專利名稱：通過(guò)添加劑提高生物油穩(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(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法。
背景技術(shù)：
能源與環(huán)境的雙重危機(jī)是本世紀(jì)面臨的重大挑戰(zhàn)。按世界上目前已探明的能源，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(shí)，化石燃料的大量使用會(huì)導(dǎo)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(wèn)題，嚴(yán)重影響社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(lái)源豐富等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)生物質(zhì)能源的開發(fā)研究成為各國(guó)工作的重點(diǎn)?！犊稍偕茉粗虚L(zhǎng)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(zhēng)到2020年使可再生能源消費(fèi)量達(dá)到能源消費(fèi)總量的15%，使可再生能源技術(shù)具有明顯的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。上世紀(jì)70年代爆發(fā)的石油危機(jī)使人們開始重視生物質(zhì)液化技術(shù)的研究。生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為生物油后，其能量密度得到大幅提高，同時(shí)更便于運(yùn)輸和儲(chǔ)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(guò)進(jìn)一步改進(jìn)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(xué)品。以此為基礎(chǔ)，可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)資源的規(guī)?；同F(xiàn)代化利用。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(wú)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?xì)饧澳咎俊Ｉ镉驮诔叵聲?huì)緩慢發(fā)生一系列的聚合反應(yīng)導(dǎo)致其粘度增加，當(dāng)增加到一定程度時(shí)性質(zhì)均勻的生物油就會(huì)產(chǎn)生分層。此外，生物油還具有高點(diǎn)火溫度，高粘度，強(qiáng)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(jìn)一步改善其相關(guān)性質(zhì)，其中最關(guān)鍵的是提高其穩(wěn)定性。生物油在儲(chǔ)存過(guò)程中，不飽和鍵之間會(huì)發(fā)生緩慢的聚合或縮聚反應(yīng)，羥基與羧基會(huì)發(fā)生酯化反應(yīng)，羥基與羰基會(huì)發(fā)生醚化反應(yīng)，這些老化反應(yīng)導(dǎo)致生物油的平均分子量增力口，宏觀表現(xiàn)為粘度增大。對(duì)玉米桿生物油在不同溫度下的運(yùn)動(dòng)粘度進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)當(dāng)溫度低于85°C時(shí)，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(dāng)溫度高于85°C時(shí)，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(dǎo)致生物油表觀粘度增大，且高溫有利于反應(yīng)進(jìn)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(guò)程生成的水，加上生物油具有很強(qiáng)的吸濕性，會(huì)吸收空氣中的水分子，同時(shí)，生物油內(nèi)部發(fā)生的一系列老化反應(yīng)也會(huì)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(shí)間延長(zhǎng)，水分含量超過(guò)了一定限度(30% )，生物油內(nèi)部各組分間極性差別逐漸擴(kuò)大，原本均一的液體就很難保持均勻，會(huì)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(xué)者如何對(duì)提高生物油穩(wěn)定性做了大量的研究，如通過(guò)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(jī)溶劑來(lái)改善其品質(zhì)。山東青島大學(xué)王翠蘋等申請(qǐng)了“一種生物質(zhì)熱裂解油精致的方法”的專利，他們采用異辛醇制得少水生物油，再用乙酰氯與其反應(yīng)制得無(wú)水生物油，再加入乙醇，在催化劑的催化作用下，加熱發(fā)生酯化反應(yīng)制得酯化生物油，最后用無(wú)水硫酸鎂脫水調(diào)節(jié)PH，制得精制生物油。所得精制生物油的熱值和PH大幅度提高，但同時(shí)粘度也相應(yīng)增加。本發(fā)明是在前一階段分別通過(guò)添加丙酮及乙酸乙酯提高生物油穩(wěn)定性的研究基礎(chǔ)上，通過(guò)添加甲醇來(lái)改善生物油穩(wěn)定性。該方法操作簡(jiǎn)單，能有效降低生物油含水率和粘度，明顯提高生物油的PH值。