專利名稱：通過添加乙酸乙酯提高生物油穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種提高生物油穩(wěn)定性的方法，特別涉及一種通過添加乙酸乙酯提高生物油穩(wěn)定性的方法。
背景技術(shù)：
能源與環(huán)境的雙重危機是本世紀面臨的重大挑戰(zhàn)。按世界上目前已探明的能源儲量，石油將在40年內(nèi)枯竭，天然氣將在60年內(nèi)耗盡，煤炭資源尚可開采200年左右。同時， 化石燃料的大量使用會導致酸雨、溫室效應(yīng)，從而引發(fā)植被破壞，生物物種多樣性降低等一系列生態(tài)環(huán)境問題，嚴重影響社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。生物質(zhì)能源是僅次于石油、天然氣、煤炭的第四大能源，基于其綠色、清潔、可再生、原料來源豐富等優(yōu)點，對生物質(zhì)能源的開發(fā)研究成為各國工作的重點。我國《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出逐步提高優(yōu)質(zhì)清潔可再生能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例，力爭到 2020年使可再生能源消費量達到能源消費總量的15%，使可再生能源技術(shù)具有明顯的市場競爭力。上世紀70年代爆發(fā)的石油危機使人們開始重視生物質(zhì)液化技術(shù)的研究。生物質(zhì)熱裂解是生物質(zhì)液化技術(shù)的重要方式之一，由于具有廣闊的工業(yè)化前景而備受人們關(guān)注。 生物質(zhì)熱裂解技術(shù)是指生物質(zhì)在無氧或缺氧條件下加熱升溫引起生物質(zhì)高分子裂解產(chǎn)生生物油、可燃氣及木炭。與生物質(zhì)相比，通過生物質(zhì)熱裂解制取的生物油，其能量密度得到大幅提高，同時更便于運輸和儲藏，不僅可以直接用于現(xiàn)有鍋爐等設(shè)備的燃燒，而且可通過進一步改進加工使其品質(zhì)接近于柴油等化石燃料的品質(zhì)，此外還可以分離提取出高附加值的化學品。以此為基礎(chǔ)，可以實現(xiàn)生物質(zhì)資源的規(guī)模化和現(xiàn)代化利用。但是，生物油在常溫下會緩慢發(fā)生一系列的聚合反應(yīng)導致其粘度增加，當增加到一定程度時性質(zhì)均勻的生物油就會產(chǎn)生分層。此外，生物油還具有高點火溫度，高粘度，強腐蝕性，與化石燃料不混容，高殘?zhí)己康裙残?，這使得生物油很難直接應(yīng)用于現(xiàn)有設(shè)備，必須進一步改善其相關(guān)性質(zhì)，其中最關(guān)鍵的是提聞其穩(wěn)定性。在存儲過程中，不飽和鍵之間會發(fā)生緩慢的聚合或縮聚反應(yīng)，羥基與羧基會發(fā)生酯化反應(yīng)，羥基與羰基會發(fā)生醚化反應(yīng)，這些老化反應(yīng)導致生物油的平均分子量增加，宏觀表現(xiàn)為粘度增大。對玉米桿生物油在不同溫度下的運動粘度進行測定，發(fā)現(xiàn)當溫度低于 85°C時，生物油的粘度隨著溫度升高而減小，符合液體粘溫通用關(guān)系式；當溫度高于85°C 時，生物油的粘度隨著溫度升高而上升。研究結(jié)果表明，生物油內(nèi)部存在聚合、酯化等反應(yīng)， 小分子物質(zhì)反應(yīng)生成大分子物質(zhì)，導致生物油表觀粘度增大，且高溫有利于反應(yīng)進行。因此，將生物油存放在低溫環(huán)境下可以抑制反應(yīng)，增加穩(wěn)定性。生物質(zhì)原料本身具有的水分和熱裂解反應(yīng)過程生成的水，加上生物油具有很強的吸濕性，會吸收空氣中的水分子，同時，生物油內(nèi)部發(fā)生的一系列老化反應(yīng)也會產(chǎn)生一定量的水分子，因此生物油的含水率很高。生物油中含有一定量的水可以降低其粘度，改變體系 PH，但隨著存放時間延長，水分含量超過了一定限度(30% )，生物油內(nèi)部各組分間極性差別逐漸擴大，原本均一的液體就很難保持均勻，會出現(xiàn)分層一相為高度粘稠的物質(zhì)；另一相為含有水和可溶性物質(zhì)的液相。目前，很多學者對如何提高生物油穩(wěn)定性做了大量的研究，如，通過催化加氫，催化裂解，氣相催化，水蒸氣重整以及乳化等方式，也可以混合一些有機溶劑來改善其品質(zhì)。 本發(fā)明是在前一階段通過添加丙酮來提高生物油穩(wěn)定性的研究基礎(chǔ)上，通過添加乙酸乙酯來改善生物油穩(wěn)定性。并且通過對文獻的檢索發(fā)現(xiàn),通過添加乙酸乙酯來改善生物油穩(wěn)定性的研究尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對生物油穩(wěn)定性差，粘度隨存貯時間變化大問題，提供一種添加乙酸乙酯提高生物油穩(wěn)定性的方法。生物油內(nèi)部的老化反應(yīng)會產(chǎn)生水，含水率增加會導致生物油理化性質(zhì)不穩(wěn)定，引起分層；降低生物油含水率，可以提高其穩(wěn)定性。