本發(fā)明涉及燃料油
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油及其制備方法。
背景技術(shù)：
：柴油是許多大型車輛如卡車及內(nèi)燃機(jī)車及發(fā)電機(jī)等的主要?jiǎng)恿θ剂?，其具有?dòng)力大，價(jià)格便宜的優(yōu)點(diǎn)，中國柴油需求量很大，柴油應(yīng)用的主要問題是“冒黑煙”，我們經(jīng)常在馬路上看到冒黑煙的卡車。冒黑煙的主要原因是燃燒不完全，對空氣污染嚴(yán)重，如產(chǎn)生大量的顆粒粉塵，co2排放量高等。發(fā)展作為替代燃料的環(huán)保新能源，是國家能源戰(zhàn)略和環(huán)境戰(zhàn)略的需要，也是我國工業(yè)乃至整個(gè)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。甲醇柴油就是這樣一種新能源，在日常生活中有一定的應(yīng)用，但現(xiàn)有的甲醇柴油，只是在柴油中簡單摻入一定比例的甲醇混合而成，這在3-5％的低比例情況下是沒多大問題，而隨著甲醇比例的增加，甲醇熱值低、動(dòng)力不足、高耗油、冷起動(dòng)難、高溫氣阻、穩(wěn)定性差、腐蝕溶脹、與柴油的互溶等許多問題，就會(huì)一一暴露出來，嚴(yán)重影響使用效果。為了解決這一問題，人們開發(fā)了柴油的代用品生物柴油，生物柴油是一種優(yōu)質(zhì)清潔柴油，可從各種生物質(zhì)中提煉，因此可以說是取之不盡，用之不竭的能源，在資源日益枯竭的今天，有望取代石油成為替代燃料。一般柴油分子是由15個(gè)左右碳原子的鏈組成，動(dòng)植物油脂分子則一般由14-18個(gè)碳原子的鏈組成，與柴油分子中碳原子數(shù)相近。目前生物柴油的制備方法主要有直接混合法、微乳液法、高溫?zé)崃呀夥?、酯交換法等。直接混合法將天然油脂與柴油、溶劑或醇類混合以降低其黏度，雖工藝簡單，但易出現(xiàn)炭化、結(jié)焦等問題；微乳液法利用乳化劑將植物油分散到低粘度溶劑中，雖能滿足燃料油的要求，但易受到環(huán)境影響而出現(xiàn)破乳現(xiàn)象；高溫?zé)崃呀夥ɡ酶邷厥怪参镉头肿渔湐嗔?，從而形成結(jié)構(gòu)簡單、分子較小的碳?xì)浠衔?，但是其工藝?fù)雜、設(shè)備龐大、成本高昂，無法達(dá)到工業(yè)化生產(chǎn)。另一方面目前生物柴油采用的原料多為棉籽或地溝油等，原料的選取受到限制，因此，也需要一種性能優(yōu)良、價(jià)格低廉、原料易得的生物柴油用原料。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油，該生物合成柴油閃點(diǎn)高，安全性能好，燃燒率較高、易點(diǎn)燃、無黑煙，儲(chǔ)存時(shí)間長，不分層、不變質(zhì)，化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，能與普通柴油互溶有效地減少汽車尾氣的有害氣體排放，同時(shí)本發(fā)明提供的制備方法簡單，材料成本較低、原料來源廣，后處理簡單，反應(yīng)條件溫和，能耗低，產(chǎn)品回收率高，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具有較高的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：本發(fā)明提供了一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油，包括以下重量份的原料：荊棘狗油25-35份、橡膠籽油30-40份、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油10-20份、甲醇4-8份、乙醇4-8份、單硬脂酸甘油酯1-3份、環(huán)烷酸0.5-2份、皂用脂肪酸1-2份、醋酸鋅1-3份、氫氧化鈉1-2份、離子液體0.05-0.1份、穩(wěn)定劑0.2-0.4份、強(qiáng)力劑0.8-1份、十六烷值添加劑0.02-0.03份。優(yōu)選地，所述高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油包括以下重量份的原料：荊棘狗油30份、橡膠籽油35份、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油15份、甲醇6份、乙醇6份、單硬脂酸甘油酯2份、環(huán)烷酸1.3份、皂用脂肪酸1.5份、醋酸鋅2份、氫氧化鈉1.5份、離子液體0.07份、穩(wěn)定劑0.3份、強(qiáng)力劑0.9份、十六烷值添加劑0.025份。優(yōu)選地，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體。優(yōu)選地，所述穩(wěn)定劑為油酸、環(huán)丙酸、二乙胺、丙胺按照重量比1:1:2:2組成的混合物。優(yōu)選地，所述強(qiáng)力劑為亞硝酸異戊酯和四硝基甲烷按照重量比3:1.5組成的混合物。優(yōu)選地，所述十六烷值添加劑采用硝酸乙酯、硝酸異丙酯、硝酸異辛酯中的一種。