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Physical and Chemical Properties of the Oleoresin of Sindora glabra in Jianfengling National Nature Forest Reserve, Hainan island of China

海南尖峰岭油楠树脂油的主要理化特性


以海南尖峰岭油楠为研究对象,通过树干基部钻孔每个月定期收集树脂油,测定6份不同油样的16项理化指标,综合评价油楠树脂油不同样品间理化特性的变异及其关联。结果表明: 树脂油的凝点、闭口闪点、馏程、总热值、净热值、碘值、硫含量和铜片腐蚀等理化指标比较稳定,受产油单株影响较弱, 除铜片腐蚀为Ia外,其他7个指标变化范围分别为-27~-36 ℃,114~124 ℃,248~345 ℃,42~43 MJ·kg-1,40~41 MJ·kg-1,118~131 gI2·(100g)-1,0.000 5%~0.009 3%; 树脂油密度、运动黏度、冷滤点、水分、灰分、机械杂质、酸值、10%蒸余物残炭和十六烷指数在不同样品间产生显著变异,并与产油单株紧密关联,其变化幅度为812~957 kg·m-3,24~48 mm2·s-1,12~28 ℃,0.03%~2.74%,0.008%~0.055%,0~0.060%,0.35~2.23 mgKOH·g-1,0.42%~5.46%和25~64; 10%蒸余物残炭与闪点存在显著负相关,与碘值、灰分和冷滤点存在显著正相关,密度与运动粘度和机械杂质呈显著正相关、与十六烷指数呈显著负相关,这表明10%蒸余物残炭和密度是树脂油理化特性评价中2大主要指标。树脂油其低温流动性差、雾化蒸发性弱和氧化安定性较差,但具有动力性强、清洁性好、耐腐蚀和可再生等优点,是一种综合性能优良的和可供开发柴油利用的燃料。

Sindora glabra is an indigenous species in Hainan island, characterized by its exudation of oleoresin. To provide the techniques and references for exploring the oleoresin utilization for fuel oil, six oleoresin samples were extracted during Sept to Dec. in 2009 by perforating the trunk of S. glabra from three main populations. Physical and chemical properties of the oleoresin and their relationships were analyzed with 16 measured indicators. The result showed that eight indicators, such as solidifying point, flash point, boiling process, gross heat, net heat, iodine value, sulphur content and copper strip corrosion, were relatively stable, the first seven indicators varied ranging between -27 and -36 ℃, 114 and 124 ℃, 248 and 345 ℃, 42 and 43 MJ·kg-1,40 and 41 MJ·kg-1, 118 and 131 gI2·(100 g)-1, 0.000 5% and 0.009 3%, respectively, with copper strip corrosion all same of Ia, indicating slight variation of those indicators among oleoresin samples. However, there were significant differences (P<0.01) in density, kinematic viscosity, cold filter plugging point, water content, ash, impurities, acid, carbon residue and cetane index among those oleoresin samples, varying from 812 to 957 kg·m-3, 24 to 48 mm2·s-1, 12 to 28 ℃, 0.03 to 2.74%, 0.008% to 0.055%, 0 to 0.060%, 0.35 to 2.23 mgKOH·g-1, 0.42% to 5.46% and 25-64, respectively, suggesting there were close relationships among oleoresin samples from different trees. Carbon residue was significantly negatively correlated with flash point (P<0.01), but positively correlated with iodine value, ash, cold filter plugging point (P<0.05). Density was positively correlated with kinematic viscosity and impurities (P<0.01), but negatively correlated with cetane index (P<0.05). Density and carbon residue were the two most important indicators in evaluating physical and chemical properties. In general, the oleoresin had low mobility in low temperature, low spray evaporation, as well as low oxidation stability, but possessed advantages of good engine performance, cleanness, corrosion resistance and renewability, therefore it could be explored as one kind of diesel fuel.


全 文 :第 !" 卷 第 # 期
$ % & & 年 # 月
林 业 科 学
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/012!"!+02#
’345!$ % & &
海南尖峰岭油楠树脂油的主要理化特性!
