高熱值環(huán)保生物柴油及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化工環(huán)保領(lǐng)域，具體涉及一種高熱值環(huán)保生物柴油及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 柴油作為一種重要的石油煉制產(chǎn)品，在各國(guó)燃料結(jié)構(gòu)中占有很高的份額，是許多 大型車輛（如卡車、內(nèi)燃機(jī)及發(fā)電機(jī)等）的主要?jiǎng)恿θ剂?，具有?dòng)力大，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。隨 著世界范圍內(nèi)車輛柴油化趨勢(shì)的加快，未來柴油的需求量會(huì)越來越大，而石油資源的日益 枯竭和人們環(huán)保意識(shí)的提高，大大促進(jìn)了世界各國(guó)加快柴油替代燃料的開發(fā)步伐。
[0003] 柴油在應(yīng)用過程中也存在許多問題，例如燃燒效率低、對(duì)空氣污染嚴(yán)重，產(chǎn)生大量 的顆粒粉塵、二氧化碳排放量高等。
[0004] 生物柴油是指通過生物資源生產(chǎn)的燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料，可以替 代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。所謂的生物資源是指利 用大氣、水、土地等通過光合作用而產(chǎn)生的各種有機(jī)體，即一切有生命的可以生長(zhǎng)的有機(jī)物 質(zhì)。它包括植物、動(dòng)物和微生物，不同于石油、煤炭、核能等傳統(tǒng)燃料，這些新興的燃料是可 再生燃料。
[0005] 目前生物柴油作為一種可替代柴油的燃料被研究得較多。生物柴油即脂肪酸甲酯 是一種含氧清潔燃料，由于其具有燃燒率高、污染少，可再生等優(yōu)點(diǎn)，為人們所關(guān)注。目前生 物柴油主要是用化學(xué)法生產(chǎn)，即用動(dòng)物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或堿性催化 劑和高溫（230~250Γ )下進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯。
[0006] 目前生物柴油主要存在生產(chǎn)成本高，轉(zhuǎn)化率低等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，所要解決的技術(shù)問題之一是提供 一種高熱值環(huán)保生物柴油。
[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題之二是提供上述高熱值環(huán)保生物柴油的制備方法。
[0009] 本發(fā)明提供的一種高熱值環(huán)保生物柴油，按重量份計(jì)包括下述組分：
[0010] 藍(lán)藻提取油 55~65份， 枯烯磺酸鈉 2~4份， 水 5~9份; 柴油 15~25份， 油酸 2~6份， 乙醇 2~6份， 改性劑 2~4份， 環(huán)戊二烯三羰基錳 Ο:~O J份；
[0011] 所述改性劑為甲基叔丁基醚、丙二醇丁醚、環(huán)氧丙烷按重量比（3-1) : (3-1) : (3-1) 復(fù)配而成。
[0012] 優(yōu)選地，所述藍(lán)藻提取油是按照如下步驟制備：
[0013] (1)將藍(lán)藻與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%~90%的乙醇按固液比（g/ml) 1:5~1:20混合置 于反應(yīng)爸中，加入催化劑，催化劑的加入量為藍(lán)藻重量的0. 1~2%，加熱反應(yīng)，反應(yīng)條件 為：溫度為260~360°C，壓力為7~22MPa，反應(yīng)時(shí)間為15~45min ;得到反應(yīng)液；
[0014] (2)加入無水乙醇萃取反應(yīng)液，抽濾分離出固體殘留物，液相靜置分層為有機(jī)相和 乙醇水溶液相；
[0015] (3)將有機(jī)相減壓蒸餾，得到的油狀液體為藍(lán)藻提取油；減壓蒸餾條件為： 0· 085 ~0· IMPa，溫度為 20 ~40°C。
[0016] 本發(fā)明還提供了上述高熱值環(huán)保生物柴油的制備方法，其包括以下步驟：
[0017] (1)按重量比稱取藍(lán)藻提取油、枯烯磺酸鈉和水，混合均勻制得A組分；
[0018] (2)按重量比稱取柴油、油酸、乙醇、改性劑和環(huán)戊二烯三羰基錳，混合均勻，制得 B組分；
