專利名稱：微乳液脂肪酸柴油及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種柴油燃料，特別是一種由脂肪酸、水與柴油復(fù)合而成的微乳液脂肪酸柴油。
背景技術(shù)：
基于人們對石油資源不可再生，并日益面臨枯竭的擔(dān)心，節(jié)油和尋找石油產(chǎn)品的替代品，是人類解決燃料危機(jī)的正確選擇。在柴油中加水做成乳化柴油，可以達(dá)到促進(jìn)完全燃燒、節(jié)約柴油的目的，這方面的工作以有大量的專利和文獻(xiàn)公開報(bào)道，但是乳化柴油作為一個(gè)不穩(wěn)定體系，儲存性能差，使用時(shí)燃燒不穩(wěn)定，限制了它的推廣和利用。目前，也有人研究用可再生的生物材料如油脂，來代替或者部分代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石油燃料，制成生物柴油供日常使用，但是，目前已有的生物柴油不同程度地存在著下述缺陷(1)目前的生物柴油必須使用優(yōu)質(zhì)的動植物油脂，如豆油、花生油等進(jìn)行酯化，原料價(jià)格高昂，難以推廣利用；(2)利用油脂制成的生物柴油，因油脂的分子較大，黏度高，噴射效果差，影響燃燒的正常進(jìn)行；(3)利用油脂制成的生物柴油含有膠質(zhì)，在燃燒室燃燒過程中容易產(chǎn)生大量的積炭及粘膠，粘在噴油器上或者沉積在汽缸內(nèi)，從而影響發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。(4)使用油脂制成的生物柴油時(shí)，由于其揮發(fā)性低，在燃燒室內(nèi)不易霧化，容易造成冷車不易啟動及點(diǎn)火延遲等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供一種利用廢棄的動植物油的脂肪酸、環(huán)烷酸、三乙醇胺、柴油、二茂鐵和水制成的微乳液脂肪酸柴油，以達(dá)到克服上述乳化柴油和生物柴油存在的缺陷，進(jìn)而達(dá)到節(jié)油、節(jié)能和環(huán)保的目的。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種微乳液脂肪酸柴油，是由脂肪酸、環(huán)烷酸、柴油、中和堿、水、二茂鐵、三乙醇胺和溶劑油組成，它們的重量百分組成為脂肪酸 25-35環(huán)烷酸 10-15柴油 50-60
以上三種基礎(chǔ)原料組成油相；以下組分以油相的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)中和堿 3-6水 15-20二茂鐵 0.005三乙醇胺 0.45溶劑油 5-15降凝劑T1804 0-2；其中，所述的三種基礎(chǔ)原料組成油相是將三種原料的組合物用以油相重量計(jì)10-15％的波美濃度為66的濃硫酸脫膠精練得到的。這種微乳液脂肪酸柴油的制備方法是將脂肪酸、環(huán)烷酸和柴油混合成油相并用濃硫酸脫膠后，加入中和堿、水、二茂鐵、三乙醇胺和溶劑油攪拌混合反應(yīng)而成；并包括以下步驟1)如下重量百分比的原料脂肪酸 25-35環(huán)烷酸 10-15柴油50-60攪拌混合15分鐘，制成油相；2)在油相中邊攪拌邊加入以油相重量計(jì)10-15％的波美濃度為66的濃硫酸，然后靜置12小時(shí)；3)放出下部含膠廢水后，以油相的重量計(jì)，依次加入a、0.005％二茂鐵攪拌30分鐘；b、15-20％水?dāng)嚢?0分鐘；c、3-6％中和堿，攪拌反應(yīng)30分鐘；d、0.45％的三乙醇胺，攪拌反應(yīng)成清澈透明的微乳液脂肪酸柴油；e、5-15％200號溶劑油，攪拌調(diào)節(jié)成在20℃條件下相當(dāng)于0#柴油的黏度標(biāo)準(zhǔn)為4-6mm2/s；或者繼續(xù)加入2％降凝劑T1804，即聚醋酸己烯脂T804，制成相當(dāng)于-10#柴油的微乳液脂肪酸柴油。