杨锦昌<尹光天<吴仲民<李荣生<邹文涛<施国政
"中国林业科学研究院热带林业研究所<广州 C&%C$%$
摘<要!<以海南尖峰岭油楠为研究对象!通过树干基部钻孔每个月定期收集树脂油!测定 I 份不同油样的 &I 项
理化指标!综合评价油楠树脂油不同样品间理化特性的变异及其关联% 结果表明& 树脂油的凝点(闭口闪点(馏程(
总热值(净热值(碘值(硫含量和铜片腐蚀等理化指标比较稳定!受产油单株影响较弱! 除铜片腐蚀为 V6外!其他 "
个指标变化范围分别为 F$" GF=I r!&&! G&$! r!$!H G=!C r!!$ G!= ;j’kTF& !!% G!& ;j’kTF& !&&H G
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F& !%2%%% C] G%2%%# =]# 树脂油密度(运动黏度(冷滤点(水分(灰分(机械杂质(酸值(&%]蒸余物
残炭和十六烷指数在不同样品间产生显著变异!并与产油单株紧密关联!其变化幅度为 H&$ G#C" kT’EF= !$! G
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C2!I]和 $C GI!# &%]蒸余物残炭与闪点存在显著负相关!与碘值(灰分和冷滤点存在显著正相关!密度与运动粘
度和机械杂质呈显著正相关(与十六烷指数呈显著负相关!这表明 &%]蒸余物残炭和密度是树脂油理化特性评价
中 $ 大主要指标% 树脂油其低温流动性差(雾化蒸发性弱和氧化安定性较差!但具有动力性强(清洁性好(耐腐蚀
和可再生等优点!是一种综合性能优良的和可供开发柴油利用的燃料%
关键词&<油楠# 树脂油# 柴油# 理化特性
中图分类号! ’"C#2= c=<<<文献标识码!-<<<文章编号!&%%& F"!HH"$%&&#%# F%%$& F%"
收稿日期& $%&& F%! F$$# 修回日期& $%&& F%C F&%%
基金项目& 国家林业局重点项目*热带能源树种油楠优良种源家系联合选择与育苗技术研究+ "$%%I F%=$ %
! 吴仲民为通讯作者% 周铁烽和李意德对本研究提出宝贵建议!梁运喜(林明平和贾瑞丰参加野外调查!谨致谢意%
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林 业 科 学 !" 卷<
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;-< =’/1"&<"+)1%,0 7&0>,0# 0130B39M7# 8M3931# 4DZ9MW61678 WD3EMW614B043B:M39
<<林业生物质能源因具有分布广(可储存和二氧
化碳零排放等特点而引起人们高度重视!为解决能
源危机和生态环境压力等问题提供了新途径"吴伟
光等! $%%## 尹伟伦! $%%## R0996M7 ./0&F! $%&%$%
作为林业生物质能源获取的重要来源之一!*柴油
树+因树体内直接产生树脂油并稍加处理可作柴油
使用而引起国内外学者的关注 "吴国江等! $%%I#
(D37 ./0&F! $%%## .6E3MB6./0&F! $%%# $% 油 楠
""+)1%,0 7&0>,0$隶属于苏木科"(639614M7M6W363$油
楠属""+)1%,0$!分布于东南亚的越南(泰国(马来西
亚(菲律宾等国和我国的海南岛!也是国内目前报道
的唯一*柴油树+"中国科学院中国植物志编辑委员
会! &#HH$!并引起许多学者的关注% 黄全"&#H&$根
据伐木工人对油楠产油现象的认识进行了报道!认
为胸径 !% GC% WE以上的油楠伐倒后可产树脂油
$% GC% kT# 陆碧瑶等 "&#H$$对树脂油的化学成分
开展研究!发现树脂油的主要成分为倍半萜烯# 近
年来!有学者通过观察认为& 树脂油产量受不同生
境影响较大!其变化幅度为 $ G! kT不等 "何和明
等! $%%&$% 目前树脂油的研究主要集中于产油量
的描述和影响产油因素的探讨"李荣生等! $%%I$!
而对其理化特性的研究未见报道% 本文以海南尖峰
岭为研究区域!通过树干钻孔收集树脂油!分析油楠
不同单株树脂油的理化特性及其变异!为开发树脂
油在燃料油方面的应用提供参考!从而促进油楠树
种资源的开发利用%
&<试验区概况
尖峰岭林区位于海南岛乐东和东方 $ 县交界处
"&H_=I‘)&H_C$‘+! &%H_C$‘)&%#_C‘*$! 面 积
!" $$" DE$!最高海拔& !&$2C E!为低纬度热带岛
屿季风气候# 年平均气温$!2C r!&&% r的年积温
约# %%% r!最冷月平均气温! r!最热月平均气
温$"2= r# 干湿 $ 季明显!C)&% 月为雨季!&& 月至
翌年 ! 月为旱季# 地带性植被类型为热带常绿季雨
林"李意德等! $%%I$% 油楠试验点位于尖峰岭国家
级自然保护区内!森林类型为热带常绿季雨林!分布
在海拔 $C% GC%% E的山体中下部% 除油楠外!其他
常 见 种 为 青 皮 " [0/+#0 -0)70#$0C%+$( 细 子 龙
"8-.3+%1.)1,%) #$+).)3+3$(海南紫荆木 "T01$4#0
$0+)0).)3+3$( 野 生 荔 枝 " =+/#$+#$+).)3+3 Y6B5
.43C%)/0).0$(盘壳栎"?:#&%>0&0)%C3+3C0/.&+’%,-+3$(
大花五桠果"N+&.)+0 /4,>+)0/0$和光叶巴豆 "?,%/%)
&0.*+70/43$等%
$<材料与方法
JK>?树脂油收集
在海南乐东县尖峰岭国家级保护区内根据踏
查!于 $%%# 年 # 月选择 = 个具有代表性的群体!标
定 $# 棵生长正常的单株!胸径变化范围 ==2C G
"%2C WE% 为获取树脂油!采用直径&2# WE的螺丝钻
在油楠树干基部下坡方向钻孔!其深度约为基部直
径的一半! 钻孔后现场收集树脂油% 当年 &%)&$
月每月收集树脂油产量! 树脂油收集后未经任何处
理!用透明广口玻璃瓶保存于冰箱冷藏室% 为满足
理化特性检测的最低数量要求!共选出 C 棵单株油
样和 & 个混合油样! 其中 )群体 $ 棵())群体 = 棵(
)))群体因单株产油量少而将所有单株树脂油进行
混合形成 & 份油样# 取样地的地理位置与钻孔和取
油单株数量见表 &%
表 >?取样群体的地理位置与钻孔和取样数量!