文獻(xiàn)檢索結(jié)果表明，通過(guò)添加甲醇來(lái)改善生物油穩(wěn)定性的研究尚未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)生物油穩(wěn)定性差，粘度隨儲(chǔ)存時(shí)間大幅度增加，提供一種通過(guò)添加劑(甲醇)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(huì)產(chǎn)生水，含水率增加會(huì)導(dǎo)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(píng)價(jià)生物油是否穩(wěn)定的另一個(gè)指標(biāo)，低PH值有利于老化反應(yīng)進(jìn)行，因此提高pH值可以提高生物油穩(wěn)定性。粘度作為評(píng)價(jià)生物油內(nèi)部是否發(fā)生老化反應(yīng)的重要的指標(biāo)，其絕對(duì)值越小，相對(duì)增長(zhǎng)率越小，則說(shuō)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(guò)測(cè)試未添加與添加甲醇的生物油含水率、PH值(25°C )以及運(yùn)動(dòng)粘度(40°C )隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化發(fā)現(xiàn)，添加甲醇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(duì)進(jìn)一步擴(kuò)大生物油的應(yīng)用范圍具有積極的指導(dǎo)意義。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的通過(guò)向生物油中添加甲醇提高生物油穩(wěn)定性。具體為以稻殼為原料，采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置制取生物油，向新制取的生物油中添加一定量甲醇，混合均勻后置于密閉容器中，放入恒溫箱內(nèi)，在25°C條件下儲(chǔ)存。本發(fā)明涉及一種通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，包括如下步驟向生物油中添加甲醇，混合均勻后，制成甲醇處理生物油。優(yōu)選地，所述添加的甲醇占甲醇處理生物油總重的質(zhì)量百分比濃度為1% 21%。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述添加的甲醇占甲醇處理生物油總重的質(zhì)量百分比濃度為21%。優(yōu)選地，所述生物油的制備方法包括如下步驟步驟一，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備取稻殼，干燥；步驟二，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)?，流化風(fēng)速為60L mirT1。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述步驟一中稻殼的粒徑為30 80目。優(yōu)選地，所述甲醇處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存。、
優(yōu)選地，所述甲醇，為分析純，純度規(guī)格> 99. 5%。本發(fā)明具有如下有益效果I、工藝簡(jiǎn)單，該方法只需向生物油中添加一定量甲醇，混合均勻密封儲(chǔ)存，不需要對(duì)生物油進(jìn)行復(fù)雜的加工處理；成本低，不需要昂貴的設(shè)備和嚴(yán)格的條件。2、在生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為I % 21%的甲醇(彡99. 5%)能夠有效提高生物油穩(wěn)定性，降低生物油粘度，25°C下能 有效儲(chǔ)存42天以上。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例I以稻殼為原料，采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備采用稻殼，經(jīng)過(guò)不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的稻殼，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的稻殼，粒徑為30目；第二步，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)?，流化風(fēng)速為60L mirT1 ；第三步，計(jì)算甲醇添加量計(jì)算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為1%所需甲醇的質(zhì)量；所述甲醇，為分析純甲醇，純度規(guī)格> 99. 5% ；第四步，向生物油中添加甲醇稱取一定量新制生物油，加入計(jì)算所需甲醇，混合均勻后制成甲醇處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存；儲(chǔ)存條件為恒定溫度25°C。將所制生物油分成空白對(duì)照組和加入質(zhì)量百分比濃度為1%的甲醇組。將2組生物油密封存放在25°C干燥條件下貯存42d，測(cè)定生物油特性(含水率，pH值(25°C )，運(yùn)動(dòng)粘度(40°C))隨儲(chǔ)存時(shí)間(42d)的變化規(guī)律。下面以儲(chǔ)存0天和儲(chǔ)存42天的測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明添加甲醇對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測(cè)試結(jié)果顯示，空白組含水率從29. 96%增加到31. 62%，增加了 5. 54% ;含有1%甲醇的生物油含水率從27. 