本發(fā)明涉及燃料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種地溝油制備微乳燃料的方法。
背景技術(shù)：
微乳燃料由于油、水在表面活性劑作用下形成的W/O或O/W乳液在加熱燃燒時水蒸氣受熱膨脹后能夠產(chǎn)生微爆，使得燃油二次霧化燃燒更加充分，提高了燃燒率，大大降低了廢氣中的有害氣體的含量。因此，采用微乳燃料替代傳統(tǒng)的燃料成為了近年來的研究熱點。
相關(guān)技術(shù)中，普遍使用的微乳燃料為微乳柴油燃料。利用柴油-甲醇-水制備的微乳柴油作為柴油機的清潔代用燃料，由于其含有一定比例的水達到節(jié)能的效果，而且燃燒微乳柴油可以大大降低污染物的排放。然而對于燃料油資源的日益消耗，需要使用新能源代替柴油，以節(jié)約資源。
我國餐飲企業(yè)每年產(chǎn)生的地溝油數(shù)量超過1000萬噸，大量的地溝油回收后，超過300萬噸重新回到餐桌上，嚴重危害人們的身體健康；而另外很大一部分直接流失排放，造成極大的浪費。地溝油含有大量的脂肪酸、油脂等物質(zhì)，含有較大的熱值，地溝油的回收利用已經(jīng)越來越受到廣泛關(guān)注。其中，利用地溝油制備生物柴油是一項具有發(fā)展前景的技術(shù)，不僅是實現(xiàn)地溝油的回收利用，還可以節(jié)約柴油資源。但是利用地溝油制備微乳燃料技術(shù)暫未見報道。
因此，有必要提供一種新的工藝解決上述技術(shù)問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題，提供一種地溝油制備微乳燃料的方法，制備得到的微乳燃料具有熱值高、低排放等特點。
本發(fā)明的技術(shù)方案是：
一種地溝油制備微乳燃料的方法，包括如下步驟：
步驟S1：將地溝油進行粗過濾、精過濾、油水靜置分離，得到含水量小于5％的預(yù)處理地溝油；
步驟S2：所述預(yù)處理地溝油與一定比例的甲醇、固體酸催化劑、乳化劑混合，在90-110℃條件下進行酯化反應(yīng)，然后過濾去除所述固體酸催化劑得到酯化地溝油；其中各組分按重量百分比計配比為：預(yù)處理地溝油45-68％；甲醇30-50％；固體酸催化劑1-3％；乳化劑1-2％；
步驟S3：將步驟S2所述酯化地溝油與一定比例的甲醇、乳化劑、輔助乳化劑混合，攪拌得到澄清透明的微乳燃料；其中各組分按重量百分比計配比為：酯化地溝油45-60％；甲醇30-40％；乳化劑2-5％；輔助乳化劑5-10％。
優(yōu)選的，步驟S2、步驟S3中，乳化劑選自失水山梨醇單油酸酯、失水山梨醇硬脂酸酯、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或多種。
優(yōu)選的，所述固定酸催化劑為硫酸浸漬過的納米二氧化鈦催化劑。
優(yōu)選的，步驟S3中，所述輔助乳化劑選自異丁醇、正丁醇中的一種或兩種以任意比例復(fù)配而成。
優(yōu)選的，步驟S3中，在超聲條件下攪拌，其中超聲波頻率為40kHz，超聲強度為0.266W/cm-2；攪拌速度50～60r/min。
優(yōu)選的，步驟S1包括如下步驟：
將地溝油在常溫下進行粗過濾，去除主要固體雜質(zhì)，過濾后雜質(zhì)用80～95℃熱水洗滌過濾，去除過濾物中附著的地溝油；
粗過濾后的地溝油在常溫下靜置，收集上層地溝油待用，且收集的地溝油中含水量小于10％；
將收集的地溝油加熱至50～80℃后進行精過濾；
精過濾后的地溝油靜置分層，取上層地溝油待用，得到含水量小于5％的預(yù)處理地溝油。
優(yōu)選的，粗過濾所用濾網(wǎng)孔徑為20-50目；精過濾所用濾網(wǎng)孔徑為100-150目。
與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明提供的地購置制備微乳燃料的方法，有益效果在于：