本發(fā)明還提供了一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油的制備方法，包括以下步驟：步驟一，將荊棘狗油、橡膠籽油、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油加入到具有攪拌設(shè)備的反應(yīng)釜中攪拌20-30分鐘，攪拌速度為300-400r/min，再加入單硬脂酸甘油酯、環(huán)烷酸、皂用脂肪酸、離子液體、甲醇的60%、乙醇的40%，攪拌1-2h形成均勻的乳狀液a，攪拌轉(zhuǎn)速為1200-1400r/min；步驟二，向步驟一中制得的乳狀液a中加入醋酸鋅，以1200-1400r/min轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌1-2小時(shí)，然后加入氫氧化鈉、穩(wěn)定劑、強(qiáng)力劑、十六烷值添加劑、剩余的甲醇和乙醇，繼續(xù)攪拌15-25分鐘，再在溫度為64-68℃條件下酯化反應(yīng)3.5-4.5小時(shí)；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物料降溫至40℃，把酯化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，取分離后的清液降溫到-3-2℃進(jìn)行過濾，得到粗酯b；步驟三，將步驟二制得的粗酯b在常溫條件下，以2-3個(gè)大氣壓的壓力下通過填有吸附樹脂的吸附塔，將吸附后的液體經(jīng)真空蒸餾回收甲醇、乙醇后制得發(fā)明的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物柴油產(chǎn)品。優(yōu)選地，所述高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油制備步驟為：步驟一，將荊棘狗油、橡膠籽油、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油加入到具有攪拌設(shè)備的反應(yīng)釜中攪拌25分鐘，攪拌速度為350r/min，再加入單硬脂酸甘油酯、環(huán)烷酸、皂用脂肪酸、離子液體、甲醇的60%、乙醇的40%，攪拌1.5h形成均勻的乳狀液a，攪拌轉(zhuǎn)速為1300r/min；步驟二，向步驟一中制得的乳狀液a中加入醋酸鋅，以1300r/min轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌1.5小時(shí)，然后加入氫氧化鈉、穩(wěn)定劑、強(qiáng)力劑、十六烷值添加劑、剩余的甲醇和乙醇，繼續(xù)攪拌20分鐘，再在溫度為66℃條件下酯化反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物料降溫至40℃，把酯化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，取分離后的清液降溫到-0.5℃進(jìn)行過濾，得到粗酯b；步驟三，將步驟二制得的粗酯b在常溫條件下，以2.5個(gè)大氣壓的壓力下通過填有吸附樹脂的吸附塔，將吸附后的液體經(jīng)真空蒸餾回收甲醇、乙醇后制得發(fā)明的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物柴油產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：（1）本發(fā)明的一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油采用了荊棘狗油、橡膠籽油、經(jīng)蒸餾冷卻后的橡膠油作為主要原料，其中荊棘狗來源較廣，種子含油率較高，種子油酸值較低；橡膠籽油理化性質(zhì)與大豆油相近似，脂肪酸組成中不飽和脂肪酸占80%以上，有利于提高制備的生物柴油的氧化穩(wěn)定性，減少了糧食大豆的使用；廢橡膠油來源廣泛，成本較低，精蒸餾冷卻后大大降低了廢棄油脂中的雜質(zhì)成分；因此本發(fā)明采用的主料利用含油量高的非糧原料，降低了成本，節(jié)約了資源，同時(shí)又保證了制備出柴油的性能質(zhì)量。（2）本發(fā)明的一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油添加的甲醇、乙醇、單硬脂酸甘油酯、環(huán)烷酸、皂用脂肪酸、醋酸鋅、氫氧化鈉復(fù)合作用提高酯化反應(yīng)效率、催化效果較強(qiáng)，有效降低皂化物生成；甲醇、乙醇通過回收，可以循環(huán)利用，節(jié)約了甲醇、乙醇用量，降低了成本；添加了穩(wěn)定劑、強(qiáng)力劑能有效增加制備的生物柴油的穩(wěn)定性。（3）本發(fā)明的一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油添加了微量十六烷值添加劑，能夠有效提高制備的生物柴油的燃燒性能，增強(qiáng)生物柴油的冷啟動(dòng)性能、降低廢氣排放率，有效保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的柔和性，延長了發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。