5&+@>?H-’./&96$7B’7&B$#< ’)"&%9B-19’90B&#$’("&(1(0%+-/’)9B&(#+’#69-/)’/&#-1&(1#&99-1
群体号
+050V404L16:M07
经度
.07TM:L83
纬度
.6:M:L83
海拔
*13Y6:M07bE
坡位
’1043409M:M07
坡向
’10436943W:
钻孔株数
+LE[3B0V
4167:43BV0B6:38
取油株单数
+LE[3B0V
4167::64438
油样号
+050V0130B39M7
96E413
$ &%H_CH2$‘ &H_!C2$‘ $"% G=H% 中下 ;M881310X3B 东南 ’0L:D369: &$ $ &!$
% &%H_CH2"‘ &H_!!2=‘ $#% G=C% 中下 ;M881310X3B 西南 ’0L:DX39: &% = =!!!C
& &%H_C"2I‘ &H_!I2&‘ =$% G!=% 中 ;M8813 南 ’0L:D " & I
<样% +05& G! 0V0130B39M7 96E413W013W:38 8LBM7TnW:5@Q3W5M7 $%%# X3B3VB0EV0LBB3943W:MY34167:9! +05C W013W:38 07 :D3940:VB0E+02! 4167:! 678
+05I EMm38 VB0E93Y3B614167:9678 W013W:38 VB0EnW:5@Q3W5
JKJ?测定指标及方法
根据柴油机燃料调和用生物柴油测定标准
"PAb,$%H$H)$%%" $ (动植物油脂碘值测定标准
"PAb,CC=$)$%%H $ ( 石 油 产 品 热 值 测 定 法
$$
<第 # 期 杨锦昌等& 海南尖峰岭油楠树脂油的主要理化特性
"PAb,=H!)&#H&$ 和 石 油 产 品 凝 点 测 定 法
"PAb,C&%)&#H=$ !测定未经任何处理的树脂油
理化特性# 其中!十六烷指数采用 -’,;Q!"=")
#I 四变量计算公式% 密度(闭口闪点(运动粘度(
冷滤点(&%]蒸余物残炭"质量分数$ (机械杂 "质
量分数$ (灰分"质量分数$ (酸值(碘值和十六烷指
数等指标平行测定 $ 次!而凝点(硫含量 "质量分
数$ (水分"质量分数$ (铜片腐蚀(馏程(总热值和
净热值等指标测定 & 次%
JKL?数据处理与分析
数据利用 *mW31$%%= 汇总后进行必要转化后!
应用 ’>’’ &=2%软件中的单因素方差分析和相关
分析程序进行数据处理与分析# 其中!多重比较采
用 A07V3BB07M法!相 关 分 析 采 用 ’436BE67 等 级
相关%
=<结果与分析
LK>?主要理化特性
=2&2&<凝点和冷滤点<凝点和冷滤点是评价燃料低
温流动性的主要指标!而燃料低温流动性决定了在低
温条件下能否保证发动机正常供油% 油楠树脂油的
凝点较低!除 $ 号样品的凝点为 F$" r!其他 C 个样
品的凝点均低于 F=! r!说明树脂油在低温下不容
易凝结# 树脂油冷滤点较高!均在&% r以上!表明树
脂油容易造成滤网堵塞# 冷滤点变化范围为 &$ G
$H r!不同样品间存在显著差异!其中 I 号冷滤点最
低!$ 和 C 号次之!&!= 和 ! 号最高# 总体上!不同样品
间凝点变化幅度较小!而冷滤点变异较大"表 $$% 从
凝点和冷滤点指标综合考虑!C 和 I 号油样的低温流
动性较好!& G! 号油样的低温流动性较差%
表 J?不同树脂油样品凝点和冷滤点的变化!
