小。所以在利用催化加氢确定比例值时需要我们同时兼顾所得油品中辛烷值的含量，我们的实验研究技术可能达不到要求。同时利用生物降解减少芳香族化合物，因实际情况复杂、实际操作受多种因素影响，需大量实验证明其可行性。石蜡与异石蜡的比例差别最大，可利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)、傅里叶红外光谱分析仪(FT-IR)、元素分析仪及石油产品特性分析仪等，对不同改性条件下制得的燃料和不同比例掺混得到的燃料的物化特性和燃烧特性进行分析比较，得到适宜制备赛车用燃料的改性条件和掺混比例。在我们得到这些改性条件和掺混比例之后，又需要进行大量的实验操作来验证我们得到的数据是否能达到我们想要的预期效果，在一定程度上也有一定的难度。所以高标号汽油的转化在理论方面上有一定程度的可行性，更多的需要以实际的实验来说明。

4 结语

科技水平的发展伴随汽车性能的不断提高，所以对汽油油品也有了更高阶段的要求，伴随被大众所熟知的赛车行业对于高辛烷值汽油的大量需求，故而如果探究出更高标号的汽油就能将在未来的汽油市场竞争中占有利主导地位。近年来国家推行生态可持续发展、低碳、绿色、环保政策，我们利用地沟油制备生物汽柴油再转化为高标号赛车用油，为地沟油的生态利用提供了一个变废为宝、资源合理化的途径，大力响应国家号召。同时在产生了一定的经济效益的情况下，也能在一定程度上缓解石油供需短缺的问题。在我国大力推行深挖“汽车后市场”的背景下，弥补了我国高标号赛车汽油市场上的空白，一定程度上解决了新兴赛车市场的部分需求。但是由于我们现有技术的限制，实验可能存在技术漏洞或者技术危险性，达不到理想的实验效果，还需不断改进完善。