一種以樟樹籽為原料進行液體燃料制備的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物柴油制備領(lǐng)域，具體是指一種以樟樹籽為原料進行液體燃料制備的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]生物柴油是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油月旨、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，它是生物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的一種長鏈脂肪酸的單烷基酯。生物柴油是含氧量極高的復(fù)雜有機成分的混合物，這些混合物主要是一些分子量大的有機物，幾乎包括所有種類的含氧有機物，如:醚、酯、醛、酮、酚、有機酸、醇等。
[0003]目前，利用油脂制備液體燃料而得到生物柴油的工藝復(fù)雜，轉(zhuǎn)化率也不夠理想，液體燃料的熱值也有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種以樟樹籽為原料進行液體燃料制備的方法，工藝簡單、液體燃料的制取率高，而且制備的液體燃料熱值、其性能更接近傳統(tǒng)石化能源。
[0005]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):一種以樟樹籽為原料進行液體燃料制備的方法，以樟樹籽為原料通過油脂提取、催化裂解、酯化的手段制備液體燃料油，包括以下步驟:
步驟SlOO:以水為提取劑，經(jīng)水乳化萃取、凍熔破乳化釋放、離心分離過程，從樟樹籽的仁中提取樟樹籽油；
步驟S200:向樟樹籽油中添加裂解催化劑并均勻攪拌后，將其導(dǎo)入同時連接第一冷凝器、第一收料器、溫控裝置的裂解反應(yīng)器中，密封；
步驟S300:通過溫控裝置進行階梯式調(diào)溫，觸發(fā)樟樹籽油的催化裂解反應(yīng)，催化裂解反應(yīng)持續(xù)60-100min ；
步驟S400:裂解產(chǎn)生的氣相進入冷凝器，冷凝得到一級液體燃料，裂解后的殘渣進入第一收料器；
步驟S500:向一級液體燃料中添加低碳醇和酯化催化劑并攪拌均勻后，將其導(dǎo)入同時連接第二冷凝器、第二收料器、溫控裝置的酯化反應(yīng)器中，密封；
步驟S600:加熱酯化反應(yīng)器，觸發(fā)一級液體燃料的酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)持續(xù)30-90min ; 步驟S700:油相經(jīng)蒸餾進入第二冷凝器，冷凝得到二級液體燃料。
[0006]所述樟樹籽是指香樟樹的籽，含有豐富的油脂，其核仁中含有油脂40%以上，屬中短碳璉脂肪酸，適合油脂產(chǎn)品的研發(fā)。
[0007]進一步地，所述步驟SlOO具體是指:
步驟SllO:水乳化萃??；室溫下，將樟樹籽和水按1:5的體積比進行混合并攪拌，依次經(jīng)過內(nèi)外齒間隙為2.0-3.0mm的膠體磨和內(nèi)外齒輪間隙小于200 μm的膠體磨進行濕法微粉碎，得到乳濁液； 步驟S120:離心分離；將乳濁液導(dǎo)入分離因數(shù)為1300-2000的離心沉降機進行固液分離，得到液相和殘渣；
步驟S130:凍熔破乳化釋放；將液相加入凍熔罐，先降溫至0°C進行冷凍結(jié)晶，結(jié)晶完全后進一步降溫至_15°C進行1.5h的冷凍，再升溫至40°C進行1.5h的熔解；
步驟S140:高速離心分離；將熔解后的液相導(dǎo)入分離因數(shù)為15000-18000的高速管式離心沉降機進行固液分離，得到油相的樟樹籽油、殘渣相和水相。
[0008]進一步地，所述步驟S200中的裂解催化劑是指USY微控分子篩；所述樟樹籽油與USY微控分子篩的質(zhì)量比為100:1-50:1。
[0009]進一步地，所述步驟S300具體是指:
步驟S310:先以1-2 °C /min的升溫速度緩慢升溫至90_110°C ；
步驟 S320:持續(xù) 5-10min ；
步驟S330:以3-5°C /min的升溫速度升溫至450_550°C ；
步驟S340:溫度穩(wěn)定后，反應(yīng)60-100min。
[0010]進一步地，所述步驟S300具體是指:
步驟S310:先以1-2 °C /min的升溫速度緩慢升溫至100 °C ；
步驟S320:持續(xù)5min ；
步驟S330:以3-5°C /min的升溫速度升溫至500°C ；
步驟S340:溫度穩(wěn)定后，反應(yīng)80min。
[0011]進一步地，所述步驟S500中的低碳醇優(yōu)選甲醇或乙醇或丙醇或甲醇與乙醇的混合液或甲醇與丙醇的混合液或乙醇與丙醇的混合液。
[0012]進一步地，所述步驟S500中的酯化催化劑為酸性催化劑或堿性催化劑，優(yōu)選選擇性脂肪酶或非選擇性脂肪酶或濃硫酸或無水甲醇鈉或氫氧化鈉。
[0013]進一步地，所述步驟S500中按每IKg —級液體燃料配置2_6Kg低碳醇和
0.2-1.0Kg酯化催化劑比例進行混合攪拌。
[0014]進一步地，所述步驟S500中還向一級液體燃料中添加0.5-1 %。的雙環(huán)戊二烯基鐵。
[0015]進一步地，所述步驟S600具體是指加熱酯化反應(yīng)器至230-250°C，酯化反應(yīng)持續(xù)60mino
[0016]進一步地，所述步驟S700具體是指蒸餾并干燥后得到二級液體燃料。
