專利名稱：一種低NO_X排放生物柴油的改性方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生物柴油的改性方法，特指一種低NOx排放生物柴油的改性方法，主 要用于降低生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)NOx的排放。
背景技術(shù)：
生物柴油具有能量密度高、潤滑性好、儲(chǔ)運(yùn)安全、抗暴性好、燃燒充分等優(yōu)良 的使用性能和可再生性、環(huán)境友好性及良好的替代性能，是最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笞谏?物基液體燃料。使用生物柴油不僅可以對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行有效的控制，而且對(duì)于 改進(jìn)能源結(jié)構(gòu)，緩解能源危機(jī)，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品的深加工和綜合利用有著深遠(yuǎn)的意義。
大量研究發(fā)現(xiàn)，柴油機(jī)燃用生物柴油及其與柴油的混合燃料，C0、 HC、 PM的排 放量均較燃用石化柴油有不同程度的降低，但N0x有不同程度的升高。其原因有以下 幾個(gè)方面
(1) 生物柴油的主要成分為脂肪酸甲酯或者乙酯，分子中含有約10%的氧，為N
0x的生成提供了 "富氧"條件；
(2) "富氧"提高了生物柴油的燃燒速率，導(dǎo)致燃燒溫度較高，為N0x的生成提 供了 "高溫"條件；
(3) 生物柴油的組分中含有油酸甲酯、亞油酸甲酯等不飽和脂肪酸，其分子結(jié) 構(gòu)中含有若干個(gè)不飽和雙鍵，且雙鍵的位置偏向碳鏈的中間，導(dǎo)致燃料的十六垸值 較低，使N0X排放偏高。
燃料中不飽和雙鍵的數(shù)量和位置對(duì)十六烷值有很大的影響。雙健數(shù)量少，則十 六烷值高，這是由于C:C雙鍵的鍵能為615kJ/mo1， C-C鍵的鍵能為347.8kJ/mo1， C-H鍵的鍵能為414.8kJ/mo1，鍵能高的雙鍵在燃燒過程中不易斷裂，使燃料的著火性 能降低。燃料的雙鍵位置偏向中間，易斷裂生成環(huán)己烷，環(huán)己烷的不對(duì)稱反應(yīng)易生 成苯環(huán)，使燃料的十六垸值降低。
雙鍵中的兀鍵，是成鍵原子的未雜化p軌道，通過平行、側(cè)面重疊而形成的共價(jià) 鍵，；r鍵不如(T鍵穩(wěn)定，易受到強(qiáng)氧化劑的破壞。通過與強(qiáng)氧化劑發(fā)生過氧化反應(yīng)，不飽和組分增加了電子，在酸性條件下其分子中的雙鍵斷裂與雙氧水中的羥基鏈接 起來。過氧化皮應(yīng)時(shí)間越長，溫度越高，雙鍵破壞的越多。
現(xiàn)有的過氧化相關(guān)專利有專利申請(qǐng)?zhí)?00610012870.6 "—種生物柴油改性 的方法"，專利申請(qǐng)?zhí)?00710091762.7 "提高生物柴油的氧化穩(wěn)定性的方法"， 申請(qǐng)?zhí)?8811315. 5"生物柴油和生物燃料油的添加劑"，申請(qǐng)?zhí)?00810105647. 5" — 種用于生產(chǎn)生物柴油的加氫脫氧催化劑"，其解決了提高生物柴油的氧化安定性、改 變生物柴油的組分分子結(jié)構(gòu)中氫元素的含量等問題，但沒有涉及如何減少生物柴油 燃燒產(chǎn)生的NOx排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種低NOx排放生物柴油的改性工藝。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)，是通過在生物柴油制備的后期，將具有強(qiáng)氧化性的雙氧水，與 生物柴油進(jìn)行反應(yīng)，使兩種物質(zhì)發(fā)生過氧化反應(yīng)，破壞不飽和脂肪酸中的雙鍵，使 其變成飽和的脂肪酸，從而減少不飽和脂肪酸的比重，降低其碘值，提高其十六烷 值，達(dá)到降低NOx排放的目的。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程是在制備生物柴油的酯交換后期，將生物柴油與雙氧水進(jìn) 行過氧化反應(yīng)，雙氧水的添加量為生物柴油質(zhì)量的0.8被％ 1.2^%，反應(yīng)溫度控制 在60 70。C，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間為20 30min，反應(yīng)完成后繼續(xù)加熱至110 120。