CNS 15072-2007 Biodiesel - Fatty acid methyl esters (FAME)《生质柴油－脂肪酸甲酯》.pdf

1、1 印月966月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 75.160.20 K515515072經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 963月2日 966月23日 (共10頁)生質柴油脂肪酸甲酯 Biodiesel Fatty acid methyl esters (FAME) 1. 適用範圍：本標準適用於做為柴油引擎燃料用之脂肪酸甲酯 (fatty acid methyl esters， FAME)之品質及檢驗方法。此脂肪酸甲酯可以 100 %( m/m)濃度使用，或添加於柴油中使用。以 100 %(m/m)濃度使用時需用於特殊設計或修改之合適引擎；添加

2、於柴油中使用時需符合柴油引擎燃料國家標準 CNS 1471車用柴油之規定。 2. 取樣：應依 CNS 1217石油及其產品之取樣法或 ISO 3171 Petroleum liquids Automatic pipeline sampling方法取樣。本標準所述某些檢驗方法基於靈敏度因素，對樣品容器有特殊之規定，參閱相關檢驗標準。 3. 品質：應符合表 1 及以下規定。 3.1 染料及標示劑：允許添加染料或標示劑。 3.2 添加劑：為改善燃料性能，例如避免 降低引擎操控性及污染控制之耐久性等，允許添加適量且無不良效應之合適添加劑。 3.3 一般品質及相關檢驗法 3.3.1 以第 5 節之方法檢

3、驗，脂肪酸甲酯需符合表 1 所列之範圍。第 5 節所列之檢驗方法在實驗室間分析比對中 證實適用於脂肪酸甲酯分析，比對結果之精密度可參閱附錄 A。惟這些精密度和石油產品檢驗方法之精密度不同。 3.3.2 如需辨認脂肪酸甲酯時，建議使用 CNS 15059中質石油餾分分離脂肪酸甲酯及其組成測定法 (液相層析法 /氣相層析法 )，以 LC/GC 分離及辨識脂肪酸甲酯。 3.3.3 如需查驗脂肪酸甲酯之品質，可以附錄 B 之方法計算碘價。但附錄 B 之方法不能取代第 5 節之方法。 3.3.4 表 1 之殘碳量範圍之設定係基於未加入點火增進劑之樣品。如油樣之檢驗結果超過範圍時，可用 ISO 13759

4、 Petroleum products Determination of alkyl nitrate in diesel fuels Spectrometric method方法檢驗是否含有硝酸烷基酯類化合物。如證實含有硝酸烷基酯類之點火增進劑，則表 1 之殘碳量範圍不適用。但使用添加劑並 不能免除未加添加劑前之脂肪酸甲酯符合殘碳量不得高於 0.30 %(m/m)之要求。 2 CNS 15072, K 5155 表 1 品質 範圍 試驗項目 最小值 最大值 單位 酯含量 (1) 96.5(2) - %(m/m) 密度， 15 (3) 860 900 kg/m3黏度， 40 (4) 3.50 5

5、.0 mm2/s 閃點 (5) 120 - 硫含量 - 10.0 ppm(m/m) 殘碳量 (10 %蒸餘物 )(6) - 0.30 %(m/m) 十六烷值 (7) 51.0 - 硫酸鹽灰分 - 0.02 %(m/m) 水分 - 500 ppm(m/m) 總污染量 (8) - 24 ppm(m/m) 銅片腐蝕性， 3小時， 50 No.1 等級 氧化穩定性， 110 6.0 - 小時 酸價 - 0.50 mg KOH/g 碘價 - 120 g I2/100g 次亞麻油酸甲酯 - 12.0 %(m/m) 多雙鍵 ( 4)脂肪酸甲酯(9) - 1 %(m/m) 甲醇含量 - 0.20 %(m/m)

6、 單甘油酯含量 - 0.80 %(m/m) 雙甘油酯含量 - 0.20 %(m/m) 三甘油酯含量 (1) - 0.20 %(m/m) 游離甘油含量 (1) - 0.02 %(m/m) 總甘油含量 - 0.25 %(m/m) 第族金屬 (鈉鉀 )(1)、 (10) 第族金屬 (鈣鎂 )(11) - - 5.0 5.0 ppm(m/m) ppm(m/m) 磷含量 - 10.0 ppm(m/m) 冷濾點 (CFPP)(11)、 (12) - 0(B級 ) 註 (1) 參閱第 4.1 節。 (2) 不允許添加除添加劑以外之非 FAME 成分，參閱第 3.2 節。 (3) 密度可在 20 60 間以