5&+@J?A6&(.-$("’B$1$)<$(. 9’$(#&(17’B1)$B#-/9B0..$(. 9’$(#’)1$))-/-(#’B-’/-"$("&%9B-"
油样号 +050V0130B39M7 96E413 & $ = ! C I
凝点 ’01M8MVZM7T40M7:br F=I F$" F=C F=C F=I F=!
冷滤点 (018 VM1:3B41LTTM7T40M7:br $H w%2! 6 $$ w%2& [ $H w%2" 6 $" w%2= 6 &I w%2= W &$ w%2= 8
<8MV3B37W396E07T0130B39M7 96E4139""d%2%&$5下同% ,D396E3[310X5
图 &<不同树脂油样品馏程的变化
M^T5&<(D67T3M7 [0M1M7T4B0W3990V8MV3B37:0130B39M7 96E4139
=2&2$<馏程#运动黏度#密度和闪点<雾化蒸发性
决定了可燃混合气形成的品质和速度!常用馏程(运
动黏度(密度和闪点等指标进行评价 "刘大学等!
$%%#$% 由图 & 可知& 各样品间的差异除 I 号初馏
点&%% r与其他样品初馏点$!% r差别较大外!其
余馏程在不同样品间差异较小!表明树脂油的馏程
比较稳定!大致为 $!% G=!% r% 运动黏度是衡量燃
料流动性能和雾化性能的重要指标# 树脂油运动黏
度均超过&# EE$’9F&!最高达!H EE$’9F&!表明树脂
油的流动性能和雾化性能较差# 运动黏度除 ! 与 C
号间无显著差异!其他样品间均有显著差异!表明运
动黏度受不同单株影响较大% 树脂油密度变异较
大!其中 C 号密度为H&$2% kT’EF=!明显低于其他样
品% 闪点变化范围为 &&! G&$! r!C 号闪点最高!
显著高于其他 C 个油样!闪点在各样品间存在显著
差异"表 =$%
=2&2=<十六烷指数<十六烷指数是衡量燃料在压
燃式发动机中燃烧性能好坏的关键指标!也是评价
燃料油品质的重要指标# 指数越高!柴油的自燃能
力越强!发火延迟期越短% 从图 $ 可知& 树脂油十
六烷指数总体偏低!除 C 号油样十六烷指数超过 I%
之外!其他 C 个样品的十六烷指数均低于 =%!说明
树脂油的燃烧性能较差!收集时间对树脂油燃料品
质有较大的影响%
=2&2!<热值<热值是生物柴油应用于发动机的基
本衡量指标!关系到发动机的动力性能% 不同样品
树脂油总热值和净热值变化范围大致在 !$ G!! 和
!% G!&2$ ;j’kTF& "图 =$!表明树脂油具备良好的
动力性能# 热值极值不超过$ ;j’kTF&!表明树脂油
热值在不同单株间波动较小%
=2&2C<其他指标<水分(碘值(灰份(&%]蒸余物残
炭"简称残炭$和机械杂质等是评价油品清洁度和
=$
林 业 科 学 !" 卷<
<<< 表 L?不同树脂油样品运动粘度(密度和闪点的变化!
5&+@L?A6&(.-$(W$(-%&#$7,$"7’"$#<& 1-("$#< &(17’B1)$B#-/9B0..$(. 9’$(#’)1$))-/-(#’B-’/-"$("&%9B-"
油样号 +050V0130B39M7 96E4139 & $ = ! C I
运动粘度 iM73E6:MWYM9W09M:Zb"EE$’9F& $ $I2=% w%5%& 6 !"2## w%5%! [ #& w%5%&W $=2II w%2%= 8 $=2C w%2%= 8 $I2&% w%2%& 3
密度"$% r$Q379M:Zb" kT’EF= $ #!H2& w%2&! #CI2" w%2$H #!!2& w%2&! #!"2! w%2&! H&$2% w%2&! #!"2# w%2&!
闪点 1^69D 40M7:br &&C w% 6[ &&" w%2" [W &&! w% 6 &&H w%2" [W &$! w&2! 8 &&" w&2! [W
<图 $<不同树脂油十六烷指数的变化
M^T5$<(D67T3M7 W3:673M783m0V0130B39M7 96E4139
图 =<不同树脂油总热值与净热值的变化
M^T5=<(D67T3M7 TB099678 73:D36:0V0130B39M7 96E4139
氧化稳定性的重要指标% 由表 ! 可知& 不同样品的
水分变化较大!其中 C 号样的水分低至 %2%=]!= 号
样高达 $2"!]!其余 ! 个样品的水分均不超过 &]#
不同样品间的碘值无显著差异!变化范围为 &2&H G
&2=& T)$’T
F&!表明树脂油的不饱和程度较高!碘值
与产油单株和收集时间无显著相关# 灰份在不同样
品间也存在显著差异!! 和 C 号最低!$!C 和 I 号次
之!& 号最高# 不同样品残炭变化范围 %2!$] G
C2!I]! = 号样品与其他样品间存在显著差异!残炭
值相差 !]以上# 机械杂质在样品间存在显著差异!
