專利名稱：利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種生物質(zhì)能源領(lǐng)域的方法，具體的說(shuō)，涉及的是一種利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)熱裂解可產(chǎn)生固體(生物碳)、液體(生物油)及氣體，而這些產(chǎn)物是化學(xué)燃料及化工產(chǎn)品的潛在替代品，是一種比較有前途的生物質(zhì)利用方式。隨著人類環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和原油的快速消耗，人類對(duì)尋找有效清潔替代能源的研究越來(lái)越關(guān)注，因此，作為有潛力替代原油為人類提供動(dòng)力的生物油，自然受到了研究者的青睞。當(dāng)前，有關(guān)生物油的應(yīng)用已有報(bào)道，但它的一些負(fù)面特性，如高氧含量、低熱值、與常規(guī)燃料不相容、固體含量高、 高粘度及不完整的波動(dòng)性及化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定等影響了其燃料品質(zhì)，在一定程度上阻礙了生物油在實(shí)際中的應(yīng)用。在已有的文獻(xiàn)中，研究人員對(duì)生物油穩(wěn)定性及其品質(zhì)改良的研究進(jìn)行了有益探討，如相比高溫貯存，常溫貯存對(duì)生物油穩(wěn)定性的改善效果最好，對(duì)生物油進(jìn)行加氫、酯化或加入添加劑等都可以使生物油的性質(zhì)大為改善。在利用添加劑改善生物油儲(chǔ)存穩(wěn)定性的研究中，也有相關(guān)的報(bào)道，例如向生物油中添加劑甲醇能顯著改善生物油的理化穩(wěn)定性。沈晨杰等人對(duì)木屑生物油在不同儲(chǔ)存溫度條件下儲(chǔ)存時(shí)理化性質(zhì)變化的差異作了研究(沈晨杰，劉榮厚，陳天舉.不同貯存溫度對(duì)木屑熱裂解生物油理化性質(zhì)穩(wěn)定性的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2011,27 (2) =276-281.)，結(jié)果表明，相比較常溫和高溫貯存，低溫貯存對(duì)生物油穩(wěn)定性的改善效果最好。但低溫貯存成本高，不易在生產(chǎn)中應(yīng)用。但在已有文獻(xiàn)的檢索中，尚未發(fā)現(xiàn)向生物油中加入不同質(zhì)量濃度的乙醇來(lái)研究乙醇對(duì)生物油穩(wěn)定性改善效果的研究。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有研究中的缺漏，通過(guò)向生物油中添加不同質(zhì)量濃度的乙醇，研究不同質(zhì)量濃度的乙醇對(duì)生物油穩(wěn)定性的改善效果，該方法操作簡(jiǎn)單，成本低廉，且通過(guò)向生物油中添加乙醇能顯著提高生物油的穩(wěn)定性，同時(shí)還能針對(duì)不同生物油對(duì)穩(wěn)定性改良的不同需求，有選擇性的向生物油中加入不同質(zhì)量濃度的添加劑乙醇。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，包括以下步驟I)熱裂解生物油的制取選用的生物油由熱裂解反應(yīng)生成，在加入添加劑前性質(zhì)應(yīng)保持均勻；進(jìn)一步的，本發(fā)明中采用的生物油為在流化床反應(yīng)器上稻草熱裂解制取的生物油，快速熱裂解的溫度為600°C。2)生物油與添加劑乙醇的混合稱取生物油置于容器中，按不同的添加質(zhì)量濃度向其中加入添加劑乙醇，添加劑乙醇的添加質(zhì)量濃度范圍為4wt% _20wt%，并使不同容器中的液體體積基本保持相同，攪拌使其混合均勻；
進(jìn)一步的，所述步驟2)，具體為稱取50g-70g的生物油，先放置在IOOmL容器中，并分別按4wt*%、8wt*%、12wt% > 16wt*%、20wt*%質(zhì)量濃度加入添加劑乙醇,攪拌均勻。3)生物油的儲(chǔ)存將與添加劑乙醇混合均勻的生物油放入密封藍(lán)蓋容器中，并將其置于恒溫恒濕箱中儲(chǔ)存；進(jìn)一步的，所述置于恒溫恒濕箱中儲(chǔ)存，具體儲(chǔ)存溫度為25°C，儲(chǔ)存時(shí)間為42d。4)生物油理化性質(zhì)的測(cè)定。進(jìn)一步的，在儲(chǔ)存過(guò)程中，檢測(cè)生物油特性(水分、運(yùn)動(dòng)粘度、pH)隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化情況，其中運(yùn)動(dòng)粘度需在40°C的條件下測(cè)定。 進(jìn)一步的，所述的添加劑乙醇，為分析級(jí)乙醇，可以防止其他類型的乙醇可能含有的水分對(duì)生物油含水率的影響。本發(fā)明以生物油的理化性質(zhì)穩(wěn)定性為研究對(duì)象，通過(guò)向生物油中加入不同質(zhì)量濃度的乙醇，主要考察了乙醇的添加質(zhì)量濃度分別為4wt%,8wt%U2wt%, 16wt%,20wt%時(shí)生物油穩(wěn)定性的變化情況。乙醇是一種熱值高、易燃的液體燃料，將其作為添加劑加入生物油中能提高生物油的熱值，降低生物油的燃點(diǎn)；同時(shí)，由于乙醇是一種良好的極性溶劑，且可能還會(huì)與生物油中的大分子物質(zhì)反應(yīng)，所以作為生物油的添加劑其還能起到顯著改善生物油穩(wěn)定性的效果。本發(fā)明采用乙醇作生物油的添加劑，不僅是一種比較簡(jiǎn)單有效的改善生物油穩(wěn)定性的方法，同時(shí)通過(guò)向生物油中加入不同質(zhì)量濃度乙醇，研究其在常溫(25°C)條件下理化性質(zhì)的不同變化情況，還可以根據(jù)生物油本身的性質(zhì)不同以及生物油在不同條件下燃燒對(duì)燃料性質(zhì)要求的不同，來(lái)確定乙醇作為添加劑在生物油中的添加質(zhì)量濃度。