（4）本發(fā)明的一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油的制備方法，其反應(yīng)條件溫和，能耗低，產(chǎn)品收率高，成本較低，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。（5）本發(fā)明的一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油作為柴油車燃料使用時(shí)，無需改動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，其動(dòng)力和油耗與普通柴油相當(dāng)，能與普通柴油互溶，不影響使用質(zhì)量；具有清潔節(jié)能的特點(diǎn)，能有效地減少汽車尾氣有害氣體排放，其化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，儲(chǔ)存時(shí)間長，不分層、不變質(zhì)，具有較高的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。實(shí)施例1.本實(shí)施例的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油，包括以下重量份的原料：荊棘狗油25份、橡膠籽油30份、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油10份、甲醇4份、乙醇4份、單硬脂酸甘油酯1份、環(huán)烷酸0.5份、皂用脂肪酸1份、醋酸鋅1份、氫氧化鈉1份、離子液體0.05份、穩(wěn)定劑0.2份、強(qiáng)力劑0.8份、十六烷值添加劑0.02份。本實(shí)施例中離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體。本實(shí)施例中穩(wěn)定劑為油酸、環(huán)丙酸、二乙胺、丙胺按照重量比1:1:2:2組成的混合物。本實(shí)施例中強(qiáng)力劑為亞硝酸異戊酯和四硝基甲烷按照重量比3:1.5組成的混合物。本實(shí)施例中十六烷值添加劑采用硝酸乙酯。本實(shí)施例的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油的制備方法，包括以下步驟：步驟一，將荊棘狗油、橡膠籽油、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油加入到具有攪拌設(shè)備的反應(yīng)釜中攪拌20分鐘，攪拌速度為300r/min，再加入單硬脂酸甘油酯、環(huán)烷酸、皂用脂肪酸、離子液體、甲醇的60%、乙醇的40%，攪拌1小時(shí)形成均勻的乳狀液a，攪拌轉(zhuǎn)速為1200r/min；步驟二，向步驟一中制得的乳狀液a中加入醋酸鋅，以1200r/min轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌1小時(shí)，然后加入氫氧化鈉、穩(wěn)定劑、強(qiáng)力劑、十六烷值添加劑、剩余的甲醇和乙醇，繼續(xù)攪拌15分鐘，再在溫度為64℃條件下酯化反應(yīng)3.5小時(shí)；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物料降溫至40℃，把酯化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，取分離后的清液降溫到-3℃進(jìn)行過濾，得到粗酯b；步驟三，將步驟二制得的粗酯b在常溫條件下，以2個(gè)大氣壓的壓力下通過填有吸附樹脂的吸附塔，將吸附后的液體經(jīng)真空蒸餾回收甲醇、乙醇后制得發(fā)明的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物柴油產(chǎn)品。實(shí)施例2.本實(shí)施例的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油，包括以下重量份的原料：荊棘狗油35份、橡膠籽油40份、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油20份、甲醇8份、乙醇8份、單硬脂酸甘油酯3份、環(huán)烷酸2份、皂用脂肪酸2份、醋酸鋅3份、氫氧化鈉2份、離子液體0.1份、穩(wěn)定劑0.4份、強(qiáng)力劑1份、十六烷值添加劑0.03份。本實(shí)施例中離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體。本實(shí)施例中穩(wěn)定劑為油酸、環(huán)丙酸、二乙胺、丙胺按照重量比1:1:2:2組成的混合物。本實(shí)施例中強(qiáng)力劑為亞硝酸異戊酯和四硝基甲烷按照重量比3:1.5組成的混合物。本實(shí)施例中十六烷值添加劑采用硝酸異丙酯。