[0019] (3)將B組分添加入A組分，混合均勾，即得到本發(fā)明所述高熱值環(huán)保生物柴油。
[0020] 本發(fā)明的高熱值環(huán)保生物柴油可以替代柴油，節(jié)能環(huán)保，且制備方法簡(jiǎn)單，成本 低，容易實(shí)現(xiàn)工程產(chǎn)業(yè)化。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的描述，有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用 于對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。該領(lǐng)域的技術(shù)熟練人 員可以根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容，對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整。
[0022] 甲基叔丁基醚，CAS 號(hào)：1634-04-4。
[0023] 丙二醇丁醚，又名：1，2_ 丙二醇-1-單丁醚，CAS 號(hào)：15821-83-7。
[0024] 環(huán)氧丙烷，CAS 號(hào)：75-569。
[0025] 環(huán)戊二烯三羰基錳，CAS號(hào)：12079-65-1。
[0026] 枯烯磺酸鈉，CAS 號(hào)：28348-53-0。
[0027] 三水合磷酸銨，CAS 號(hào)：25447-33-0。
[0028] 實(shí)施例1藍(lán)藻提取油的制備
[0029] 藍(lán)藻提取油是按照如下步驟制備：
[0030] (1)將藍(lán)藻與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%的乙醇按固液比（g/ml)l:10混合置于反應(yīng)釜中，加 入三水合磷酸銨，所述三水合磷酸銨的加入量為藍(lán)藻重量的〇. 5%，加熱反應(yīng)，反應(yīng)條件為： 溫度為320°C，壓力為12MPa，反應(yīng)時(shí)間為30min ;得到反應(yīng)液；
[0031] 其中，所述的固液比（g/ml)l:10是指按照Ig藍(lán)藻與IOml的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為75%的乙 醇的比例進(jìn)行混合；
[0032] (2)加入無水乙醇萃取反應(yīng)液，抽濾分離出固體殘留物，液相靜置分層為有機(jī)相和 乙醇水溶液相；
[0033] (3)將有機(jī)相減壓蒸餾，減壓蒸餾條件為：0. 09MPa，溫度為25°C，得到的油狀液體 為藍(lán)藻提取油，藍(lán)藻提取油的產(chǎn)油率為26. 2 %，熱值為26. 3MJ/kg。
[0034] 藍(lán)藻提取油的產(chǎn)油率（％)=藍(lán)藻提取油的重量/藍(lán)藻重量X 100%。
[0035] 實(shí)施例2高熱值環(huán)保生物柴油的制備
[0036] 高熱值環(huán)保生物柴油是按如下步驟制備：
[0037] (1)取實(shí)施例1制得的藍(lán)藻提取油60公斤，枯烯磺酸鈉3公斤，水7公斤，混合均 勻，制得組分A ;
[0038] (2)取0#柴油20公斤，油酸3. 8公斤，乙醇3. 8公斤，改性劑3公斤，環(huán)戊二烯三 羰基錳0. 4公斤，混合均勻，制得組分B ;
[0039] (3)將B組分添加入A組分，混合均勾，即得到實(shí)施例4的生物柴油。
[0040] 步驟（2)中：所述改性劑為甲基叔丁基醚1公斤、丙二醇丁醚1公斤和環(huán)氧丙烷1 公斤混合而成。
[0041 ] 對(duì)比例1高熱值環(huán)保生物柴油的制備
[0042] 高熱值環(huán)保生物柴油是按如下步驟制備：
[0043] (1)取實(shí)施例1制得的藍(lán)藻提取油60公斤，枯烯磺酸鈉3公斤，水7公斤，混合均 勻，制得組分A ;
[0044] (2)取0#柴油20公斤，油酸3. 8公斤，乙醇3. 8公斤，改性劑3公斤，環(huán)戊二烯三 羰基錳0. 4公斤，混合均勻，制得組分B ;
[0045] (3)將B組分添加入A組分，混合均勾，即得到實(shí)施例4的生物柴油。
[0046] 步驟（2)中：所述改性劑為甲基叔丁基醚L 5公斤和丙二醇丁醚L 5公斤混合而 成。
[0047] 對(duì)比例2高熱值環(huán)保生物柴油的制備
[0048] 高熱值環(huán)保生物柴油是按如下步驟制備：