其中 C 号没有杂质(= 号杂质较少!&!$!! 和 I 号杂
质较多% 总体上看!C 号的 C 个指标最低!! 号次之!
= 号水分(灰份和残炭最高!说明树脂油的清洁度和
氧化稳定性在不同样品间存在显著差异# 树脂油的
碘值和残炭较高!表明树脂油不易长期贮存!氧化稳
定性较低!容易在燃烧室内造成积炭%
=2&2I<酸值#硫含量与铜片腐蚀<油品腐蚀性的评价
指标主要是酸值(含硫量和铜片腐蚀% 由表 C 可知& C
号样酸值为 %2=C]!其他样酸值均超过 $]!C 号样品
酸值明显低于其他 C 个# 不同样品硫含量均不超过
%2%&]!变化范围为 %2%%% =] G%2%%# =]# 铜片腐
蚀均为 )6% 综合来看!树脂油腐蚀性低(环保性强%
表 M?不同树脂油样品水分(碘值(灰份(残炭和机械杂质的变化
5&+@M?A6&(.-$(=&#-/7’(#-(#& $’1$(-,&B0-& &"6& 7&/+’(/-"$10-&(1$%90/$#$-"1$))-/-(#’B-’/-"$("&%9B-"
油样号 +050V0130B39M7 96E413 & $ = ! C I
水分 e6:3BW07:37:"]$ %2=$ %2&! $2"! %2&" %2%= %2"C
碘值 )08M73Y61L3b"%2%&T)$’T
F& $ &$C w= 6 &=& wI 6 &$H w! 6 &$C w= 6 &&H w! 6 &$= wC 6
灰份 -9D"]$ %2%CC w%2%%= 6%2%== w%2%%& [ %2%=# w%2%%& [ %2%&I w%2%%& W%2%%H w%2%%& W%2%=& w%2%%= [
残炭 (6B[07 B39M8L3"]$ &2&C w%2%& 6 &2%H w%2&! 6 C2!I w%2!% [ %2!H w%2%$6 %2!$ w%2%$ 6 %2#I w%2%" 6
机械杂质 )E4LBM:M39"]$ %2%I% w%2%&! 6%2%CI w%2%%# 6%2%=$ w%2%%C [ %2%!" w%2%%= 6 % w% [ %2%C& w%2%%" 6
表 N?不同树脂油样品酸值(硫含量与铜片腐蚀的变化
5&+@N?A6&(.-$(&7$1& "0B960/7’(#-(#&(17’99-/"#/$9-/’"$’(’)1$))-/-(#’B-’/-"$("&%9B-"
油样号 +050V0130B39M7 96E413 & $ = ! C I
酸值 -WM8b"ETinR’TF& $ $2&$ w%2%& $2&I w%2&! $2&H w%2%& $2$= w% %2=C w%2%& $2&C w%2%&
硫含量 ’L14DLBW07:37:"]$ %2%%# = ?%2%%% C ?%2%%% C ?%2%%% C %2%%$ % %2%%= &
铜片腐蚀 (0443B9:BM4 W0BB09M07"C% r!= D$ )6 )6 )6 )6 )6 )6
LKJ?树脂油理化指标间的关联分析
由表 I 可知& 残炭与闪点存在极显著负相关!
与碘值(灰分和冷滤点存在显著或极显著正相关#
密度与运动黏度和机械杂质呈显著正相关!与十六
烷指数呈显著负相关# 酸值与十六烷指数存在显著
相关% 残炭和密度 $ 个指标与其他 " 个指标存在显
!$
<第 # 期 杨锦昌等& 海南尖峰岭油楠树脂油的主要理化特性
著或极显著相关!表明残炭和密度在评价树脂油理 化特性中的重要性%
表 O?油楠树脂油检测指标间的相关性!
5&+@O?A’//-B&#$’(&%’(. #-"#$(. $(1$7&#’/"’)’B-’/-"$("&%9B-"
因子 6^W:0B
运动粘度
iM73E6:MW
YM9W09M:Z
残炭
(6B[07
B39M8L3
机械杂质
)E4LBM:M39
密度
Q379M:Z
闪点
1^69D 40M7:
碘值
)08M73Y61L3
酸值
-WM8 Y61L3
灰分
-9D W07:37:
冷滤点
(018 VM1:3B
41LTTM7T40M7:
残碳 (6B[07 B39M8L3 %2%I
机械杂质 )E4LBM:M39 %2"H!! %2=H
密度 Q379M:Z %2#!!! %2=! %2H!!!
闪点 1^69D 40M7: %2%$ F%2H#!! F%2=C F%2$I
碘值 )08M73Y61L3 %2=$ %2I%! %2C& %2!" F%2C$
酸值 -WM8 F%2&= %2=% %2%C %2&% F%2$! %2!=
灰分 -9D %2$H %2H=!! %2C& %2!" F%2#%!! %2C% %2%$
冷滤点 (018 VM1:3B41LTTM7T40M7: %2$% %2#$!! %2!$ %2!! F%2H#!! %2!! %2&H %2#&!!