在這種脂肪酸柴油及其制備方法中，所述的脂肪酸是將廢棄的動植物油脂用如下組成(重量％)的分解劑精油酸 20-30苯 5-8精萘 4-10
66波美的濃硫酸 55-70按如下組成(重量％)廢棄的動植物油脂38-50水 40-60分解劑 1-10常壓水解制成的含量97-98％(重量)的酸價(jià)為160-180mgKOH/g的脂肪酸。廢液水可回收制甘油，廢水可用于下次水解。所述的中和堿為40％(重量)的氫氧化鉀溶液或40％(重量)的氫氧化鈉溶液或40％(重量)的碳酸鉀溶液。
在這種脂肪酸柴油的制備方法中，加入的脂肪酸和環(huán)烷酸與中和堿反應(yīng)，生成脂肪酸皂和環(huán)烷酸皂，環(huán)烷酸皂是一種優(yōu)良的乳化劑，它們具有良好的協(xié)同作用，可以使加入的水能完全穩(wěn)定地分散在油相中，形成油包水型微乳液。同時(shí)，由于三乙醇胺的作用，使得微乳液脂肪酸柴油清澈透明，體系均一，保證了微乳液粒經(jīng)在0.01-0.1微米之間的脂肪酸柴油進(jìn)入發(fā)動機(jī)時(shí)，在每一瞬間都是均質(zhì)的。而二茂鐵起到消煙、減少積炭、節(jié)能和環(huán)保的作用。
本發(fā)明產(chǎn)品微乳液脂肪酸柴油的節(jié)能降污機(jī)理可以從以下兩個(gè)方面得到體現(xiàn)(1)替代作用微乳液脂肪酸柴油中的脂肪酸和環(huán)烷酸占總量的35-50％，可以替代相同數(shù)量的石化柴油；(2)微爆和水煤氣反應(yīng)微乳液脂肪酸柴油本身是一種油包水結(jié)構(gòu)的微乳液，油基是連續(xù)相，水是分散相，水均勻地分散在油相中，油的沸點(diǎn)高于水，受熱后水首先蒸發(fā)為氣體，水蒸氣沖破油膜阻力的結(jié)果是使油滴發(fā)生爆破，形成更小的油滴，使之?dāng)U大了油與空氣的接觸面積，從而與空氣更加充分地混合燃燒徹底，同時(shí)，由于二茂鐵的存在，從而達(dá)到消除塵煙、減少積炭和利于環(huán)保節(jié)能的目的；另外，在高溫條件下，部分水分子與未完全燃燒的熾熱炭粒發(fā)生水煤氣反應(yīng)，形成H2和CO可燃?xì)怏w，結(jié)果是減少了積炭，提高了油的燃燒程度，改善了燃燒狀況，降低了廢氣的排放。本發(fā)明產(chǎn)品微乳液脂肪酸柴油經(jīng)權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測表明各工況條件下的節(jié)油率平均為23％，可用于鍋爐、車、船和農(nóng)機(jī)等燃油機(jī)器，具有既節(jié)能又環(huán)保的雙重效果，同時(shí)價(jià)格低廉。
以下用實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例11)將如下原料