[0049] (1)取實(shí)施例1制得的藍(lán)藻提取油60公斤，枯烯磺酸鈉3公斤，水7公斤，混合均 勻，制得組分A ;
[0050] (2)取0#柴油20公斤，油酸3. 8公斤，乙醇3. 8公斤，改性劑3公斤，環(huán)戊二烯三 羰基錳0. 4公斤，混合均勻，制得組分B ;
[0051] (3)將B組分添加入A組分，混合均勾，即得到實(shí)施例4的生物柴油。
[0052] 步驟（2)中：所述改性劑為甲基叔丁基醚1. 5公斤和環(huán)氧丙烷1. 5公斤混合而成。
[0053] 對(duì)比例3高熱值環(huán)保生物柴油的制備
[0054] 高熱值環(huán)保生物柴油是按如下步驟制備：
[0055] (1)取實(shí)施例1制得的藍(lán)藻提取油60公斤，枯烯磺酸鈉3公斤，水7公斤，混合均 勻，制得組分A ;
[0056] (2)取0#柴油20公斤，油酸3. 8公斤，乙醇3. 8公斤，改性劑3公斤，環(huán)戊二烯三 羰基錳0. 4公斤，混合均勻，制得組分B ;
[0057] (3)將B組分添加入A組分，混合均勾，即得到實(shí)施例4的生物柴油。
[0058] 步驟（2)中：所述改性劑為丙二醇丁醚1. 5公斤和環(huán)氧丙烷1. 5公斤混合而成。
[0059] 對(duì)實(shí)施例2和對(duì)比例1-3環(huán)保生物柴油的熱值進(jìn)行測(cè)試10次，取平均值，具體測(cè) 試結(jié)果見表1。
[0060] 表1 :環(huán)保生物柴油熱值測(cè)試表
[0062] 本發(fā)明制得的生物柴油，基本可以替代柴油，節(jié)能環(huán)保，且制備方法簡(jiǎn)單，成本低， 容易實(shí)現(xiàn)工程產(chǎn)業(yè)化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高熱值環(huán)保生物柴油，按重量份計(jì)包括下述組分：所述改性劑為甲基叔丁基醚、丙二醇丁醚、環(huán)氧丙烷按重量比（3-1) : (3-1) : (3-1)復(fù) 配而成。2. 如權(quán)利要求1所述的生物柴油，其特征在于，所述藍(lán)藻提取油是按照如下步驟制備： (1) 將藍(lán)藻與質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%~90%的乙醇按固液比（g/ml) 1:5~1:20混合置于反 應(yīng)釜中，加入催化劑，催化劑的加入量為藍(lán)藻重量的0. 1~2%，加熱反應(yīng)，反應(yīng)條件為：溫 度為260~360°C，壓力為7~22MPa，反應(yīng)時(shí)間為15~45min ;得到反應(yīng)液； (2) 加入無水乙醇萃取反應(yīng)液，抽濾分離出固體殘留物，液相靜置分層為有機(jī)相和乙醇 水溶液相； (3) 將有機(jī)相減壓蒸餾，得到的油狀液體為藍(lán)藻提取油；減壓蒸餾條件為：0. 085~ 0· IMPa，溫度為 20 ~40°C。3. 權(quán)利要求1和2所述的高熱值環(huán)保生物柴油的制備方法，其特征在于，包括以下步 驟： (1)按重量比稱取藍(lán)藻提取油、枯烯磺酸鈉和水，混合均勻制得A組分； ⑵按重量比稱取柴油、油酸、乙醇、改性劑和環(huán)戊二烯三羰基猛，混合均勾，制得B組 分； (3)將B組分添加入A組分，混合均勻。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高熱值環(huán)保生物柴油及其制備方法，所述一種高熱值環(huán)保生物柴油，按重量份計(jì)包括下述組分：藍(lán)藻提取油55～65份，枯烯磺酸鈉2～4份，水5～9份；柴油15～25份，油酸2～6份，乙醇2～6份，改性劑2～4份，環(huán)戊二烯三羰基錳0.2～0.6份；所述改性劑為甲基叔丁基醚、丙二醇丁醚、環(huán)氧丙烷按重量比(3-1):(3-1):(3-1)復(fù)配而成。本發(fā)明可以替代柴油，熱值高，節(jié)能環(huán)保，且制備方法簡(jiǎn)單，成本低，容易實(shí)現(xiàn)工程產(chǎn)業(yè)化。
【IPC分類】C11C3/10, C10L1/182, C10L1/30, C10L1/188, C10L1/185, C10L1/02, C11C3/04, C11B1/00, C10L1/24
【公開號(hào)】CN105176601
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】袁娟
【申請(qǐng)人】上海婉靜紡織科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請(qǐng)日】2015年7月13日