7、ISO 3675 Crude petroleum and liquid petroleum products Laboratory determination of density Hydrometer method量3 CNS 15072, K 5155 測，再依附錄 C 之公式校正至 15 。 (4) 如冷濾點 (CFPP)為 20 或更低時，在 20 量測之黏度應不超過 48 mm2/s 此時 ISO 3104 Petroleum products Transparent and opaque liquids Determination of kinematic viscosity an

8、d calculation of dynamic viscosity適用，但無精密度數據。 (5) 應使用 2 mL 樣品及包含熱偵測之裝置。 (6) 應依 CNS 15020石油產品減壓蒸餾試驗法取得 10 %蒸餘物。 (7) 參閱第 4.3 節。 (8) 在發展出一適當方法前，使用 CNS 15055中質蒸餾油污染物測定法，但 CNS 15055 應用於 FAME 之精密度不佳。 (9) 適當之檢驗方法待開發。 (10) 參閱附錄 A 中第族金屬 (鈉鉀 )之精密度數據。 (11) 精密度數據參閱附錄 A。 (12) 冷濾點 (CFPP)品質與氣候有關，共分為六個等級，其分級參閱表 2 表

9、 2 冷濾點 (CFPP)品質等級 等級 試驗項目 A級 B級 C級 D級 E級 F級 單位 冷濾點 (CFPP)，最大值 5 0 5 10 15 20 4. 精密度及爭議解決方法 4.1 本標準涉及之檢驗方法均依照 ISO 4259 Petroleum products Determination and application of precision data in relation to methods of test之規定包含精密度之陳述。如有爭議時應依 ISO 4259 所述之程序解決爭議，且依照檢驗方法之精密度解釋檢驗結果。但現行之總污 染量、酯含量、三甘油酯含量、游離甘油含量、

10、第族金屬 (鈉鉀 )等檢驗方法在表 1 中之範圍不符合 ISO 4259 中規定，及應大於或等於 2 倍 R(再現性 )之要求。 4.2 如密度量測結果有爭議，將以 ISO 3675 在 15 之結果為依據。如游離甘油含量有爭議，將使用脂肪酸甲酯游離 甘油及總甘油以及單、雙、三甘油脂含量測定法 (參比方法 )作為仲裁試驗方法。 4.3 如十六烷值之結果有爭議時，亦可使 用其他替代方法。此替代方法必須源自公認之可靠方法，且應包含依照 ISO 4259 規定之精密度陳述。替代方法之精密度應不劣於參比方法。使用替代方法時亦應證實其結果與參比方法結果之相關性。 5. 檢驗法 5.1 酯含量：依 CNS

11、 15051油脂衍生物 (脂肪酸甲酯 )總脂肪酸甲酯及次亞麻油酸甲酯含量測定法。 5.2 密度：依 CNS 12017原油及液體石油產品比重測定法 (比重計法 )，或 依 CNS 14474液態油品密度及比重測定法 (數位式密度計法 ) ，或依 ISO 12185 Crude 4 CNS 15072, K 5155 petroleum and petroleum products Determination of density Oscillating U-tube method。 5.3 黏度：依 CNS 3390透明與不透明液體之黏度測定法 (動力及公制黏度 )。 5.4 閃點：依 CNS

12、 3574閃點測定法 (潘 -馬氏閉杯式法 )，或依 CNS 14473閃點測定法 (迷你閉杯式法 )。 5.5 硫含量：依 CNS 14505輕質碳氫化合物、汽車燃料及油中總含硫量試定法 (紫外線螢光法 )，或依 ISO 20846 Petroleum products Determination of sulfur content of automotive fuels Ultraviolet fluorescence method，或 依 ISO 20884 Petroleum products Determination of sulfur content of automotive

