專利名稱：一種微乳化生物柴油及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物柴油加工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種微乳化生物柴油及其制備方法。
背景技術(shù)：
生物柴油是一種可再生且安全性高的新型燃料，它是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實(shí)、工程微藻等油料水生植物以及動(dòng)物油脂、廢餐飲油等為原料制成的液體燃料。生物柴油能以任意比與石化柴油混合，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。但是生物柴油也有其缺點(diǎn)，如生物柴油粘度較高、揮發(fā)性較差，NOx排放量也較高。 而微乳化生物柴油能夠有效降低生物柴油的粘度，改善霧化性能，降低NOx和碳煙排放。微乳化生物柴油是由生物柴油、乳化劑(表面活性劑)和水自發(fā)形成的熱力學(xué)穩(wěn)定系統(tǒng)。尋找合適的乳化劑(表面活性劑)是配制穩(wěn)定的微乳化生物柴油的關(guān)鍵，此外，恰當(dāng)?shù)挠?、水和乳化?表面活性劑)比例也是影響微乳化生物柴油性能的關(guān)鍵因素之一。目前微乳化生物柴油技術(shù)研究取得了一些成果，但仍舊存在著一定的缺陷。例如 孫平等(CN10140773，一種環(huán)保型微乳化生物柴油及其配制方法)報(bào)道了一種由辛基酚聚氧乙烯醚0P-4和0P-7復(fù)配的生物柴油-水微乳液；伍林等(CNlO 1250431，一種微乳化生物柴油及其制備方法)研究了一種由SPAN80和TWEEN80混合后用油酸溶解成的復(fù)配乳化劑，和水、生物柴油、乙醇胺及助溶劑混合配制而成；高永建等(CN10134874，一種微乳化生物柴油及其配制方法)發(fā)現(xiàn)了一種微乳化生物柴油的制備方法，該方法配制的生物柴油是由礦物柴油、動(dòng)物油脂、甲醇、環(huán)烷酸、OP乳化劑、十二烷基磺酸鈉、三乙醇胺等組成。這些配方雖然都能夠得到微乳化生物柴油，但是均存在乳化劑用量過(guò)多、揮發(fā)性能差或配方過(guò)于復(fù)雜等問(wèn)題。目前，國(guó)際油價(jià)格一路飆升，石油資源愈顯緊張，因此，研究性能良好的微乳化生物柴油不僅可以降低成本，而且可以節(jié)約能源和環(huán)保，是一項(xiàng)非常重要且迫在眉睫的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種透明、可長(zhǎng)期貯存、能很好地發(fā)揮生物柴油作為可再生替代能源的優(yōu)點(diǎn)，且能夠降低燃用生物柴油時(shí)有害氣體NOx排放和碳煙排放的微乳化生物柴油。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供上述微乳生物柴油的制備方法。本發(fā)明的上述目的是通過(guò)如下方案予以實(shí)現(xiàn)的一種微乳化生物柴油，其配方由如下質(zhì)量百分比的各組分組成
生物柴油65 90% ；
復(fù)配乳化劑2 12% ；
助溶劑3 8% ；
水5 15%。
上述生物柴油采用本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)行生物柴油研究時(shí)所用的任何一種生物柴油均可，如可以為地溝油、麻瘋樹(shù)果油、大豆油、棉籽油或棕櫚油中任意一種制備而得。
上述復(fù)配乳化劑采用脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的混合物，所述脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7均為市售產(chǎn)品。上述復(fù)配乳化劑中，對(duì)脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的混合比例進(jìn)行優(yōu)化，則脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的質(zhì)量比為 1:2 1:8。上述助溶劑采用正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇或異戊醇中的任意一種或兩種以上的混合物。上述水采用普通自來(lái)水或純凈水等等。本發(fā)明還提供上述微乳化生物柴油的制備方法，其步驟如下所示
首先按照質(zhì)量比將脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7均勻混合制備得到復(fù)配乳化劑，然后在室溫條件下，按照質(zhì)量百分比將生物柴油、復(fù)配乳化劑、助溶劑和水混合并攪拌至均勻透明，最終形成的透明混合液即為所需微乳化生物柴油。本發(fā)明的微乳化生物柴油具有清澈、透明、分散均勻、熱力學(xué)相當(dāng)穩(wěn)定、有利于儲(chǔ)存和運(yùn)輸且不分層等特點(diǎn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
1.本發(fā)明的微乳化生物柴油，其配方中組分的選擇和配比均是經(jīng)過(guò)優(yōu)化后得到的，其配比合理，乳化劑和助溶劑中未添加任何含氮化合物，水的含量達(dá)到5 15%，從而能夠有效地降低NOx和碳煙的排放；
2.本發(fā)明的微乳化生物柴油，其復(fù)配乳化劑和助溶劑的原料成本低、無(wú)毒性，使用時(shí)對(duì)柴油機(jī)無(wú)腐蝕性；
3.本發(fā)明的微乳化生物柴油，既能發(fā)揮生物柴油作為可再生替代能源的優(yōu)點(diǎn)，又能降低燃用生物柴油時(shí)有害氣體NOx和碳煙的排放，而且價(jià)格低廉，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定儲(chǔ)運(yùn)；
4.本發(fā)明的微乳化生物柴油，其制備方法簡(jiǎn)單，在制備過(guò)程中對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地解釋，但具體實(shí)施例并不對(duì)本發(fā)明做任何限定。實(shí)施例1乳化劑的篩選