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明，本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。實(shí)施例I :向生物油中加入質(zhì)量濃度為4 〖％的添加劑乙醇，比較其在儲(chǔ)存過(guò)程中理化性質(zhì)的變化情況與無(wú)添加劑(添加質(zhì)量濃度0wt%)的生物油理化性質(zhì)變化情況的區(qū)別，探索質(zhì)量濃度為4wt%的乙醇對(duì)生物油穩(wěn)定性的影響。用天平稱取一定質(zhì)量的生物油，倒入燒杯中，然后稱取一定質(zhì)量的乙醇，加入裝有生物油的燒杯中，使乙醇在加入生物油后其質(zhì)量占總質(zhì)量的4%。攪拌使其混合均勻后，將燒杯中的生物油移入150mL的密封藍(lán)蓋瓶中，并將裝有生物油的密封藍(lán)蓋瓶置于25°C的恒溫恒濕箱中儲(chǔ)存。生物油的整個(gè)儲(chǔ)存過(guò)程持續(xù)42d，在儲(chǔ)存過(guò)程中，檢測(cè)生物油特性(水分、運(yùn)動(dòng)粘度、P 隨儲(chǔ)存時(shí)間(0d、7d、14d、21d、28d、35d、42d)的變化情況，其中運(yùn)動(dòng)粘度在40°C的條件下測(cè)定。檢測(cè)生物油特性指標(biāo)的頻率為每7天測(cè)量一次。結(jié)果如下乙醇添加質(zhì)量濃度分別為0wt%& 4wt%的生物油的理化性質(zhì)隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化情況如下表所示
權(quán)利要求
1.一種利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括以下步驟 .1)熱裂解生物油的制取選用的生物油由熱裂解反應(yīng)生成，在加入添加劑前性質(zhì)應(yīng)保持均勻；所述生物油為在流化床反應(yīng)器上稻草熱裂解制取的生物油； .2)生物油與添加劑乙醇的混合稱取生物油置于容器中，按不同的添加質(zhì)量濃度向其中加入添加劑乙醇,添加劑乙醇的添加質(zhì)量濃度范圍為4wt% _20wt%，并使加入不同質(zhì)量濃度乙醇的生物油體積保持基本一致，攪拌使其混合均勻； .3)生物油的儲(chǔ)存將與添加劑乙醇混合均勻的生物油放入密封藍(lán)蓋容器中，并將其置于恒溫恒濕箱中儲(chǔ)存； .4)生物油理化性質(zhì)的測(cè)定。
2.如權(quán)利要求I所述的利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，其特征是，所述在流化床反應(yīng)器上稻草熱裂解制取的生物油，其快速熱裂解的溫度為600°C。
3.如權(quán)利要求I所述的利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，其特征是，所述的步驟2),所述添加劑乙醇的添加質(zhì)量濃度分別為4wt*%、8wt*%、12wt% > 16wt*%、20wt*%。
4.如權(quán)利要求3所述的利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，其特征是，所述的步驟2)，具體為稱取50g-70g的生物油，先放置在IOOmL容器中，并分別按4wt%、8wt%、.12wt %、16wt %、20wt %質(zhì)量濃度加入添加劑乙醇，攪拌均勻。
5.如權(quán)利要求I所述的利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，其特征是，所述的步驟3)中，置于恒溫恒濕箱中儲(chǔ)存的儲(chǔ)存溫度范圍為5-38°C，儲(chǔ)存時(shí)間為42d。
6.如權(quán)利要求I所述的利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，其特征是，所述步驟4)中，需要檢測(cè)的檢測(cè)生物油特性的指標(biāo)有水分、運(yùn)動(dòng)粘度及pH，其中運(yùn)動(dòng)粘度在40攝氏度的條件下測(cè)量。
7.如權(quán)利要求6所述的利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，其特征是，所述步驟4)中，檢測(cè)生物油特性指標(biāo)的頻率為每7天測(cè)量一次，及分別在儲(chǔ)存0d、7d、14d、21d、.28d、35d、42d時(shí)測(cè)量生物油的水分、運(yùn)動(dòng)粘度及pH。
8.如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，其特征是，所述的添加劑乙醇，為分析級(jí)乙醇。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種涉及生物質(zhì)能源領(lǐng)域的利用添加劑乙醇改善生物油穩(wěn)定性的方法，以稻草快速熱裂解制取的生物油為原料，按不同的添加質(zhì)量濃度向其中加入乙醇，攪拌使其混合均勻，以儲(chǔ)存生物油。在儲(chǔ)存過(guò)程中，檢測(cè)生物油特性(水分、運(yùn)動(dòng)粘度、pH)隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化情況，以確定較佳的乙醇添加量。乙醇作生物油的添加劑是一種比較簡(jiǎn)單有效的改善生物油穩(wěn)定性的方法，解決了生物油儲(chǔ)存過(guò)程中理化特性不穩(wěn)定性的問(wèn)題，為生物油的應(yīng)用提供了科學(xué)參考。
文檔編號(hào)C10L10/00GK102660310SQ20121013266
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月28日
發(fā)明者劉榮厚, 吳小武 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)