PH值是評價生物油是否穩(wěn)定的另一個指標，PH值下降，有利于老化反應(yīng)進行，因此控制pH值可以提高生物油穩(wěn)定性。粘度作為評價生物油內(nèi)部是否發(fā)生老化反應(yīng)的重要的指標，其絕對值越小，相對增長率越小，則說明生物油內(nèi)部老化反應(yīng)得到抑制，穩(wěn)定性得到提高。通過測試未添加與添加乙酸乙酯的生物油含水率、運動粘度(25°C )以及pH值(25°C )隨存貯時間的變化發(fā)現(xiàn)，添加乙酸乙酯能有效抑制含水率的增加，在一定程度上提高其PH值，并能極大程度地降低生物油的粘度。因此，本發(fā)明對進一步擴大生物油的應(yīng)用范圍具有積極的指導意義。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的通過向生物油中添加乙酸乙酯提高生物油穩(wěn)定性。具體為以松木木屑為原料，采用上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置制取生物油，向新制取的生物油中添加一定量乙酸乙酯，混合均勻后置于密閉容器中，放入恒溫箱內(nèi)，在40°C條件下存貯。本發(fā)明包含以下步驟第一步，生物質(zhì)原料準備采用松木木屑，經(jīng)過不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的松木木屑，在105°C溫度下干燥24h。第二步，生物油的制取采用鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，以干燥后的松木木屑為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮氣，流化風速為 60L · mirf1。第三步，計算乙酸乙酯添加量計算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為 3 15%所需乙酸乙酯的質(zhì)量。第四步，向生物油中添加乙酸乙酯稱取一定量新制生物油，加入計算所得的乙酸乙酯，混合均勻后制成乙酸乙酯處理生物油，置于密閉容器中存貯。優(yōu)選的，所述篩選后的松木木屑，要求粒徑為30 80目。優(yōu)選的，所述鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，為上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置。優(yōu)選的，所述乙酸乙酯，為分析純乙酸乙酯，純度規(guī)格彡99.5%。所述存貯，條件為恒定溫度(40°C )。優(yōu)選的，所添加的乙酸乙酯最佳質(zhì)量百分比為15%。本發(fā)明具有以下有益效果
I、工藝簡單，該方法只需向生物油中添加一定量乙酸乙酯，混合均勻密封存貯，不需要對生物油進行復雜的加工處理；成本低，不需要昂貴的設(shè)備和嚴格的條件。2、在生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為3 15%的乙酸乙酯(彡99. 5% )能夠有效提高生物油穩(wěn)定性，降低生物油粘度，40°C下能有效存貯35天以上。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的實施例作詳細說明本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。實施例I以松木木屑為原料，采用上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準備采用松木木屑，經(jīng)過不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的松木木屑，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的松木木屑，粒徑為30目；第二步，生物油的制取采用鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，以干燥后的松木木屑為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮氣，流化風速為 60L · mirf1 ；第三步，計算乙酸乙酯添加量計算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為 3%所需乙酸乙酯的質(zhì)量；所述乙酸乙酯，為分析純乙酸乙酯，純度規(guī)格> 99.5% ；第四步，向生物油中添加乙酸乙酯稱取一定量新制生物油，加入計算所需乙酸乙酯，混合均勻后制成乙酸乙酯處理生物油，置于密閉容器中存貯；存貯條件為恒定溫度 40。。。將所制生物油分成空白對照組和加入質(zhì)量百分比濃度為3%的乙酸乙酯組。將2 組生物油密封存放在40°C干燥條件下貯存35d，測定生物油特性(含水率，pH值(25°C)， 運動粘度(25°C))隨貯存時間(35d)的變化規(guī)律。下面以存貯O天和存貯35天的測試數(shù)據(jù)說明添加乙酸乙酯對提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測試結(jié)果顯示，空白組含水率從15. 