一、以地溝油為主要原料，并進行地溝油酯化反應(yīng)后，與甲醇、乳化劑復(fù)配形成地溝油微乳化燃料，其熱值為28-35MJ/Kg，能完全替代工業(yè)鍋爐、柴油燃燒設(shè)備等對燃料的需求。
二、制備得到的地溝油微乳燃料屬于清潔燃料，具有低硫、無積碳等特點；其中地溝油的處理簡單，經(jīng)過粗過濾、精過濾、油水簡易分離即可，無需深度蒸發(fā)除水，節(jié)約能源。
【具體實施方式】
下面將通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步說明。
實施例一
一種地溝油制備微乳燃料的方法，包括如下步驟：
步驟S1：將地溝油進行粗過濾、精過濾、油水靜置分離，得到含水量小于5％的預(yù)處理地溝油；
具體的，包括如下步驟：
將地溝油在常溫下進行粗過濾，去除主要固體雜質(zhì)，所用濾網(wǎng)孔徑為20-50目，過濾后雜質(zhì)用80℃熱水洗滌過濾，去除過濾物中附著的地溝油；
粗過濾后的地溝油在常溫下靜置，利用油、水不互溶原理進行油水分層分離，并收集上層地溝油待用，且收集的地溝油中含水量小于10％；
將收集的地溝油加熱至50℃后進行精過濾，所用濾網(wǎng)孔徑為100-150目；
精過濾后的地溝油靜置分層，取上層地溝油待用，且地溝油中含水量小于5％。
步驟S2：所述預(yù)處理地溝油與一定比例的甲醇、固體酸催化劑、乳化劑混合，在90℃條件下進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻至室溫，并過濾去除所述固體酸催化劑得到酯化地溝油；其中反應(yīng)時間為2-6小時，在該范圍內(nèi)，反應(yīng)時間越長，酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率越高；
該步驟中，預(yù)處理地溝油、甲醇、固體酸催化劑、乳化劑的混合比例按重量百分比計為：預(yù)處理地溝油45％；甲醇50％；固體酸催化劑3％；乳化劑2％；其中，甲醇可以用乙醇代替，或甲醇、乙醇混合；所述固體酸催化劑為硫酸浸漬過的納米二氧化鈦催化劑；乳化劑為失水山梨醇單油酸酯(Span80)。
步驟S3：將步驟S2所述酯化地溝油與一定比例的甲醇、乳化劑、輔助乳化劑混合，攪拌得到澄清透明的微乳燃料；
其中，攪拌是在超聲條件下攪拌，其中超聲波頻率為40kHz，超聲強度為0.266W/cm-2；攪拌速度50～60r/min；
該步驟中，酯化地溝油、甲醇、乳化劑、輔助乳化劑的混合比例按重量百分比計為：酯化地溝油45％；甲醇40％；乳化劑5％；輔助乳化劑10％；其中，乳化劑為失水山梨醇硬脂酸酯(Span60)；輔助乳化劑為異丁醇。
實施例二
一種地溝油制備微乳燃料的方法，包括如下步驟：
步驟S1：將地溝油進行粗過濾、精過濾、油水靜置分離，得到含水量小于5％的預(yù)處理地溝油；
具體的，包括如下步驟：
將地溝油在常溫下進行粗過濾，去除主要固體雜質(zhì)，所用濾網(wǎng)孔徑為20-50目，過濾后雜質(zhì)用90℃熱水洗滌過濾，去除過濾物中附著的地溝油；
粗過濾后的地溝油在常溫下靜置，利用油、水不互溶原理進行油水分層分離，并收集上層地溝油待用，且收集的地溝油中含水量小于10％；
將收集的地溝油加熱至60℃后進行精過濾，所用濾網(wǎng)孔徑為100-150目；
精過濾后的地溝油靜置分層，取上層地溝油待用，且地溝油中含水量小于5％。
步驟S2：所述預(yù)處理地溝油與一定比例的甲醇、固體酸催化劑、乳化劑混合，在100℃條件下進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻至室溫，并過濾去除所述固體酸催化劑得到酯化地溝油；其中反應(yīng)時間為2-6小時，在該范圍內(nèi)，反應(yīng)時間越長，酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率越高；
該步驟中，預(yù)處理地溝油、甲醇、固體酸催化劑、乳化劑的混合比例按重量百分比計為：預(yù)處理地溝油68％；甲醇30％；固體酸催化劑1％；乳化劑1％；其中，甲醇可以用乙醇代替，或甲醇、乙醇混合；所述固體酸催化劑為硫酸浸漬過的納米二氧化鈦催化劑；乳化劑為山梨醇單油酸酯(Span80)。