十六烷指数 (3:673M783m F%2C$ %2%# F%2!# F%2I%! F%2%" F%2=% F%2IC! %2%I %2%I
<LKL?树脂油理化特性与 XY柴油和生物柴油的比较
选择 &!$!=!!!I 号树脂油平均理化指标"树脂
油 -$和 C 号树脂油理化指标"树脂油 A$!与柴油机
燃料调和用生物柴油测定标准"PAb,$%H$H)$%%"$
和车用柴油标准"PA&#&!")$%%#$规定的理化特
性进行比较分析% 结果表明& 除闪点稍低外!树脂
油 A的理化特性均优于树脂油 -# 树脂油 A的密
度(硫含量(灰分(凝点(机械杂质(铜片腐蚀(酸值(
馏程和十六烷指数均达到 %x柴油和生物柴油的要
求!&%]蒸余物残炭(水分和净热值接近 %x柴油和
生物柴油的要求!运动黏度(冷滤点低于 %x柴油和
生物柴油!闪点高于 %x柴油!但与生物柴油相近# 树
脂油 -的硫含量(凝点和铜片腐蚀(馏程和热值达
到 %x柴油的要求!其他理化指标大多逊于 %x柴油和
生物柴油%
综合来看& 树脂油在低温流动性(雾化蒸发性
和氧化稳定性较差!与石化柴油尚有一定差距!但动
力性(清洁性和耐腐蚀性较好!与石化柴油比较接
近! 其理化特性更接近于生物柴油 "PAb,$%H$H)
$%%"$%
表 P?树脂油与生物柴油和 XY柴油理化特性的比较!
5&+@P?A’%9&/$"’(’)96<"$7&B&(176-%$7&B9/’9-/#$-"&%’(. ’B-’/-"$(& +$’Z1$-"-B&(1XY 1$-"-B
理化特性 >DZ9MW61678 WD3EMW614B043B:M39 树脂油 -n130B39M7 - 树脂油 An130B39M7 A 生物柴油 AM0@8M3931%x柴油 %x 8M3931
密度"$% r$Q379M:Zb" kT’EF= $ #!# H&$ H$% G#%% H&% GHC%
运动粘度"!% r$iM73E6:MWYM9W09M:Zb"EE$’9F& $ $H2H $=2C &2# GI2% =2% GH2%
闪点"闭口$ 1^69D 40M7:br &&I &$! "&=% "CC
冷滤点 (018 VM1:3B41LTTM7T40M7:br $! &$ ) "!
硫含量 ’L14DLBW07:37:"]$ ?%2%%$ H %2%%$ % "%2%C "%2%=C
&%]蒸余物残碳 (6B[07 B39M8L3"]$ &2H= %2!$ "%2= "%2=
灰分 -9Db"]$ %2%= %2%& "%2%$ "%2%&
凝点 ’01M8MVZM7T40M7:br F==2!% F=I2%% ) %
水分 e6:3BW07:37:"]$ %2H$ %2%= "%2%C "%2%=
机械杂质 )E4LBM:M39"]$ %2%C 无 +073 无 +073 无 +073
铜片腐蚀 (0443B9:BM4 W0BB09M07"C% r! = D$ &6 &6 "& "&
酸值 -WM8b"ETinR’TF& $ $2&" %2=C "%2H )
碘值 )08M73Y61L3b"%2%&T)$’T
F& $ &$I &&H ) )
初馏点 )7M:M61[0M1M7T40M7:br $&= $== ) )
&%]回收温度 &%] J3WZ1M7T:3E43B6:LB3br $!H $!" ) )
C%]回收温度 C%] J3WZ1M7T:3E43B6:LB3br $I% $CI ) "=%%
#%]回收温度 #%] J3WZ1M7T:3E43B6:LB3br =$C =$& "=I% "=C%
#C]回收温度 #C] J3WZ1M7T:3E43B6:LB3br ==" ==I ) "=IC
净热值 +3:D36:b";j’kTF& $ !& !& ) )
十六烷值b指数 (3:6737LE[3B0B7LE[3B $C I! &!# &!I
<W3:6737LE[3B678 :D30:D3B:DB337LE[3B95
C$
林 业 科 学 !" 卷<
!<结论与讨论
MK>?结论
树脂油的凝点(闪点(馏程(热值(碘值(硫含量
和铜片腐蚀等理化指标比较稳定!受产油单株影响
较弱# 树脂油密度(运动黏度(冷滤点(水分(灰分(
机械杂质(酸值(&%]蒸余物残炭和十六烷指数变异
较大!与产油单株紧密关联% 残炭与闪点存在极显
著负相关!与碘值(灰分和冷滤点存在显著或极显著
正相关# 密度与运动黏度和机械杂质呈显著正相
关!与十六烷指数呈显著负相关# &%]蒸余物残炭
和密度是树脂油理化特性评价中重点检测的 $ 大指
标% 树脂油在低温流动性(雾化蒸发性和氧化稳定
性较差!其理化特性与石化柴油尚有一定差距# 但
动力性强(清洁性好(耐腐蚀和可再生!接近或超过
石化柴油!是一种综合性能优良的和可供开发柴油
利用的燃料%
MKJ?讨论
!2$2&<不同收集时间和产油单株对树脂油理化特
性的影响<国外对香脂树属的树脂油化学组分开展
了较深入研究!大多研究者认为树脂油组分含量受
不同单株和收集时间的影响"(69W07 ./0&F! $%%%$%
由于化学组分与理化特性息息相关 "陈振斌等!
