—種生物質(zhì)甲醇柴油及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)甲醇柴油，由以下重量比例的組份組成：柴油100、脂肪酸甲酯40-60、甲醇15-40、復(fù)合助溶劑2-20。本發(fā)明的生物質(zhì)甲醇柴油制備方法包括以下步驟：將100重量份的柴油加入到帶攪拌裝置、加熱裝置、溫度計(jì)和恒壓漏斗的反應(yīng)器中，在25-500C溫度下，加入2-20重量份的復(fù)合助溶劑，攪拌均勻，隨后通過(guò)恒壓漏斗逐漸加入40-60重量份的脂肪酸甲酯、15-40重量份甲醇，并充分?jǐn)嚢?，形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相生物質(zhì)甲醇柴油。本發(fā)明的生物質(zhì)甲醇柴油原來(lái)來(lái)源廣泛且相對(duì)廉價(jià)，具有閃點(diǎn)高、十六烷值高、耐水性好、環(huán)保安全性好及可再生性等特點(diǎn)，在眾多領(lǐng)域可直接替換普通柴油。
【專利說(shuō)明】一種生物質(zhì)甲醇柴油及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)脂肪酸甲酯、甲醇、柴油為原料的生物質(zhì)甲醇柴油及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]資源利用與環(huán)境保護(hù)是21世紀(jì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展計(jì)劃的重要議題，其中能源問(wèn)題將面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，發(fā)展替代能源改變傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)、以優(yōu)勢(shì)能源替代稀缺能源、以可再生能源替代石化能源的思路，逐步提高替代能源在能源結(jié)構(gòu)中的比重為我國(guó)今后長(zhǎng)期發(fā)展的戰(zhàn)略方針。
[0003]隨著人們生產(chǎn)、生活水平的提高，作為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)用燃油(如汽車、燃油發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等)用量飛速增加，以石油資源為主體的汽油、柴油已無(wú)法滿足生產(chǎn)生活的要求，并日漸匱乏。1993年開(kāi)始，我國(guó)已經(jīng)從石油出口國(guó)轉(zhuǎn)變成石油進(jìn)口國(guó)，2005年開(kāi)始，每年都要進(jìn)口大量的石油，能源安全和可持續(xù)發(fā)展提上了議事日程，基于我國(guó)是一個(gè)人口眾多且能源緊缺的石油進(jìn)口大國(guó)，尋找和開(kāi)發(fā)合適的新型石油替代能源已經(jīng)成為能源研究的重要課題并列入了戰(zhàn)略重點(diǎn)項(xiàng)目，我國(guó)新的能源中長(zhǎng)期規(guī)劃綱要中提出:要盡快調(diào)整優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，拓展醇類等替代能源的清潔高效開(kāi)發(fā)利用。
[0004]作為煤-煤焦油-甲醇聯(lián)產(chǎn)的甲醇，國(guó)際上公認(rèn)為清潔能源，有著豐富的來(lái)源，我國(guó)“十五”、“十一五”期間，將生物質(zhì)和煤制甲醇作為能源化工的主要發(fā)展方向，到2012年底，我國(guó)甲醇產(chǎn)能達(dá)5600萬(wàn)噸，產(chǎn)量約2700萬(wàn)噸，甲醇已經(jīng)被確定為我國(guó)最重要的清潔能源和替代能源，但單獨(dú)作為熱源燃料或汽車、內(nèi)燃機(jī)等動(dòng)力燃油，其熱值不夠，十六烷值低，因而存在應(yīng)用上的局限性。
[0005]動(dòng)植物油脂不僅來(lái)源廣，而且具有可再生性，作為替代能源符合我國(guó)能源發(fā)展戰(zhàn)略。以動(dòng)植物油脂為主要原料，開(kāi)發(fā)新型生物質(zhì)能源符合我國(guó)國(guó)情。其中，合成生物柴油作為國(guó)內(nèi)外能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和發(fā)展方向已取得了較快的發(fā)展，但仍存在價(jià)格高、生產(chǎn)過(guò)程繁瑣而難于廣泛推廣等局限性。