13、fuels Wavelength-dispersive X-ray fluorescence spectrometry。 5.6 殘碳量：依 CNS 14477石油產品中殘碳量測定法 (微量法 ) 。 5.7 十六烷值：依 ISO 5165 Petroleum products Determination of the ignition quality of diesel fuels Cetane engine method。 5.8 硫酸鹽灰分：依 CNS 3576石油產品灰分檢驗法，或依 ISO 3987 Petroleum products Lubricating oils and ad

14、ditives Determination of sulfated ash。 5.9 水 分：依 CNS 4446費煦 (Karl Fisher)含水量測定法 ，或 依 ISO 12937 Petroleum products Determination of water Coulometric Karl Fischer titration method。 5.10 總污染量：依 CNS 15055中質蒸餾油污染物測定法。 5.11 銅片腐蝕性：依 CNS 1219石油產品銅片腐蝕性測定法。 5.12 氧化穩定性：依 CNS 15056油脂衍生物 (脂肪酸甲酯 )氧化穩定性測定法 (加速氧化法

15、 )。 5.13 酸價：依 CNS 14669航空燃油酸價試驗法或依 CNS 14906石油產品酸價試驗法 (電位滴定法 )。 5.14 碘價：依 CNS 15060生質柴油 (脂肪酸甲酯 )碘價測定法。 5.15 次亞麻油酸甲酯：依 CNS 15051油脂衍生物 (脂肪酸甲酯 )總脂肪酸甲酯及次亞麻油酸甲酯含量測定法。 5.16 甲醇含量：依 CNS 8523含甲醇製品中之甲醇檢驗法。 5.17 單甘油酯含量：依 CNS 15018 B-100 生質柴油游 離甘油與總甘油含量測定法。 5.18 雙甘油酯含量：依 CNS 15018 B-100 生質柴油游 離甘油與總甘油含量測定法。 5.19

16、 三甘油酯含量：依 CNS 15018 B-100 生質柴油游 離甘油與總甘油含量測定法。 5.20 游離甘油含量：依 CNS 15018 B-100 生質柴油游 離甘油與總甘油含量測定法。 5.21 總甘油含量：依 CNS 15018 B-100 生質柴油游離甘油與總甘油含量測定法。 5.22 第族金屬 (鈉鉀 )：依 CNS 15052生質柴油 (脂肪酸甲酯 )鈉含量測定法 (原子吸收光譜法 )， 或 依 CNS 15053生質柴油 (脂肪酸甲酯 )鉀含量測定法 (原子吸收光譜法 )。 5.23 第族金屬 (鈣鎂 )：依 CNS 15054生質柴油 (脂肪酸甲酯 )鈣、鎂含量測定法 (感應

17、耦合電漿原子發射光譜法 )。 5.24 磷含量：依 CNS 15019潤滑油添加劑元素含量測定法 (感應耦合電漿原子發射5 CNS 15072, K 5155 光譜法 )，或依 CNS 15058生質柴油 (脂肪酸甲酯 )磷含量測定法 (感應耦合電漿原子發射光譜法 )。 5.25 冷濾點：依 CNS 15061柴油及家用加熱燃油冷濾點測定法。 6. 生質柴油標示：輸送生質柴油加油泵之標示應包含參閱圖 1 之訊息，其尺寸大小及相關事項應符合柴油車燃料 CNS 1471 標示之規定。 圖 1 生質柴油標示 適用於所有柴油輛 請諮詢原廠是否適用 生質柴油 100 % CNS 15072 15 mm

18、5.5 mm 6 CNS 15072, K 5155 附錄 A (參考 ) 實驗室間分析比對結果之精密度數據 A.1 表 A.1 所列之精密度數據適用於生質柴油 (脂肪酸甲酯 )。 表 A.1 實驗室間分析比對結果之精密度數據 特性 比對方法 單位 精密度 黏度， 40 ISO 3104 mm2/s r = 0.0011 X R = 0.018 X 硫含量 ISO 20846 ISO 20884 ppm(m/m)r = 0.0285 X+2 R = 0.1088 X+2 r = 0.026 X+1.356 R = 0.0567 X+1.616 蒸餾 CNS 15020 r = 2.0 R =