脂肪酸 25kg環(huán)烷酸 15kg柴油60kg攪拌混合15分鐘，制成油相；2)在油相中邊攪拌邊加入15kg波美濃度為66的濃硫酸，然后靜置12小時(shí)；3)放出下部含膠廢水后，依次加入a、0.005kg二茂鐵攪拌30分鐘；b、20kg水?dāng)嚢?0分鐘；c、6kg濃度為40％(重量)氫氧化鉀溶液，攪拌反應(yīng)30分鐘；d、0.45kg的三乙醇胺通過上述的配比，攪拌反應(yīng)形成了一種低粘度，粒經(jīng)在0.01-0.1微米范圍內(nèi)的清澈透明的微乳液脂肪酸柴油；e、10kg200號溶劑油，攪拌調(diào)節(jié)成在20℃條件下相當(dāng)于0#柴油的黏度標(biāo)準(zhǔn)為4-6mm2/s，凝點(diǎn)相當(dāng)0#柴油；或者繼續(xù)加入2kg降凝劑T1804，即聚醋酸己烯脂T804，也稱流動性改進(jìn)劑。制成相當(dāng)于-10#柴油的微乳液脂肪酸柴油。
其中的脂肪酸是將廢棄的動植物油脂用如下原料組成的分解劑精油酸 20kg苯 5kg精萘 5kg66波美的濃硫酸 70kg按如下組成廢棄的動植物油脂 50kg水40kg分解劑10kg常壓水解制成的含量97-98％(重量)的酸價(jià)為160-180mgKOH/g的脂肪酸。
實(shí)施例21)將如下原料脂肪酸 35kg環(huán)烷酸 10kg
柴油 55kg攪拌混合15分鐘，制成油相；2)在油相中邊攪拌邊加入13kg波美濃度為66的濃硫酸，然后靜置12小時(shí)；3)放出下部含膠廢水后，依次加入a、0.005kg二茂鐵攪拌30分鐘；b、17kg水?dāng)嚢?0分鐘；c、4.5kg濃度為40％(重量)碳酸鉀溶液，攪拌反應(yīng)30分鐘；d、0.45kg的三乙醇胺通過上述的配比，攪拌反應(yīng)形成了一種低粘度，粒經(jīng)在0.01-0.1微米范圍內(nèi)的清澈透明的微乳液脂肪酸柴油；e、5kg 200號溶劑油，攪拌調(diào)節(jié)成在20℃條件下相當(dāng)于0#柴油的黏度標(biāo)準(zhǔn)為4-6mm2/s，凝點(diǎn)相當(dāng)0#柴油；或者繼續(xù)加入2kg降凝劑T1804，即聚醋酸己烯脂T804，制成相當(dāng)于-10#柴油的微乳液脂肪酸柴油。其中的脂肪酸是將廢棄的動植物油脂用如下原料組成的分解劑精油酸 25kg苯 6kg精萘 10kg66波美的濃硫酸 59kg按如下組成廢棄的動植物油脂 45kg水 50kg分解劑 5kg常壓水解制成的含量97-98％(重量)的酸價(jià)為160-180mgKOH/g的脂肪酸。
實(shí)施例3利用生產(chǎn)色拉油的下腳料生產(chǎn)微乳液脂肪酸柴油。將生產(chǎn)色拉油的下腳料酸解成酸價(jià)為160-180mgKOH/g脂肪酸，按如下步驟生產(chǎn)微乳液脂肪酸柴油1)脂肪酸 30kg環(huán)烷酸15kg柴油 55kg攪拌混合15分鐘，制成油相；2)在油相中邊攪拌邊加入10kg波美濃度為66的濃硫酸，然后靜置12小時(shí)；3)放出下部含膠廢水后，依次加入a、0.005kg二茂鐵攪拌30分鐘；b、15kg水?dāng)嚢?0分鐘；c、3kg濃度為40％(重量)氫氧化納溶液，攪拌反應(yīng)30分鐘；d、0.45kg的三乙醇胺，攪拌反應(yīng)成形成一種低粘度，粒徑為0.01-0.1微米范圍內(nèi)的清澈透明的微乳液脂肪酸柴油；e、15％200號溶劑油，攪拌調(diào)節(jié)成在20℃條件下相當(dāng)于0#柴油的黏度標(biāo)準(zhǔn)為4-6mm2/s；或者繼續(xù)加入2kg降凝劑T1804，即聚醋酸己烯脂T804制成相當(dāng)于-10#柴油的微乳液脂肪酸柴油。
權(quán)利要求