65%增加到16. 32%，增加了 4. 28% ； 含有3%乙酸乙酯的生物油含水率從15. 18%減少到14. 74%，減少了 2.90%。與空白組相比，添加3%乙酸乙酯的生物油初始含水率下降，其增長率小于空白組。pH值測試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從I. 98降低到I. 75，降低了 11.62% ； 含有3%乙酸乙酯的生物油的pH值(25°C)從I. 99降低到I. 76，降低了 11.56%。與空白組相比，添加3%乙酸乙酯的生物油初始pH值升高，其下降率小于空白組。粘度測試結(jié)果顯示，空白組粘度(25°C )從90. 3mm2 i1增加到265. 3mm2 i1，增加 7 194%。含有3%乙酸乙酯的生物油粘度(25°C)從59. 173mm2 增加到188. 325mm2 .s' 增加了 218%。與空白組相比，雖然添加3%乙酸乙酯的生物油粘度增長率增大，但粘度大幅度下降。實施例2以松木木屑為原料，采用上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置制取生物油。具體步驟為
第一步，生物質(zhì)原料準備采用松木木屑，經(jīng)過不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的松木木屑，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的松木木屑，粒徑為50目。第二步，生物油的制取采用鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，以干燥后的松木木屑為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮氣，流化風速為 60L · mirf1 ；第三步，計算乙酸乙酯添加量計算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為 6%所需乙酸乙酯的質(zhì)量；所述乙酸乙酯，為分析純乙酸乙酯，純度規(guī)格> 99.5% ；第四步，向生物油中添加乙酸乙酯稱取一定量新制生物油，加入計算所需乙酸乙酯，混合均勻后制成乙酸乙酯處理生物油，置于密閉容器中存貯；存貯條件為恒定溫度 40。。。將所制生物油分成空白對照組和加入質(zhì)量百分比濃度為6%的乙酸乙酯組。將2 組生物油密封存放在40°C干燥條件下貯存35d，測定生物油特性(含水率，pH值(25°C )， 運動粘度(25°C))隨貯存時間(35d)的變化規(guī)律。下面以存貯O天和存貯35天的測試數(shù)據(jù)說明添加乙酸乙酯對提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測試結(jié)果顯示，空白組含水率從15. 65%增加到16. 32%，增加了 4.28%， 含有6%乙酸乙酯的生物油含水率從14. 71%減少到14. 53%，減少了 1.22%。與空白組相比，添加6%乙酸乙酯的生物油初始含水率下降，其增長率小于空白組。pH值測試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從I. 98降低到I. 75，降低了 11.62% ； 含有6%乙酸乙酯的生物油的pH值(25°C )從2. 14降低到I. 84，降低了 14.02%。與空白組相比，雖然添加6%乙酸乙酯的生物油pH值下降率增大，但pH值有所提高。粘度測試結(jié)果顯示，空白組粘度(25°C )從90. 3mm2 s—1增加到265. 3mm2 s—1，增加 7 194%。含有6%乙酸乙酯的生物油粘度(250C )從44. 492mm2 ·8_1增加到143. 776mm2 .s' 增加了 223%。與空白組相比，雖然添加6%乙酸乙酯的生物油粘度增長率增大，但粘度大幅度下降。實施例3以松木木屑為原料，采用上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準備采用松木木屑，經(jīng)過不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的松木木屑，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的松木木屑，粒徑為60目。第二步，生物油的制取采用鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，以干燥后的松木木屑為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮氣，流化風速為 60L · mirf1 ；第三步，計算乙酸乙酯添加量計算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為 9%所需乙酸乙酯的質(zhì)量；所述乙酸乙酯，為分析純乙酸乙酯，純度規(guī)格> 99.5% ；第四步，向生物油中添加乙酸乙酯稱取一定量新制生物油，加入計算所需乙酸乙酯，混合均勻后制成乙酸乙酯處理生物油，置于密閉容器中存貯；存貯條件為恒定溫度 40。。。將所制生物油分成空白對照組和加入質(zhì)量百分比濃度為9%的乙酸乙酯組。