C，使反 應(yīng)后的物質(zhì)在該溫度下保持20 30min，將反應(yīng)后的生物柴油進(jìn)行干燥處理，最后得 到碘值能夠降低10 20，十六垸值能提高1 5，不飽和組分含量可降低5% 8%的生 物柴油。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是針對(duì)生物柴油中存在不飽和組分的特點(diǎn)，對(duì)生物柴油進(jìn)行改性， 降低生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的NOx排放，促進(jìn)生物柴油在柴油機(jī)，特別是車用柴油機(jī)上的推 廣和應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
是在制備生物柴油的酯交換反應(yīng)后期，取上層溶液， 通過蒸餾、中和、洗滌、干燥、過濾等程序后，稱取三份一定量的生物柴油放入恒
溫水浴加熱攪拌器，再將0.8 wt%、 lwt%、 1.2 w"/。樣品油H202加入到攪拌器中，反應(yīng) 溫度設(shè)定為60 70。C，攪拌20 30分鐘。反應(yīng)完成后，繼續(xù)加熱到110 120。C，保持該溫度20 30分鐘。將反應(yīng)后的生物柴油進(jìn)行干燥處理，將反應(yīng)后的樣品、未參 加反應(yīng)的生物柴油通過色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)其主要組分進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)生物柴油中雙 鍵組分的含量為56. 3%,經(jīng)過過氧化反應(yīng)后，0.8 wt%、 lwt%、 1.2 wt財(cái)羊品中含雙鍵 組分的含量分別為51.4%、 48.3%、 49.2%，據(jù)此來篩選出較為合適的11202添加比例為1 wt%。
權(quán)利要求
1. 一種低NOX排放生物柴油的改性工藝，其特征是在制備生物柴油的酯交換后期，將生物柴油與雙氧水進(jìn)行過氧化反應(yīng)，雙氧水的添加量為生物柴油質(zhì)量的0.8wt％～1.2wt％，反應(yīng)溫度控制在60～70℃，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間為20～30min，反應(yīng)完成后繼續(xù)加熱至110～120℃，使反應(yīng)后的物質(zhì)在該溫度下保持20～30min，將反應(yīng)后的生物柴油進(jìn)行干燥處理；最后得到改性后的生物柴油。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種低NOx排放生物柴油的改性工藝，其特征是所述 的雙氧水的添加量為生物柴油質(zhì)量的l wt%。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物柴油的改性方法，特指一種低NO_X排放生物柴油的改性工藝，主要用于降低生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)NO_X的排放。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程是在制備生物柴油的酯交換后期，將生物柴油與雙氧水進(jìn)行過氧化反應(yīng)，雙氧水的添加量為生物柴油質(zhì)量的0.8wt％～1.2wt％，反應(yīng)溫度控制在60～70℃，反應(yīng)持續(xù)時(shí)間為20～30min，反應(yīng)完成后繼續(xù)加熱至110～120℃，使反應(yīng)后的物質(zhì)在該溫度下保持20～30min，將反應(yīng)后的生物柴油進(jìn)行干燥處理，最后得到碘值能夠降低10～20，十六烷值能提高1～5，不飽和組分含量可降低5％～8％的生物柴油。其針對(duì)生物柴油中存在不飽和組分的特點(diǎn)，對(duì)生物柴油進(jìn)行改性，降低生物柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的NO_X排放，促進(jìn)生物柴油在柴油機(jī)，特別是車用柴油機(jī)上的推廣和應(yīng)用。
文檔編號(hào)C10G27/00GK101412920SQ20081023544
公開日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2008年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月2日
發(fā)明者毛功平, 忠 王, 許廣舉, 黃慧龍 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)