$%%H$!树脂油主要成分易挥发!收集间隔期长可能
会导致树脂油一些轻组分的挥发和散失 "(D37 ./
0&F! $%%#$!因而不同收集时间可能会对树脂油理化
特性产生较大影响% .6E3MB6等"$%%#$对于 $ 棵杜
凯香脂树"?%C0+’.,0 14#U.+$的树脂油进行了化学组
分变异研究!结果发现化学组分含量因不同单株和
收集时间而产生明显差异# O0TD[M等"$%%#$对位于
巴西帕拉州和阿马帕州的不同单株网脉香脂树
"?%C0+’.,0 ,./+#4&0/0$进行研究!结果发现树脂油倍
半萜烯和二萜烯组分与含量变异较大% C 号树脂油
为钻孔时现场收集的油样!其理化特性优于钻孔后
& G= 个月收集的油样# 根据上述分析!可能是现场
收集有利于减少轻组分的挥发和免除雨水和其他杂
质的干扰"(69W07 ./0&F! $%%%$!导致油楠树脂油密
度和残炭等指标降低!进而影响一系列理化指标#
也有可能钻孔对树干产生了损伤!导致其后期分泌
物发生变化"O0TD[M./0&F! $%%"$% 为探明原因!需
要鉴定和分析不同收集时间和不同单株的树脂油样
化学组分与含量%
!2$2$<树脂油凝点与冷滤点<凝点和冷滤点是评
价燃料低温流动性的主要指标!而燃料低温流动性
决定了在低温条件下能否保证发动机正常供油"刘
大学等! $%%#$% 根据一些学者的研究结果!不同基
属和不同馏分的柴油!其凝点与冷滤点存在呈正相
关性!凝点比冷滤点低 & G# r# 树脂油的凝点与冷
滤点相差 !I r以上!明显超过柴油凝点与冷滤点的
极差!这表明用冷滤点来评价液体燃料低温流动性
更合理"魏宇彤等! $%%#$% 有研究结果表明& 石化
柴油 密度 越 低! 其 冷 滤 点 也 越 低 "牟 明 仁 等!
$%%"6$# 而本研究结果则表明树脂油的冷滤点与密
度有一定相关但不显著!这可能是不同化学组分差
异造成的 "陈振斌等! $%%H $!其原因有待进一步
探讨%
!2$2=<十六烷指数与十六烷值<目前国内测定十
六烷指数方法主要有 $ 种!第 & 种是采用 PAb,
&&&=# FH# 计算公式!第 $ 种是采用-’,;Q!"=" F
#I 四 变 量 计 算 公 式# 当 柴 油 密 度 为 H&C G
H!C kT’EF=!十六烷指数采用第 & 种计算更准确#
当柴油密度大于H!C kT’EF=或小于H&C kT’EF=!采
用第 $ 种计算效果更佳"高波等! $%&%$% 本研究中
C 个树脂油的密度均在#!% kT’EF=以上!超过了一
般柴油的密度范围"刘大学等! $%%#$# 由于十六烷
指数计算方法有其相应的应用范围!采用不同方法
计算的结果不尽相同"牟明仁等! $%%"[$!用目前测
定柴油十六烷指数方法计算树脂油十六烷指数可能
产生较大的偏差"吴秀章等! $%&&$% 十六烷值是评
价柴油着火性能的重要指标!但十六烷值测定时所
需油样多和设备要求高"陈振斌等! $%%H# 高波等!
$%&%$!本研究中由于试样不足而未测定十六烷值%
由于树脂油主要为环状的烯烃"陆碧瑶等! &#HI$!
参照高波等"$%&%$对环烷基原油切割得到的柴油
馏分十六烷值小于十六烷指数的结论!树脂油的十
六烷值有可能小于 $C!表明其着火性能较差% 在对
不同类型的液体燃料!在未知十六烷值与指数相关
的情况下!应事先测定十六烷值"吴秀章等! $%&&$%
通过测定树脂油十六烷值找出十六烷值与十六烷指
数之间的关联性的有待进一步研究%
!2$2!<碘值与残炭<碘值的高低反映油脂的不饱
和程度!碘值越高则不饱和程度越大 "陈振斌等!