將2 組生物油密封存放在40°C干燥條件下貯存35d，測定生物油特性(含水率，pH值(25°C )運動粘度(25°C )，)隨貯存時間(35d)的變化規(guī)律。下面以存貯O天和存貯35天的測試數(shù)據(jù)說明添加乙酸乙酯對提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測試結(jié)果顯示，空白組含水率從15. 65%增加到16. 32%，增加了 4. 28%, 含有9%乙酸乙酯的生物油含水率從14. 24%減少到14. 16%，減少了 0.56%。與空白組相比，添加9%乙酸乙酯的生物油初始含水率下降，其增長率小于空白組。pH值測試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從I. 98降低到I. 75，降低了 11.62% ； 含有9%乙酸乙酯的生物油的pH值(25°C )從2. 19降低到I. 79，降低了 18. 26%。與空白組相比，雖然添加9%乙酸乙酯的生物油pH值下降率增大，但pH值有所提高。粘度測試結(jié)果顯示，空白組粘度(25°C )從90. 3mm2 i1增加到265. 3mm2 i1，增加 7 194%。含有9%乙酸乙酯的生物油粘度(25°C)從36. 554mm2 .s4增加到104. 851mm2 .s—1, 增加了 187%。與空白組相比，添加9%乙酸乙酯的生物油初始粘度大幅度下降，且其增長率小于空白組。實施例4以松木木屑為原料，采用上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準備采用松木木屑，經(jīng)過不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的松木木屑，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的松木木屑，粒徑為80目。第二步，生物油的制取采用鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，以干燥后的松木木屑為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮氣，流化風速為 60L · mirf1 ；第三步，計算乙酸乙酯添加量計算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為 12%所需乙酸乙酯的質(zhì)量；所述乙酸乙酯，為分析純乙酸乙酯，純度規(guī)格> 99.5% ；第四步，向生物油中添加乙酸乙酯稱取一定量新制生物油，加入計算所需乙酸乙酯，混合均勻后制成乙酸乙酯處理生物油，置于密閉容器中存貯；存貯條件為恒定溫度 40。。。將所制生物油分成空白對照組和加入質(zhì)量百分比濃度為12%的乙酸乙酯組。將2 組生物油密封存放在40°C干燥條件下貯存35d，測定生物油特性(含水率，pH值(25°C )， 運動粘度(25°C))隨貯存時間(35d)的變化規(guī)律。下面以存貯O天和存貯35天的測試數(shù)據(jù)說明添加乙酸乙酯對提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測試結(jié)果顯示，空白組含水率從15. 65%增加到16. 32%，增加了 4.28%， 含有12%乙酸乙酯的生物油含水率從13. 77%增加到13. 85%，增加了 0.58%。與空白組相比，添加12%乙酸乙酯的生物油初始含水率下降，其增長率小于空白組。pH值測試結(jié)果顯示，空白組pH值(25V )從I. 98降低到I. 75，降低了 11.62% ； 含有12%乙酸乙酯的生物油的pH值(25°C )從2. 22降低到I. 79，降低了 19.37%。與空白組相比，雖然添加12%乙酸乙酯的生物油pH值下降率增大，但pH值明顯提高。粘度測試結(jié)果顯示，空白組粘度(25°C )從90. 3mm2 i1增加到265. 3mm2 i1，增加 7 194%。含有12%乙酸乙酯的生物油粘度(25°C)從29. 289mm2 增加到76. 297mm2 .s' 增加了 160%。與空白組相比，添加12%乙酸乙酯的生物油初始粘度大幅度下降，且其增長率小于空白組。
實施例5以松木木屑為原料，采用上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準備采用松木木屑，經(jīng)過不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的松木木屑，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的松木木屑，粒徑為40目。第二步，生物油的制取采用鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，以干燥后的松木木屑為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮氣，流化風速為 60L · mirf1 ；第三步，計算乙酸乙酯添加量計算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為 15%所需乙酸乙酯的質(zhì)量；所述乙酸乙酯，為分析純乙酸乙酯，純度規(guī)格> 99.5% ；第四步，向生物油中添加乙酸乙酯稱取一定量新制生物油，加入計算所需乙酸乙酯，混合均勻后制成乙酸乙酯處理生物油，置于密閉容器中存貯；存貯條件為恒定溫度 40。。。