步驟S3：將步驟S2所述酯化地溝油與一定比例的甲醇、乳化劑、輔助乳化劑混合，攪拌得到澄清透明的微乳燃料；
其中，攪拌是在超聲條件下攪拌，其中超聲波頻率為40kHz，超聲強度為0.266W/cm-2；攪拌速度50～60r/min；
該步驟中，酯化地溝油、甲醇、乳化劑、輔助乳化劑的混合比例按重量百分比計為：酯化地溝油50％；甲醇40％；乳化劑2％；輔助乳化劑8％；其中，乳化劑為山梨醇單油酸酯(Span80)；輔助乳化劑為正丁醇。
實施例三
一種地溝油制備微乳燃料的方法，包括如下步驟：
步驟S1：將地溝油進行粗過濾、精過濾、油水靜置分離，得到含水量小于5％的預(yù)處理地溝油；
具體的，包括如下步驟：
將地溝油在常溫下進行粗過濾，去除主要固體雜質(zhì)，所用濾網(wǎng)孔徑為20-50目，過濾后雜質(zhì)用95℃熱水洗滌過濾，去除過濾物中附著的地溝油；
粗過濾后的地溝油在常溫下靜置，利用油、水不互溶原理進行油水分層分離，并收集上層地溝油待用，且收集的地溝油中含水量小于10％；
將收集的地溝油加熱至70℃后進行精過濾，所用濾網(wǎng)孔徑為100-150目；
精過濾后的地溝油靜置分層，取上層地溝油待用，且地溝油中含水量小于5％。
步驟S2：所述預(yù)處理地溝油與一定比例的甲醇、固體酸催化劑、乳化劑混合，在110℃條件下進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻至室溫，并過濾去除所述固體酸催化劑得到酯化地溝油；其中反應(yīng)時間為2-6小時，在該范圍內(nèi)，反應(yīng)時間越長，酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率越高；
該步驟中，預(yù)處理地溝油、甲醇、固體酸催化劑、乳化劑的混合比例按重量百分比計為：預(yù)處理地溝油60％；甲醇37％；固體酸催化劑2％；乳化劑1％；其中，甲醇可以用乙醇代替，或甲醇、乙醇混合；所述固體酸催化劑為硫酸浸漬過的納米二氧化鈦催化劑；乳化劑為失水山梨醇硬脂酸酯(Span60)。
步驟S3：將步驟S2所述酯化地溝油與一定比例的甲醇、乳化劑、輔助乳化劑混合，攪拌得到澄清透明的微乳燃料；
其中，攪拌是在超聲條件下攪拌，其中超聲波頻率為40kHz，超聲強度為0.266W/cm-2；攪拌速度50～60r/min；
該步驟中，酯化地溝油、甲醇、乳化劑、輔助乳化劑的混合比例按重量百分比計為：酯化地溝油60％；甲醇30％；乳化劑5％；輔助乳化劑5％；其中，乳化劑為失水山梨醇硬脂酸酯(Span60)；輔助乳化劑為正丁醇。
實施例四
一種地溝油制備微乳燃料的方法，包括如下步驟：
步驟S1：將地溝油進行粗過濾、精過濾、油水靜置分離，得到含水量小于5％的預(yù)處理地溝油；
具體的，包括如下步驟：
將地溝油在常溫下進行粗過濾，去除主要固體雜質(zhì)，所用濾網(wǎng)孔徑為20-50目，過濾后雜質(zhì)用85℃熱水洗滌過濾，去除過濾物中附著的地溝油；
粗過濾后的地溝油在常溫下靜置，利用油、水不互溶原理進行油水分層分離，并收集上層地溝油待用，且收集的地溝油中含水量小于10％；
將收集的地溝油加熱至80℃后進行精過濾，所用濾網(wǎng)孔徑為100-150目；
精過濾后的地溝油靜置分層，取上層地溝油待用，且地溝油中含水量小于5％。
步驟S2：所述預(yù)處理地溝油與一定比例的甲醇、固體酸催化劑、乳化劑混合，在105℃條件下進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻至室溫，并然后過濾去除所述固體酸催化劑得到酯化地溝油；其中反應(yīng)時間為2-6小時，在該范圍內(nèi)，反應(yīng)時間越長，酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率越高；