87%減少到27. 80%，減少了 0.27%。與空白組相比，添加1%甲醇的生物油初始含水率下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。pH值測(cè)試結(jié)果顯示，空白組pH值(25°C)從2. 99升高到3. 09，升高了 3. 34%;含有I %甲醇的生物油的pH值(25°C )從3. 02升高到3. 19，升高了 5.63%。由此可見，添加I %甲醇的生物油初始PH值上升，且其增長(zhǎng)率大于空白組。粘度測(cè)試結(jié)果顯示，空白組粘度(40°C )從17. 23mm2 -s^1增加到37. 45mm2 ，增加了 117. 35%。含有I %甲醇的生物油粘度(400C )從14. 9mm2 .s—1增加到29. 39mm2 .s—1，增加了 97.25%。與空白組相比，添加1%甲醇的生物油初始粘度下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。實(shí)施例2以稻殼為原料，采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備采用稻殼，經(jīng)過(guò)不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的稻殼，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的稻殼，粒徑為50目。第二步，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)?，流化風(fēng)速為60L mirT1 ；第三步，計(jì)算甲醇添加量計(jì)算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為6%所需甲醇的質(zhì)量；所述甲醇，為分析純甲醇，純度規(guī)格> 99. 5% ； 第四步，向生物油中添加甲醇稱取一定量新制生物油，加入計(jì)算所需甲醇，混合均勻后制成甲醇處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存；儲(chǔ)存條件為恒定溫度25°C。將所制生物油分成空白對(duì)照組和加入質(zhì)量百分比濃度為6%的甲醇組。將2組生物油密封存放在25°C干燥條件下儲(chǔ)存42d，測(cè)定生物油特性(含水率，pH值(25°C )，運(yùn)動(dòng)粘度(40°C))隨儲(chǔ)存時(shí)間(42d)的變化規(guī)律。下面以儲(chǔ)存0天和儲(chǔ)存42天的測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明添加甲醇對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測(cè)試結(jié)果顯示，空白組含水率從29. 96%增加到31. 62%，增加了 5.54%，含有6%甲醇的生物油含水率從26. 47%到27. 58%，增加了 4.19%。與空白組相比，添加6%甲醇的生物油初始含水率下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。pH值測(cè)試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從2. 99增加到3. 09，增加了 3. 34%；#有6%甲醇的生物油的pH值(25°C )從3. 15增加到3. 33，增加了 5. 71%。由此可見，添加6%甲醇的生物油初始pH值上升，且其增長(zhǎng)率大于空白組。粘度測(cè)試結(jié)果顯示，空白組粘度(40°C )從17. 23mm2 -s^1增加到37. 45mm2 ，增加了 117. 35%。含有6%甲醇的生物油粘度(400C )從11. 78mm2 .s—1增加到16. 83mm2 .s—1，增加了 42.87%。與空白組相比，添加6%甲醇的生物油初始粘度大幅度下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。實(shí)施例3以稻殼為原料，采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備采用稻殼，經(jīng)過(guò)不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的稻殼，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的稻殼，粒徑為60目。第二步，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)?，流化風(fēng)速為60L mirT1 ；第三步，計(jì)算甲醇添加量計(jì)算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為11%所需甲醇的質(zhì)量；所述甲醇，為分析純甲醇，純度規(guī)格> 99. 5% ；第四步，向生物油中添加甲醇稱取一定量新制生物油，加入計(jì)算所需甲醇，混合均勻后制成甲醇處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存；儲(chǔ)存條件為恒定溫度25°C。將所制生物油分成空白對(duì)照組和加入質(zhì)量百分比濃度為11%的甲醇組。將2組生物油密封存放在25°C干燥條件下儲(chǔ)存42d，測(cè)定生物油特性(含水率，pH值(25°C )，運(yùn)動(dòng)粘度(40°C))隨儲(chǔ)存時(shí)間(42d)的變化規(guī)律。下面以儲(chǔ)存0天和儲(chǔ)存42天的測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明添加甲醇對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測(cè)試結(jié)果顯示，空白組含水率從29. 96%增加到31. 