將所制生物油分成空白對照組和加入質(zhì)量百分比濃度為15%的乙酸乙酯組。將2 組生物油密封存放在40°C干燥條件下貯存35d，測定生物油特性(含水率，pH值(25°C )， 運動粘度(25°C))隨貯存時間(35d)的變化規(guī)律。下面以存貯O天和存貯35天的測試數(shù)據(jù)說明添加乙酸乙酯對提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測試結(jié)果顯示，空白組含水率從15. 65%增加到16. 32%，增加了 4.28%， 含有15%乙酸乙酯的生物油含水率從13. 3%增加到13. 41%，增加了 0.83%。添加15%乙酸乙酯的生物油初始含水率下降，其增長率小于空白組。pH值測試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從I. 98降低到I. 75，降低了 11.62% ； 含有15%乙酸乙酯的生物油的pH值(25°C )從2. 26降低到I. 82，降低了 19.47%。與空白組相比，雖然添加15%乙酸乙酯的生物油pH值下降率增大，但pH值明顯提高。粘度測試結(jié)果顯示，空白組粘度(25°C )從90. 3mm2 .s—1增加到265. 3mm2 .s—1，增加 7 194%。含有15%乙酸乙酯的生物油粘度(25°C)從22. 265mm2 ·8_1增加到53. 327mm2 .s' 增加了 140%。與空白組相比，添加15%乙酸乙酯的生物油初始粘度大幅度下降，且其增長率小于空白組。對比實施例I 4發(fā)現(xiàn)，當添加的乙酸乙酯質(zhì)量百分比濃度為15%時，所得生物油的初始含水率最低，存貯35天后，生物油的含水率最低，pH值僅比添加12%丙酮的生物油組低O. 02，高于其他各濃度組，粘度最低，且粘度增長率最小，因此，綜合考慮，所添加的乙酸乙酯最佳質(zhì)量百分比為15%。對比例I以松木木屑為原料，采用上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準備采用松木木屑，經(jīng)過不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的松木木屑，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的松木木屑，粒徑為40目。第二步，生物油的制取采用鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，以干燥后的松木木屑為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮氣，流化風速為 60L · mirf1 ；
第三步，計算丙酮添加量計算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為15%所需丙酮的質(zhì)量；所述丙酮，為分析純丙酮，純度規(guī)格> 99. 5% ；第四步，向生物油中添加丙酮稱取一定量新制生物油，加入計算所需丙酮，混合均勻后制成丙酮處理生物油，置于密閉容器中存貯；存貯條件為恒定溫度40°C。將所制生物油分成空白對照組和加入質(zhì)量百分比濃度為15%的丙酮組。將2組生物油密封存放在40°C干燥條件下貯存35d，測定生物油特性(含水率，pH值(25°C )，運動粘度(25°C))隨貯存時間(35d)的變化規(guī)律。下面以存貯O天和存貯35天的測試數(shù)據(jù)說明添加丙酮對提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測試結(jié)果顯示，空白組含水率從15. 65%增加到16. 32%，增加了 4. 28%, 含有15%丙酮的生物油含水率從13. 3%增加到14. 36%，增加了 7.97%。pH值測試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從I. 98降低到I. 75，降低了 11.62% ； 含有15%丙酮的生物油的pH值(250C )從2. 29降低到I. 89，降低了 17.47%。粘度測試結(jié)果顯示，空白組粘度(250C )從90. 3mm2 · s—1增加到265. 3mm2 · s'增加了 194%。含有15%丙酮的生物油粘度(250C )從18. 6mm2 · s-1增加至Ij 40. 7mm2 · s'增加了 119%。將對比例I與實施例5進行對比發(fā)現(xiàn)，在添加量均為質(zhì)量百分比濃度15%的情況下，乙酸乙酯和丙酮對提高生物油pH功效相近；粘度測試結(jié)果顯示，丙酮處理生物油的粘度略小于乙酸乙酯處理生物油；而含水率測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加乙酸乙酯對生物油含水率增長的抑制作用遠遠優(yōu)于丙酮。