$%%H$# 树脂油碘值偏高!表明化学组分不饱和程度
高!这可从树脂油组分为环状的倍半萜烯化合物的
结果得到支持 "陆碧瑶等! &#HI$% 树脂油碘值与
&%]蒸余物残炭显著正相关!其残炭均高于生物柴
油和 %x柴油# 在 $% 世纪 H% 年代常被林区工人收集
用于点灯照明!但点燃时烟雾大"黄全! &#H&$# 本
I$
<第 # 期 杨锦昌等& 海南尖峰岭油楠树脂油的主要理化特性
研究结果与生物柴油因不稳定的非饱和成分多而残
炭高(容易形成积炭等特性相一致 "袁文华等!
$%%C$% 因此!要开发树脂油在柴油方面的应用!必
须解决树脂油残炭高的问题%
参 考 文 献
陈振斌!蒋盛军!肖明伟!等5$%%H5生物柴油与石化柴油性能的比
较分析5中国油脂!=="&&$ & & FC5
高<波!李<哲5$%&%5柴油组成对十六烷值与十六烷指数关联性
的影响5石化技术与应用!$H"&$ & $" F=%5
何和明!吴燕丽5$%%&5海南岛泌油植物)))油楠5特种经济动植
物!!"!$ & =I!=#5
黄<全5&#H&5海南岛的油楠5林业科技通讯!"&%$ & $&5
李荣生!尹光天!杨锦昌!等5$%%I5油楠作为能源植物开发利用的
思考5生物质化学工程!!%"A&$$ & &I& F&I!5
李意德!方<洪!罗<文!等5$%%I5海南尖峰岭国家级保护区青皮
林资源与乔木层群落学特征5林业科学!!$"&$ & & FI5
刘大学!夏良耀!陈文华!等5$%%#5生物柴油与石化柴油的理化特
性及质量标准比较5内燃机!"C$ & C% FCC5
陆碧瑶!李毓敬!麦浪天!等5&#H$5油楠油挥发成分的研究!林产化
工通讯!"$$ & $I F=%5
牟明仁!赵<欣!马永无!等5$%%"65柴油十六烷值与十六烷指数数
值差异分析5石化技术!&!"=$ & !& F!=5
牟明仁!林维宣!吴良英!等5$%%"[5十六烷指数计算法在不同牌号
柴油应用中差值分析与研究5石油化工应用!$I"=$ & I= FI"5
魏宇彤!田松柏5$%%#5直馏柴油馏分凝点(倾点和冷滤点的相关研
究5石油炼制与化工!!%"&%$ & &= F&H5
吴国江!刘<杰!娄治平5$%%I5能源植物的研究现状及发展建议5
科技与社会! $&"&$ & C= FC"5
吴伟光!李怒云5$%%#5我国林业生物柴油的发展目标(现状及面临
的挑战5林业科学!!C"&&$ & &!& F&!"5
吴秀章!金环年!石玉林5$%&&5用烃类族组成预测神华煤直接液化
柴油的十六烷值5石油学报"石油加工$ !$""&$ & #C F&%%5
尹伟伦5$%%#5双重危机下发展生物质能源是必由之路5中国三峡!
CC FC"5
袁文华!龚金科!李德桃!等5$%%C5生物柴油在柴油机上的应用研
究5拖拉机与农用运输车!"&$ & CC FC"5
中国科学院中国植物志编辑委员会5&#HH5中国植物志"第 =# 卷$5
豆科"一$5北京& 科学出版社! $&! F$&I5
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3EM99M07 0V 939SLM:3B43739 VB0E ?%C0+’.,0 %’+#+)0&+3F >167:
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Y016:M1390V?%C0+’.,0 14#U.+QXZ3BTB0XM7TXM18 M7 :D39:6:30V>6B6@
AB6fM15j0LB7610V*9937:M61nM1J3936BWD! $&"$$ & &%C F&%"5
O0TD[MA;! .6E3MB6-n! n1MY3MB6*5$%%"5’3690761Y6BM6:M07 0V
0130B39M7 678 Y016:M139VB0E?%C0+’.,0 -0,/+R6Z73TB0XM7TXM18 M7
:D3 ’:6:3 0V>6B6@AB6fM15 j0LB7610V*9937:M61nM1J3936BWD!
&#"I$ & C%! FC%I5
O0TD[MA! -78B6:3* R -! J3MTM76( /! ./0&5$%%#5(D3EMW61
Y6BM6:M07 M7 :D3Y016:M1390V?%C0+’.,0 ,./+#4&0/.QLWk3".3TLEM70963$
TB0XM7TXM18 M7 :D39:6:390V>6B6678 -E46! AB6fM15j0LB7610V
*9937:M61nM1J3936BWD!$&"I$ & C%& FC%=5
!责任编辑<王艳娜"
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