1.一種微乳液脂肪酸柴油，其特征在于是由脂肪酸、環(huán)烷酸、柴油、中和堿、水、二茂鐵、三乙醇胺和溶劑油組成，它們的重量百分比組成為脂肪酸25-35環(huán)烷酸10-15柴油 50-60以上三種基礎(chǔ)原料組成油相；以下組分以油相的重量百分?jǐn)?shù)計(jì)中和堿3-6水15-20二茂鐵0.005三乙醇胺 0.45溶劑油5-15降凝劑T1804 0-2其中，中和堿為40％(重量)的氫氧化鉀溶液或40％(重量)的氫氧化鈉溶液或40％(重量)的碳酸鉀溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微乳液脂肪酸柴油，其特征在于所述的脂肪酸是將廢棄的動植物油脂用如下組成(重量％)的分解劑精油酸20-30苯5-8精萘 4-1066波美的濃硫酸55-70按如下組成(重量％)廢棄的動植物油脂 38-50水40-60分解劑1-10常壓水解制成的含量97-98％(重量)的酸價(jià)為160-180mgKOH/g的脂肪酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微乳液脂肪酸柴油，其特征在于所述的三種基礎(chǔ)原料組成油相是將三種原料的組合物用10-15％(以油相重量計(jì))的波美濃度為66的濃硫酸脫膠精練得到的。
4.一種制備權(quán)利要求1微乳液脂肪酸柴油的方法，是將脂肪酸、環(huán)烷酸和柴油混合成油相并用濃硫酸脫膠后，加入中和堿、水、二茂鐵、三乙醇胺、溶劑油和降凝劑T1804攪拌混合反應(yīng)而成；包括以下步驟1)將如下重量百分比的原料脂肪酸25-35環(huán)烷酸10-15柴油 50-60攪拌混合15分鐘，制成油相；2)在油相中邊攪拌邊加入油相重量10-15％的波美濃度為66的濃硫酸，然后靜置12小時(shí)；3)放出下部含膠廢水后，以油相的重量計(jì)，依次加入a、0.005％二茂鐵攪拌30分鐘；b、15-20％水?dāng)嚢?0分鐘；c、3-6％中和堿，攪拌反應(yīng)30分鐘；d、0.45％的三乙醇胺，攪拌反應(yīng)成清澈透明的微乳液脂肪酸柴油；e、5-15％200號溶劑油，攪拌調(diào)節(jié)成在20℃條件下相當(dāng)于0#柴油的黏度標(biāo)準(zhǔn)為4-6mm2/s；或者繼續(xù)加入2％降凝劑T1804，制成相當(dāng)于-10#柴油的微乳液脂肪酸柴油；其中，中和堿為40％(重量)的氫氧化鉀溶液或40％(重量)的氫氧化鈉溶液或者40％(重量)的碳酸鉀溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微乳液脂肪酸柴油的制備方法，其特征在于所述的脂肪酸是將廢棄的動植物油脂用如下組成(重量％)的分解劑精油酸20-30苯5-8精萘 4-1066波美的濃硫酸55-70按如下組成(重量％)廢棄的動植物油脂 38-50水40-60分解劑1-10常壓水解制成的含量97-98％(重量)的酸價(jià)為160-180mgKOH/g的脂肪酸。
全文摘要
一種微乳液脂肪酸柴油及其制備方法，以重量計(jì)，將25－35％脂肪酸、10－15％環(huán)烷酸和50－60％柴油混合成油相，再加入油相重量的3－6％濃度為40％的氫氧化鉀溶液、15－20％水、0.005％二茂鐵、0.45％三乙醇胺和15％200號溶劑油，攪拌混合而成。本發(fā)明產(chǎn)品清澈透明、體系均一、與其它油無限互溶、儲存穩(wěn)定性好、成本低，克服了乳化柴油儲存性能差，燃燒不穩(wěn)定的缺陷。不僅具有節(jié)能、節(jié)油的優(yōu)點(diǎn)，而且燃燒完全、安全環(huán)保，是傳統(tǒng)石化柴油的理想替代產(chǎn)品。
文檔編號C10L1/10GK1896194SQ200610107139
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月22日
發(fā)明者金學(xué)剛 申請人:金學(xué)剛