[0017]本發(fā)明先以樟樹籽為原料提取樟樹籽油，然后將樟樹籽油通過催化裂解制成一級液體燃料，再通過酯化反應(yīng)制得二級液體燃料，二級液體燃料是更接近傳統(tǒng)化石能源的生物柴油，能夠部分取代現(xiàn)有的0#柴油。液體燃料制取率大于90%。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及有益效果:
(I)本發(fā)明提供的一種以樟樹籽為原料進行液體燃料制備的方法，工藝簡單、液體燃料的制取率高。
[0019](2)本發(fā)明制備的液體燃料熱值、其性能更接近傳統(tǒng)石化能源。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明的工藝流程示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步地詳細說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0022]實施例1:
本實施例的一種以樟樹籽為原料進行液體燃料制備的方法，如圖1所示，主要是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn):以樟樹籽為原料通過油脂提取、催化裂解、酯化的手段制備液體燃料油，包括以下步驟:
步驟SlOO:以水為提取劑，經(jīng)水乳化萃取、凍熔破乳化釋放、離心分離過程，從樟樹籽的仁中提取樟樹籽油；
步驟S200:向樟樹籽油中添加裂解催化劑并均勻攪拌后，將其導(dǎo)入同時連接第一冷凝器、第一收料器、溫控裝置的裂解反應(yīng)器中，密封；
步驟S300:通過溫控裝置進行階梯式調(diào)溫，觸發(fā)樟樹籽油的催化裂解反應(yīng)，催化裂解反應(yīng)持續(xù)60-100min ；
步驟S400:裂解產(chǎn)生的氣相進入冷凝器，冷凝得到一級液體燃料，裂解后的殘渣進入第一收料器；
步驟S500:向一級液體燃料中添加低碳醇和酯化催化劑并攪拌均勻后，將其導(dǎo)入同時連接第二冷凝器、第二收料器、溫控裝置的酯化反應(yīng)器中，密封；
步驟S600:加熱酯化反應(yīng)器，觸發(fā)一級液體燃料的酯化反應(yīng)，酯化反應(yīng)持續(xù)30-90min ; 步驟S700:油相經(jīng)蒸餾進入第二冷凝器，冷凝得到二級液體燃料。
[0023]實施例2:
本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上做進一步優(yōu)化，進一步地，所述步驟S10具體是指:步驟SllO:水乳化萃取；室溫下，將樟樹籽和水按1:5的體積比進行混合并攪拌，依次經(jīng)過內(nèi)外齒間隙為2.0-3.0mm的膠體磨和內(nèi)外齒輪間隙小于200 μm的膠體磨進行濕法微粉碎，得到乳濁液；
步驟S120:離心分離；將乳濁液導(dǎo)入分離因數(shù)為1300-2000的離心沉降機進行固液分離，得到液相和殘渣；
步驟S130:凍熔破乳化釋放；將液相加入凍熔罐，先降溫至0°C進行冷凍結(jié)晶，結(jié)晶完全后進一步降溫至_15°C進行1.5h的冷凍，再升溫至40°C進行1.5h的熔解；
步驟S140:高速離心分離；將熔解后的液相導(dǎo)入分離因數(shù)為15000-18000的高速管式離心沉降機進行固液分離，得到油相的樟樹籽油、殘渣相和水相。
[0024]本發(fā)明通過水乳化萃取-離心分離-凍熔破乳化釋放-高速離心分離工藝，快速高效的獲取樟樹籽油，作為液體燃料的原油。
[0025]本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
[0026]實施例3:
本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上做進一步優(yōu)化，進一步地，所述步驟S200中的裂解催化劑是指USY微控分子篩；所述樟樹籽油與USY微控分子篩的質(zhì)量比為100:1-50:1。本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
[0027]實施例4:
本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上做進一步優(yōu)化，進一步地，所述步驟S300具體是指: 步驟S310:先以1-2 °C /min的升溫速度緩慢升溫至90_110°C ；
步驟 S320:持續(xù) 5-10min ；
步驟S330:以3-5°C /min的升溫速度升溫至450_550°C ；
步驟S340:溫度穩(wěn)定后，反應(yīng)60-100min。
[0028]本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
[0029]實施例5:
本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上做進一步優(yōu)化，進一步地，所述步驟S500中的低碳醇優(yōu)選甲醇或乙醇或丙醇或甲醇與乙醇的混合液或甲醇與丙醇的混合液或乙醇與丙醇的混合液。本實施例的其他部分與上述實施例相同，故不再贅述。
[0030]實施例6:
本實施例在上述實施例的基礎(chǔ)上做進一步優(yōu)化，進一步地，所述步驟S500中的酯化催化劑為酸性催化劑或堿性催化劑，優(yōu)選選擇性脂肪酶或非選擇性脂肪酶或濃硫酸或無水甲醇鈉或氫氧化鈉。本實施例的其他部分與上述實施例相同，