62%，增加了 5.54%，含有11%甲醇的生物油含水率從25. 87%增加到26. 04%，增加了 0. 66%。與空白組相比，添加11%甲醇的生物油初始含水率下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。pH值測(cè)試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從2. 99增加到3. 09，增加了 3. 34%；#有11%甲醇的生物油的pH值(25°C)從3. 30增加到3. 54，增加了 7.27%。由此可見，添加11 %甲醇的生物油初始pH值上升，且其增長(zhǎng)率大于空白組。粘度測(cè)試結(jié)果顯示,空白組粘度(40°C )從17. 23mm2 *s_1增加到37. 45mm2 -s'增加了 117. 35%。含有11%甲醇的生物油粘度(40 0C )從9. OSmm2M-1增加到11. 54mm2* s—1，增加了 27. 12%。與空白組相比，添加11%甲醇的生物油初始粘度大幅度下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。實(shí)施例4以稻殼為原料，采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備采用稻殼，經(jīng)過(guò)不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的稻殼，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的稻殼，粒徑為80目。第二步，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)?，流化風(fēng)速為60L mirT1 ；第三步，計(jì)算甲醇添加量計(jì)算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為16%所需甲醇的質(zhì)量；所述甲醇，為分析純甲醇，純度規(guī)格> 99. 5% ；第四步，向生物油中添加甲醇稱取一定量新制生物油，加入計(jì)算所需甲醇，混合均勻后制成甲醇處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存；儲(chǔ)存條件為恒定溫度25°C。將所制生物油分成空白對(duì)照組和加入質(zhì)量百分比濃度為16%的甲醇組。將2組生物油密封存放在25°C干燥條件下儲(chǔ)存42d，測(cè)定生物油特性(含水率，pH值(25°C )，運(yùn)動(dòng)粘度(40°C))隨儲(chǔ)存時(shí)間(42d)的變化規(guī)律。下面以儲(chǔ)存0天和儲(chǔ)存42天的測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明添加甲醇對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測(cè)試結(jié)果顯示，空白組含水率從29. 96%增加到31. 62%，增加了 5.54%，含有16%甲醇的生物油含水率從23. 74%增加到24. 73%，增加了 4. 17%。與空白組相比，添加16%甲醇的生物油初始含水率下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。pH值測(cè)試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從2. 99增加到3. 09，增加了 3. 34%；#有16%甲醇的生物油的pH值(25°C)從3. 45增加到3. 71，增加了 7.54%。由此可見，添加16 %甲醇的生物油初始pH值上升，且其增長(zhǎng)率大于空白組。粘度測(cè)試結(jié)果顯示，空白組粘度(40°C )從17. 23mm2 -s^1增加到37. 45mm2 ，增加了 117. 35%。含有16%甲醇的生物油粘度(400C )從7. 015mm2 m—1增加到8. 488mm2 .s'增加了 21. 00%。與空白組相比，添加16%甲醇的生物油初始粘度大幅度下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。實(shí)施例5 以稻殼為原料，采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備采用稻殼，經(jīng)過(guò)不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的稻殼，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的稻殼，粒徑為40目。
第二步，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)?，流化風(fēng)速為60L mirT1 ；第三步，計(jì)算甲醇添加量計(jì)算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為21%所需甲醇的質(zhì)量；所述甲醇，為分析純甲醇，純度規(guī)格> 99. 5% ；第四步，向生物油中添加甲醇稱取一定量新制生物油，加入計(jì)算所需甲醇，混合均勻后制成甲醇處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存；儲(chǔ)存條件為恒定溫度25°C。將所制生物油分成空白對(duì)照組和加入質(zhì)量百分比濃度為21%的甲醇組。將2組生物油密封存放在25°C干燥條件下儲(chǔ)存42d，測(cè)定生物油特性(含水率，pH值(25°C )，運(yùn)動(dòng)粘度(40°C))隨儲(chǔ)存時(shí)間(42d)的變化規(guī)律。下面以儲(chǔ)存0天和儲(chǔ)存42天的測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明添加甲醇對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測(cè)試結(jié)果顯示，空白組含水率從29. 