19、3.0(90 %餾出點 ) 十六烷值 ISO 5165 r = 2.4 R = 5.0 硫酸鹽灰分 ISO 3987 %(m/m) r = 0.06 X85.0 R = 0.142 X85.0 總污染量 CNS 15055 ppm(m/m)r = 2.24 R = 13.6 冷濾點 (CFPP) CNS 15061 - 第族金屬 (鈉鉀 ) CNS 15052 CNS 15053 ppm(m/m)r = 0.017 X+0.512 R = 0.305 X+1.980 備考： r 為重複性 (參閱 ISO 4259)； R 為再現性 (參閱 ISO 4259)； X 為二比較結果之平均值。 7

20、CNS 15072, K 5155 附錄 B (參考 ) 碘價計算 B.1 適用範圍：本方法適用 於計算純生質柴油或由摻混柴油中萃取出之生質柴油之碘價。如碘價有爭議時，本方法不做為 CNS 15060 之替代方法。 B.2 定義：本方法係由 CNS 15051(B100 生質柴油 )或 CNS 15059(由摻配柴油中萃取出之生質柴油 )測定之甲酯之質量百分比計算碘價，結果以 g I2/100 g 樣品表示。 B.3 步驟：以第 B.2 節之適當方法測得甲酯之組成。甲酯之質量百分比分別乘以表 B.1之係數，結果加總後即為樣品之碘價。表 B.2 為一計算範例。 表 B.1 甲酯係數 下列甲酯 係

21、數 飽和脂肪酸甲酯 0 十六烷烯酸甲酯 (棕櫚油酸甲酯 )，1:16C 0.950 十八烯酸甲酯 (油酸甲酯 )，1:18C 0.860 十八碳二烯酸甲酯 (亞麻油酸甲酯 )，2:18C 1.732 十八碳三烯酸甲酯 (次亞麻油酸甲酯 )，3:18C 2.616 二十烯酸甲酯 (鱈肝油酸甲酯 )，1:20C 0.785 二十二碳烯酸甲酯 (芥酸甲酯 )，1:22C 0.723 表 B.2 碘價計算例 下列脂肪酸之甲酯 含量 %(m/m) 係數 乘積 十四烷酸 (肉豆蔻脂酸 )，0:14C 0.3 0 0 十六烷酸 (棕櫚酸 )，0:16C 4.0 0 0 十六烷烯酸 (棕櫚油酸 )，1:16C

22、 1.1 0.950 1.0 十八烷酸 (脂蠟酸 )，0:18C 2.0 0 0 十八烯酸 (油酸 )，1:18C 60.5 0.860 52.0 十八碳二烯酸 (亞麻油酸 )，2:18C 19.8 1.732 34.3 十八碳三烯酸 (次亞麻油酸 )，3:18C 9.4 2.616 24.6 二十烷酸 (花生酸 )，0:20C 0.4 0 0 二十烯酸 (鱈肝油酸 )，1:20C 0.7 0.785 0.6 二十二烷酸 (山芋酸 )，0:22C 0.7 0 0 二十二碳烯酸 (芥酸 )，1:22C 1.1 0.723 0.8 計算之碘價 113.3 8 CNS 15072, K 5155 B

23、.4 結果之表示 碘價 (由甲酯組成計算 )= X g I2/100 g，數值至小數點後一位。 備考 1. 本方法取自 AOCS Cd 1c-85 Calculated iodine value：從食用油之脂肪酸組成計算碘價。 2. 如樣品中無法皂 化之成分含量大於 0.5 %(m/m)或樣品含顯著量之添加劑，則計算值傾向大於真實值。 3. 對於碘價較小之樣品，計算值傾向小於真實值。 9 CNS 15072, K 5155 附錄 C (參考 ) 計算脂肪酸甲酯 (FAME)密度之校正公式 C.1 以 ISO 3675 在 20 60 間某一溫度 T 量測之密度 (T)可用下列公式計算在 15

24、時之密度 (15)： (15)=(T)+0.723(T15) C.2 本公式是依據 1995 年 11 月在維也納所舉行 生質柴油之標準化及分析國際會議，International Conference on Standardization and Analysis of Biodiesel Vienna，November 1995所發表之數據，以七支 FAME 樣品用比重瓶測定 20 60 間六種不同溫度之密度。結果其平均校正係數經計算為 0.723 kg/(m3 )，標準差為 1.2 %。 FAME 樣品在 15 之平均密度計算結果為 886.5 kg/m3。 引用標準： CNS 1217