該步驟中，預(yù)處理地溝油、甲醇、固體酸催化劑、乳化劑的混合比例按重量百分比計為：預(yù)處理地溝油50％；甲醇45％；固體酸催化劑3％；乳化劑2％；其中，甲醇可以用乙醇代替，或甲醇、乙醇混合；所述固體酸催化劑為硫酸浸漬過的納米二氧化鈦催化劑；乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉(ABS)。
步驟S3：將步驟S2所述酯化地溝油與一定比例的甲醇、乳化劑、輔助乳化劑混合，攪拌得到澄清透明的微乳燃料；
其中，攪拌是在超聲條件下攪拌，其中超聲波頻率為40kHz，超聲強度為0.266W/cm-2；攪拌速度50～60r/min；
該步驟中，酯化地溝油、甲醇、乳化劑、輔助乳化劑的混合比例按重量百分比計為：酯化地溝油55％；甲醇35％；乳化劑3％；輔助乳化劑7％；其中，乳化劑為十二烷基苯磺酸鈉(ABS)；輔助乳化劑為異丁醇和正丁醇按任意比例復(fù)配。
實施例五
一種地溝油制備微乳燃料的方法，包括如下步驟：
步驟S1：將地溝油進行粗過濾、精過濾、油水靜置分離，得到含水量小于5％的預(yù)處理地溝油；
具體的，包括如下步驟：
將地溝油在常溫下進行粗過濾，去除主要固體雜質(zhì)，所用濾網(wǎng)孔徑為20-50目，過濾后雜質(zhì)用88℃熱水洗滌過濾，去除過濾物中附著的地溝油；
粗過濾后的地溝油在常溫下靜置，利用油、水不互溶原理進行油水分層分離，并收集上層地溝油待用，且收集的地溝油中含水量小于10％；
將收集的地溝油加熱至65℃后進行精過濾，所用濾網(wǎng)孔徑為100-150目；
精過濾后的地溝油靜置分層，取上層地溝油待用，且地溝油中含水量小于5％。
步驟S2：所述預(yù)處理地溝油與一定比例的甲醇、固體酸催化劑、乳化劑混合，在95℃條件下進行酯化反應(yīng)，反應(yīng)后冷卻至室溫，并過濾去除所述固體酸催化劑得到酯化地溝油；其中反應(yīng)時間為2-6小時，在該范圍內(nèi)，反應(yīng)時間越長，酯化反應(yīng)轉(zhuǎn)化率越高；
該步驟中，預(yù)處理地溝油、甲醇、固體酸催化劑、乳化劑的混合比例按重量百分比計為：預(yù)處理地溝油56％；甲醇40％；固體酸催化劑2％；乳化劑2％；其中，甲醇可以用乙醇代替，或甲醇、乙醇混合；所述固體酸催化劑為硫酸浸漬過的納米二氧化鈦催化劑；乳化劑為失水山梨醇單油酸酯(Span80)、失水山梨醇硬脂酸酯(Span60)、十二烷基苯磺酸鈉(ABS)按任意比例復(fù)配。
步驟S3：將步驟S2所述酯化地溝油與一定比例的甲醇、乳化劑、輔助乳化劑混合，攪拌得到澄清透明的微乳燃料；
其中，攪拌是在超聲條件下攪拌，其中超聲波頻率為40kHz，超聲強度為0.266W/cm-2；攪拌速度50～60r/min；
該步驟中，酯化地溝油、甲醇、乳化劑、輔助乳化劑的混合比例按重量百分比計為：酯化地溝油52％；甲醇38％；乳化劑4％；輔助乳化劑6％；其中，乳化劑為失水山梨醇單油酸酯(Span80)、失水山梨醇硬脂酸酯(Span60)、十二烷基苯磺酸鈉(ABS)按任意比例復(fù)配；輔助乳化劑為異丁醇和正丁醇按任意比例復(fù)配。
將實施例一至五所述地溝油制備微乳燃料的方法制得地溝油微乳燃料，進行性能檢測，檢測結(jié)果如下：
與相關(guān)技術(shù)相比，本發(fā)明提供的地購置制備微乳燃料的方法，有益效果在于：
一、以地溝油為主要原料，并進行地溝油酯化反應(yīng)后，與甲醇、乳化劑復(fù)配形成地溝油微乳化燃料，其熱值為28-35MJ/Kg，能完全替代工業(yè)鍋爐、柴油燃燒設(shè)備等對燃料的需求。
二、制備得到的地溝油微乳燃料屬于清潔燃料，具有低硫、無積碳等特點；其中地溝油的處理簡單，經(jīng)過粗過濾、精過濾、油水簡易分離即可，無需深度蒸發(fā)除水，節(jié)約能源。
以上所述的僅是本發(fā)明的實施方式，在此應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進，但這些均屬于本發(fā)明的保護范圍。