96%增加到31. 62%，增加了 5.54%，含有21%甲醇的生物油含水率從22. 21%增加到22. 95%，增加了 3.33%。添加21%甲醇 的生物油初始含水率下降，其增長(zhǎng)率小于空白組。pH值測(cè)試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從2. 99增加到3. 09，增加了 3. 34%；#有21%甲醇的生物油的pH值(25°C)從3. 59增加到3. 86，增加了 7.52%。由此可見，添加21 %甲醇的生物油初始pH值上升，且其增長(zhǎng)率大于空白組。粘度測(cè)試結(jié)果顯示，空白組粘度(40°C )從17. 23mm2 -s^1增加到37. 45mm2 ，增加了 117. 35%。含有21%甲醇的生物油粘度(400C )從5. 542mm2 .s4增加到6. 454mm2 .s'增加了 16.46%。與空白組相比，添加21%甲醇的生物油初始粘度大幅度下降，其增長(zhǎng)率小
于空白組。對(duì)比實(shí)施例I 4發(fā)現(xiàn)，當(dāng)添加的甲醇質(zhì)量百分比濃度為21 %時(shí)，所得生物油的初始含水率最低，儲(chǔ)存42天后，其含水率仍然最低；其初始pH值最高，儲(chǔ)存42天后，其pH值仍然最高，且增長(zhǎng)率僅次于16%濃度組；其初始粘度最小，且粘度增長(zhǎng)率也最小。因此，綜合考慮，所添加的甲醇最佳質(zhì)量百分比為21%。對(duì)比例I以稻殼為原料，采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備采用稻殼，經(jīng)過(guò)不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的稻殼，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的稻殼，粒徑為40目。第二步，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)猓骰L(fēng)速為60L mirT1 ；第三步，計(jì)算丙酮添加量計(jì)算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為21%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(jì)算所需丙酮，混合均勻后制成丙酮處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存；儲(chǔ)存條件為恒定溫度25°C。將所制生物油分成空白對(duì)照組和加入質(zhì)量百分比濃度為21%的丙酮組。將2組生物油密封存放在25°C干燥條件下儲(chǔ)存42d，測(cè)定生物油特性(含水率，pH值(25°C )，運(yùn)動(dòng)粘度(40°C))隨儲(chǔ)存時(shí)間(42d)的變化規(guī)律。下面以儲(chǔ)存0天和儲(chǔ)存42天的測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明添加丙酮對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果。
含水率測(cè)試結(jié)果顯示，空白組含水率從29. 96%增加到31. 62%，增加了 5.54%，含有21%丙酮的生物油含水率從23. 76%增加到23. 85%，增加了 0. 38%。pH值測(cè)試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從2. 99增加到3. 09，增加了 3. 34%；#有21%丙酮的生物油的pH值(250C )從3. 78降低到3. 53，降低了 6.61%。粘度測(cè)試結(jié)果顯示，空白組粘度(40°C )從17. 23mm2 *s_1增加到37. 45mm2 -s'增加了 117. 35%。含有21%丙酮的生物油粘度(400C )從5. 037mm2 -s—1增加到6. 052mm2 .s—1，增加了 20. 15%。將對(duì)比例I與實(shí)施例5進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在添加量均為質(zhì)量百分比濃度21%的情況 下，初始PH值丙酮組高于甲醇組，經(jīng)過(guò)42d儲(chǔ)存，甲醇組已明顯高于丙酮組；粘度測(cè)試結(jié)果顯示，丙酮處理生物油的粘度略小于甲醇處理生物油；結(jié)合含水率測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加甲醇對(duì)生物油含水率增長(zhǎng)的抑制作用優(yōu)于丙酮。對(duì)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(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。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，含水率增加可降低生物油的粘度，增加其流動(dòng)性。甲醇處理生物油的粘度雖然較丙酮處理生物油略有增加，但是其含水率也低于丙酮組，低含水率更有利于生物油的穩(wěn)定儲(chǔ)存。由此可得，甲醇作為添加劑對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果優(yōu)于丙酮。對(duì)比例2以稻殼為原料，采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置制取生物油。