鑒于乳化劑對(duì)微乳化生物柴油穩(wěn)定性和品質(zhì)的影響，因此本實(shí)施例對(duì)乳化劑進(jìn)行優(yōu)化和篩選，具體分為如下幾個(gè)步驟。一、單一乳化劑的使用效果
首先研究單一乳化劑使用時(shí)形成微乳的用量，以確定乳化劑的效率。本實(shí)施例選擇的乳化劑有辛基酚聚氧乙烯醚(0P系列)、壬基酚聚氧乙烯醚(TX系列)、脂肪醇聚氧乙烯醚(ΑΕ0系列)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、琥珀酸二辛酯磺酸鈉 (Α0Τ)、司盤(Span系列)、吐溫(Tween系列)、三乙醇胺單油酸酯和脂肪酸酰胺等。實(shí)驗(yàn)方法不同乳化劑與助溶劑(正丁醇)按質(zhì)量比1:1混合均勻后，逐滴加入生物柴油中(該生物柴油的油水比為0. 90、油水總質(zhì)量為10g)，邊滴加邊攪拌，直到液體變?yōu)槌吻逋该鳡顟B(tài)為止，記錄加入乳化劑的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)后分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果本實(shí)施例的不同乳化劑中，單一使用時(shí)能形成微乳化的表面活性劑有TX-7、AE0-7、AE0-9、Tween80和正丁醇本身，其中TX-7和AE0-7所用質(zhì)量最小，但是TX-7為壬基酚聚氧乙烯醚，其分子本身帶有苯環(huán)，燃燒后對(duì)環(huán)境污染相對(duì)較大，出于環(huán)保角度考慮，選擇AE0-7進(jìn)行后續(xù)研究。二、復(fù)配乳化劑的篩選
發(fā)明人通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)，復(fù)配乳化劑比單一乳化劑效果更好，因此對(duì)AE0-7進(jìn)行復(fù)配乳化劑的研究。先將AE0-7與上述各乳化劑進(jìn)行復(fù)配，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CTAB, AOT、AE0-9和AE0-3與 AE0-7復(fù)配后，可使得生物柴油微乳化，其余乳化劑與AE0-7的復(fù)配無(wú)法使得生物柴油微乳化。于是針對(duì)CTAB、AOT、AE0-9和AE0-3與AE0-7的復(fù)配效果，本發(fā)明人又進(jìn)行深入研究，實(shí)驗(yàn)方法為
(1)取適量復(fù)配乳化劑，加入等量正丁醇，完全溶解后，加入Ig水和9g生物柴油，充分?jǐn)嚢?，至溶液變?yōu)橥该鞒吻逡后w，并于室溫條件下觀察微乳化生物柴油能否長(zhǎng)期放置，結(jié)果如表1所示。表1不同復(fù)配乳化劑制備微乳化生物柴油的效果
權(quán)利要求
1.一種微乳化生物柴油，其配方由如下質(zhì)量百分比的各組分組成生物柴油65 90% ；復(fù)配乳化劑2 12% ；助溶劑3 8% ；水5 15%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述微乳化生物柴油，其特征在于所述生物柴油為地溝油、麻瘋樹(shù)果油、大豆油、棉籽油或棕櫚油中任意一種制備而得。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述微乳化生物柴油，其特征在于所述復(fù)配乳化劑為脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述微乳化生物柴油，其特征在于所述脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的質(zhì)量比為1:2 1:8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述微乳化生物柴油，其特征在于所述助溶劑為正丙醇、異丙醇、正丁醇、異丁醇、正戊醇或異戊醇中的任意一種或兩種以上的混合物。
6.一種權(quán)利要求1 5所述任一項(xiàng)微乳化生物柴油的制備方法，其特征在于該制備方法包括如下步驟首先按照質(zhì)量比將脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7均勻混合制備得到復(fù)配乳化劑，然后在室溫條件下，按照質(zhì)量百分比將生物柴油、復(fù)配乳化劑、助溶劑和水混合并攪拌至均勻透明，最終形成的透明混合液即為所需微乳化生物柴油。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種微乳化生物柴油及其制備方法，該微乳化生物柴油的配方，按質(zhì)量百分比計(jì)，由65～90%生物柴油、2～12%復(fù)配乳化劑、3～8%助溶劑和5～15%水組成。本發(fā)明微乳化生物柴油的配比合理，并具有清澈、透明、分散均勻、熱力學(xué)相當(dāng)穩(wěn)定、有利于儲(chǔ)存和運(yùn)輸且不分層等特點(diǎn)。本發(fā)明的微乳化生物柴油既能發(fā)揮生物柴油作為可再生替代能源的優(yōu)點(diǎn)，又能降低燃用生物柴油時(shí)有害氣體NOx和碳煙的排放，而且價(jià)格低廉，能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定儲(chǔ)運(yùn)。本發(fā)明的微乳化生物柴油，其制備方法簡(jiǎn)單，在制備過(guò)程中對(duì)環(huán)境不會(huì)造成污染。
文檔編號(hào)C10L1/32GK102382697SQ201110299389
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者呂玉平, 宋化燦, 楊明桂, 林志生, 王希在, 胡江涌, 鐘少芬, 聞環(huán) 申請(qǐng)人:國(guó)家石油石化產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(廣東)