本實(shí)施例的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油的制備方法，包括以下步驟：步驟一，將荊棘狗油、橡膠籽油、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油加入到具有攪拌設(shè)備的反應(yīng)釜中攪拌30分鐘，攪拌速度為400r/min，再加入單硬脂酸甘油酯、環(huán)烷酸、皂用脂肪酸、離子液體、甲醇的60%、乙醇的40%，攪拌2h形成均勻的乳狀液a，攪拌轉(zhuǎn)速為1400r/min；步驟二，向步驟一中制得的乳狀液a中加入醋酸鋅，以1400r/min轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌2小時(shí)，然后加入氫氧化鈉、穩(wěn)定劑、強(qiáng)力劑、十六烷值添加劑、剩余的甲醇和乙醇，繼續(xù)攪拌25分鐘，再在溫度為68℃條件下酯化反應(yīng)4.5小時(shí)；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物料降溫至40℃，把酯化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，取分離后的清液降溫到2℃進(jìn)行過濾，得到粗酯b；步驟三，將步驟二制得的粗酯b在常溫條件下，以3個(gè)大氣壓的壓力下通過填有吸附樹脂的吸附塔，將吸附后的液體經(jīng)真空蒸餾回收甲醇、乙醇后制得發(fā)明的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物柴油產(chǎn)品。實(shí)施例3.本實(shí)施例的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油，包括以下重量份的原料：荊棘狗油30份、橡膠籽油35份、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油15份、甲醇6份、乙醇6份、單硬脂酸甘油酯2份、環(huán)烷酸1.3份、皂用脂肪酸1.5份、醋酸鋅2份、氫氧化鈉1.5份、離子液體0.07份、穩(wěn)定劑0.3份、強(qiáng)力劑0.9份、十六烷值添加劑0.025份。本實(shí)施例中離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體。本實(shí)施例中穩(wěn)定劑為油酸、環(huán)丙酸、二乙胺、丙胺按照重量比1:1:2:2組成的混合物。本實(shí)施例中強(qiáng)力劑為亞硝酸異戊酯和四硝基甲烷按照重量比3:1.5組成的混合物。本實(shí)施例中十六烷值添加劑采用硝酸異辛酯。本實(shí)施例的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油的制備方法，包括以下步驟：步驟一，將荊棘狗油、橡膠籽油、經(jīng)蒸餾冷卻后的廢橡膠油加入到具有攪拌設(shè)備的反應(yīng)釜中攪拌25分鐘，攪拌速度為350r/min，再加入單硬脂酸甘油酯、環(huán)烷酸、皂用脂肪酸、離子液體、甲醇的60%、乙醇的40%，攪拌1.5h形成均勻的乳狀液a，攪拌轉(zhuǎn)速為1300r/min；步驟二，向步驟一中制得的乳狀液a中加入醋酸鋅，以1300r/min轉(zhuǎn)速繼續(xù)攪拌1.5小時(shí)，然后加入氫氧化鈉、穩(wěn)定劑、強(qiáng)力劑、十六烷值添加劑、剩余的甲醇和乙醇，繼續(xù)攪拌20分鐘，再在溫度為66℃條件下酯化反應(yīng)4小時(shí)；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)物料降溫至40℃，把酯化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行離心分離，取分離后的清液降溫到-0.5℃進(jìn)行過濾，得到粗酯b；步驟三，將步驟二制得的粗酯b在常溫條件下，以2.5個(gè)大氣壓的壓力下通過填有吸附樹脂的吸附塔，將吸附后的液體經(jīng)真空蒸餾回收甲醇、乙醇后制得發(fā)明的高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物柴油產(chǎn)品。以上各實(shí)施例制備的生物柴油的性能測試結(jié)果如下實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3gbt20828-2015標(biāo)準(zhǔn)要求密度（20℃）kg/m3840851846820-900閃點(diǎn)℃110114113≥101酸值mg/g0.310.240.29≤0.50運(yùn)動(dòng)黏度（40℃）mm2/s3.53.23.31.9-6.0本發(fā)明的一種高性能強(qiáng)穩(wěn)定性生物合成柴油閃點(diǎn)高，安全性能好，燃燒率較高、易點(diǎn)燃、無黑煙，儲(chǔ)存時(shí)間長，不分層、不變質(zhì)，化學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)，能與普通柴油互溶有效地減少汽車尾氣的有害氣體排放，同時(shí)本發(fā)明提供的制備方法簡單，材料成本較低、原料來源廣，后處理簡單，反應(yīng)條件溫和，能耗低，產(chǎn)品回收率高，易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，具有較高的使用價(jià)值和良好的應(yīng)用前景。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。當(dāng)前第1頁12