具體步驟為第一步，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備采用稻殼，經(jīng)過(guò)不同目數(shù)篩子篩選后，取篩選后的稻殼，在105°C溫度下干燥24h ;所述篩選后的稻殼，粒徑為40目。第二步，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)?，流化風(fēng)速為60L mirT1 ；第三步，計(jì)算乙酸乙酯添加量計(jì)算向一定量生物油中添加質(zhì)量百分比濃度為21%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(jì)算所需乙酸乙酯，混合均勻后制成乙酸乙酯處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存；儲(chǔ)存條件為恒定溫度25。。。將所制生物油分成空白對(duì)照組和加入質(zhì)量百分比濃度為21%的乙酸乙酯組。將2組生物油密封存放在25°C干燥條件下儲(chǔ)存42d，測(cè)定生物油特性(含水率，pH值(25°C )，運(yùn)動(dòng)粘度(40°C))隨儲(chǔ)存時(shí)間(42d)的變化規(guī)律。下面以儲(chǔ)存0天和儲(chǔ)存42天的測(cè)試數(shù)據(jù)說(shuō)明添加乙酸乙酯對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果。含水率測(cè)試結(jié)果顯示，空白組含水率從29. 96%增加到31. 62%，增加了 5.54%，含有21%乙酸乙酯的生物油含水率從23. 51%增加到24. 77%，增加了 5. 38%。pH值測(cè)試結(jié)果顯示，空白組pH值(250C )從2. 99增加到3. 09，增加了 3. 34%；#有21%乙酸乙酯的生物油的pH值(25 0C )從3. 26增加到3. 29，增加了 1.08%o粘度測(cè)試結(jié)果顯示，空白組粘度(400C )從17. 23mm2 s-1增加到37. 45mm2 s—1，增加了 117.35%。含有21%乙酸乙酯的生物油粘度(40°C )從7. 351mm2 s—1增加到
8.851mm2 s'增加了 20. 41%。
將對(duì)比例2與實(shí)施例5進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在添加量均為質(zhì)量百分比濃度21%的情況 下，初始含水率甲醇組低于乙酸乙酯組，且甲醇對(duì)生物油含水率增長(zhǎng)的抑制作用優(yōu)于乙酸乙酯；初始PH值甲醇組高于乙酸乙酯組，42d后，甲醇組對(duì)生物油pH值的提高效果更好；粘度測(cè)試結(jié)果顯示，甲醇組生物油初始粘度低于乙酸乙酯組，且粘度增長(zhǎng)率小于乙酸乙酯組。由此可得，甲醇作為添加劑對(duì)提高生物油穩(wěn)定性的效果優(yōu)于乙酸乙酯。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括如下步驟向生物油中添加甲醇，混合均勻后，制成甲醇處理生物油。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述添加的甲醇占甲醇處理生物油總重的質(zhì)量百分比濃度為1% 21%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述添加的甲醇占甲醇處理生物油總重的質(zhì)量百分比濃度為21%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述生物油的制備方法包括如下步驟 步驟一，生物質(zhì)原料準(zhǔn)備取稻殼，干燥； 步驟二，生物油的制取采用流化床生物質(zhì)快速熱裂解反應(yīng)裝置，以干燥后的稻殼為原料制取生物油，其熱裂解反應(yīng)溫度為500°C，流化氣體為氮?dú)猓骰L(fēng)速為60L miiT1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述步驟一中稻殼的粒徑為30 80目。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述甲醇處理生物油，置于密閉容器中儲(chǔ)存。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，所述甲醇，為分析純，純度規(guī)格> 99. 5%。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種通過(guò)添加劑提高生物油穩(wěn)定性的方法；該方法是向生物油中添加甲醇，混合均勻后，制成甲醇處理生物油；所述添加的甲醇占甲醇處理生物油總重的質(zhì)量百分比濃度為1％～21％。通過(guò)測(cè)試未添加與添加甲醇的生物油含水率、pH值(25℃)以及運(yùn)動(dòng)粘度(40℃)隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化發(fā)現(xiàn)，添加甲醇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(jiǎn)單，成本低，不需要昂貴的設(shè)備和嚴(yán)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25℃下能有效儲(chǔ)存42天以上。本發(fā)明成果對(duì)進(jìn)一步擴(kuò)大生物油的應(yīng)用范圍有積極的指導(dǎo)意義。
文檔編號(hào)C10G1/00GK102643687SQ20121012459
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2012年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月25日
發(fā)明者劉榮厚, 周維奇, 程志才, 費(fèi)雯婷 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)