25、 石油及其產品之取樣法 CNS 1219 石油產品銅片腐蝕性測定法 CNS 1471 車用柴油 CNS 3390 透明與不透明液體之黏度測定法 (動力及公制黏度 ) CNS 3484 石油產品流動點檢驗法 CNS 3574 閃點測定法潘 -馬氏閉杯式法 ) CNS 3576 石油產品灰分檢驗法 CNS 4446 費煦 (Karl Fisher)含水量測定法 CNS 8523 含甲醇製品中之甲醇檢驗法 CNS 12015 石油混濁點試驗法 CNS 13568 化學製品酸價、皂化價、酯價、碘價、羥價及不皂化物試驗法 CNS 14473 閃點測定法 (迷你閉杯式法 ) CNS 14474 液態油品密

26、度及比重測定法 (數位式密度計法 ) CNS 14477 石油產品中殘碳量測定法 (微量法 ) CNS 14505 輕質碳氫化合物、汽車燃料及油中總含硫 量試定法 (紫外線螢光法 ) CNS 14506 石油產品流動點測定法 (自動壓力脈衝法 ) CNS 14669 航空燃油酸價試驗法 CNS 14906 石油產品酸價試驗法 (電位滴定法 ) CNS 15018 B-100 生質柴油游離甘油與總甘油含量測定法 CNS 15019 潤滑油添加劑元素含量測定法 (感應耦合電漿原子發射光譜法 ) CNS 15020 石油產品減壓蒸餾試驗法 CNS 15051 油脂衍生物 (脂肪酸甲酯 )總脂肪酸甲酯

27、及次亞麻油酸甲酯含量測定法 10 CNS 15072, K 5155 CNS 15052 生質柴油 (脂肪酸甲酯 )鈉含量測定法 (原子吸收光譜法 ) CNS 15053 生質柴油 (脂肪酸甲酯 )鉀含量測定法 (原子吸收光譜法 ) CNS 15054 生質柴油 (脂肪酸甲酯 )鈣、鎂含量測定法 (感應耦合電漿原子發射光譜法 ) CNS 15055 中質蒸餾油污染物測定法 CNS 15056 油脂衍生物 (脂肪酸甲酯 )氧化穩定性測定法 (加速氧化法 ) CNS 15057 中質石油餾分脂肪酸甲酯含量測定法 (紅外光譜法 ) CNS 15058 生質柴油 (脂肪酸甲酯 )磷含量測定法 (感應耦

28、合電漿原子發射光譜法 ) CNS 15059 中質石油餾分分離脂肪酸甲酯及其組成測定法 (液相層析法 /氣相層析法 ) CNS 15060 生質柴油 (脂肪酸甲酯 )碘價測定法 CNS 15061 柴油及家用加熱燃油冷濾點測定法 ISO 3104:1994 Petroleum products Transparent and opaque liquids Determination of kinematic viscosity and calculation of dynamic viscosity ISO 3171:1998 Petroleum liquids Automatic pipel

29、ine sampling ISO 3675:1998 Crude petroleum and liquid petroleum products Laboratory determination of density Hydrometer method ISO 3987:1994 Petroleum products Lubricating oils and additives Determination of sulfated ash ISO 4259:1992 Petroleum products Determination and application of precision dat

30、a in relation to methods of test ISO 5165:1998 Petroleum products Determination of the ignition quality of diesel fuels Cetane engine method ISO 12185:1996 Crude petroleum and petroleum products Determination of density Oscillating U-tube method ISO 12937:2000 Petroleum products Determination of wat

31、er Coulometric Karl Fischer titration method ISO 13759:1996 Petroleum products Determination of alkyl nitrate in diesel fuels Spectrometric method ISO 20846:2004 Petroleum products Determination of sulfur content of automotive fuels Ultraviolet fluorescence method ISO 20884:2004 Petroleum products Determination of sulfur content of automotive fuels Wavelength-dispersive X-ray fluorescence spectrometry 參考標準： AOCS Cd 1c-85 Calculated iodine value