對于添加劑的效果，不能單從降低粘度角度出發(fā)，應(yīng)結(jié)合含水率的變化進行綜合評價。含水率的增加是生物油內(nèi)部酯化、醚化等反應(yīng)的結(jié)果，含水率增加必定導致生物油粘度降低，流動性增加，但高含水率不利于生物油的穩(wěn)定存貯。含水率和粘度測試結(jié)果顯示， 在含水率大大降低的前提下，乙酸乙酯處理生物油的粘度較丙酮處理生物油僅略有增加， 這無疑更有利于生物油的穩(wěn)定存貯。從長期存貯的角度來看，添加乙酸乙酯可以有效降低生物油的水分增加，并在很大程度上降低生物油粘度，這說明乙酸乙酯作為一種抑制劑，抑制了生物油內(nèi)部的許多反應(yīng)，這種效果是可持續(xù)的；添加丙酮在很大程度上降低生物油粘度，但同時增加生物油含水率，這說明丙酮作為一種反應(yīng)物，代替生物油中一些含羰基的大分子與生物油中活性成分反應(yīng)生成醚類物質(zhì)而阻止導致生成大分子聚合物的反應(yīng)進行，可以預見，隨著反應(yīng)消耗，丙酮的作用是不可持續(xù)的。綜上可以得出結(jié)論，乙酸乙酯對于提高生物油穩(wěn)定性的作用優(yōu)于丙酮。
權(quán)利要求
1.一種通過添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，向生物油中添加乙酸乙酯。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述通過添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包含以下步驟第一步，生物質(zhì)原料準備采用松木木屑，經(jīng)過不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的松木木屑，在105°C溫度下干燥24h ；第二步，生物油的制取采用鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，以干燥后的松木木屑為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮氣，流化風速為60L · miiT1 ；第三步，計算乙酸乙酯添加量計算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為3 15%所需乙酸乙酯的質(zhì)量；第四步，向生物油中添加乙酸乙酯稱取一定量新制生物油，加入計算所需乙酸乙酯， 混合均勻后制成乙酸乙酯處理生物油，置于密閉容器中存貯。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述通過添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述篩選后的松木木屑，要求粒徑為30 80目。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述通過添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置，為上海交通大學農(nóng)業(yè)與生物學院生物質(zhì)能工程中心自主研制的鼓泡流化床生物質(zhì)快速熱裂解裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述通過添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述乙酸乙酯，為分析純，純度規(guī)格> 99. 5%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述通過添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述存貯，條件為恒定溫度40°C。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述通過添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所添加的乙酸乙酯最佳質(zhì)量百分比為15%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種添加乙酸乙酯提高生物油穩(wěn)定性的方法。該方法是通過向生物油中添加不同濃度的乙酸乙酯。優(yōu)選添加乙酸乙酯的質(zhì)量百分比濃度為3％～15％。通過測試未添加與添加乙酸乙酯的生物油含水率、pH值(25℃)以及運動粘度(25℃)隨存貯時間的變化發(fā)現(xiàn)，添加乙酸乙酯能有效抑制含水率的增加，在一定程度上提高其pH值，并能極大程度地降低生物油的粘度。此法工藝簡單，成本低，不需要昂貴的設(shè)備和嚴格的條件，能夠有效提高生物油穩(wěn)定性，降低生物油粘度，所得生物油在40℃下能有效存貯35天以上。本發(fā)明成果對進一步擴大生物油的應(yīng)用范圍有積極的指導意義。
文檔編號C10L1/19GK102604695SQ20111043133
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者劉榮厚, 武麗娟, 沈晨杰, 費雯婷 申請人:上海交通大學