[0006]針對(duì)甲醇、動(dòng)植物油脂來(lái)源的廣泛性而實(shí)際使用時(shí)的局限性，很有必要開(kāi)發(fā)一種新型動(dòng)力燃料油，為目前內(nèi)燃機(jī)、柴油動(dòng)力機(jī)械及鍋爐等提供一種價(jià)廉、清潔環(huán)保、可再生或部份可再生的燃料油。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明是針對(duì)目前純粹甲醇作為動(dòng)力燃油十六烷值低，閃點(diǎn)低，熱值低、潤(rùn)滑性差及對(duì)設(shè)備的腐蝕性等問(wèn)題及以動(dòng)植物油為原料制備生物柴油技術(shù)工藝繁瑣，成本相對(duì)較高等問(wèn)題，綜合原料來(lái)源、環(huán)保特性、燃燒特性等因素，以資源相對(duì)豐富的甲醇和動(dòng)植物油油腳、柴油為原料，制備了一種既相對(duì)廉價(jià)，又環(huán)保并可部分再生的新型生物質(zhì)甲醇柴油。
[0008]本發(fā)明的生物質(zhì)甲醇柴油由以下重量比例的組份組成:柴油100、脂肪酸甲酯40-60、甲醇15-40、復(fù)合助溶劑2-20。[0009]其中復(fù)合助溶劑為非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑、助表面活性劑和穩(wěn)定劑的復(fù)配。非離子型表面活性劑包括span60、span80、Tween60、Tween80、NP-10、乳化劑OP-1O、平平加0(包括0-8，0-9，0-10，0-15) ,AEO-3、AE0_9中的一種或多種組合；陰離子型表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉，硬脂酸鈉、油酸鈉、油酸鉀、十二烷基硫酸鈉、二丁基萘磺酸鈉、異辛醇聚氧乙烯醚磷酸鈉、單油酸聚乙二醇400磷酸酯、琥珀酸二(2-甲基戊酯)磺酸鈉、月桂酸聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸鈉中的一種或多種組合；助表面活性劑包括戊醇、異戊醇、2-己醇、正丁醇中的一種或多種組合；穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸鈉、磷酸鈉、草酸或其鈉鹽、酒石酸或其鈉鹽、檸檬酸或其鈉鹽中的一種或多種組合。
[0010]本發(fā)明的生物質(zhì)甲醇柴油的制備方法:將100重量份的柴油加入到帶攪拌裝置、加熱裝置、溫度計(jì)和恒壓漏斗的反應(yīng)器中，在25_50°c溫度下，加入2-20重量份的復(fù)合助溶劑，攪拌均勻，隨后通過(guò)恒壓漏斗逐漸加入40-60重量份的脂肪酸甲酯、15-40重量份甲醇，并充分?jǐn)嚢?，形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相生物質(zhì)甲醇柴油。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1)以動(dòng)植物油為主體原料的脂肪酸甲酯，具有原料來(lái)源的廣闊性和相對(duì)廉價(jià)性，為產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)適用性提供了原料的保證；
2)采用復(fù)合助溶劑，以甲醇-脂肪酸甲酯為液核、柴油為連續(xù)相的生物質(zhì)甲醇柴油具有閃點(diǎn)高、十六烷值高、耐水性好等特點(diǎn)，其運(yùn)動(dòng)粘度與普通柴油一致，在眾多領(lǐng)域可以用生物質(zhì)甲醇柴油直接替換普通柴油；
3)通過(guò)生物脂肪酸甲酯、柴油及甲醇的調(diào)配，制備生物質(zhì)甲醇柴油，具有閃點(diǎn)高、經(jīng)濟(jì)適用性強(qiáng)、環(huán)保安全性好及可再生性的特點(diǎn)，符合我國(guó)今后中長(zhǎng)期能源發(fā)展戰(zhàn)略。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
`[0012]圖1是本發(fā)明生物質(zhì)醇烴燃料油體系的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中:a、乳液核:由脂肪酸甲酯、甲醇構(gòu)成的均相體系，并含有少量表面活性劑劑及穩(wěn)定劑；
b、界面膜:由乳化劑、穩(wěn)定劑、酸化油和中性油組成，它們的親水部分伸向乳液核，疏水部分伸向柴油連續(xù)相；
C、柴油連續(xù)相:由柴油組成，還含有少量的表面活性劑劑、穩(wěn)定劑。
【具體實(shí)施方式】
[0014]通過(guò)下面給出的本發(fā)明的具體實(shí)施例可以進(jìn)一步清楚地理解本發(fā)明，但下述實(shí)施例并不是對(duì)本發(fā)明的限定。
[0015]實(shí)施例1:
生物質(zhì)甲醇柴油的組成與配比:柴油100重量份，脂肪酸甲酯40重量份，甲醇15重量份，復(fù)合助溶劑8重量份。
[0016]其中復(fù)合助溶劑的原料組成及配比:烷基酚聚氧乙烯醚100重量份，十二烷基磺酸鈉75重量份,戍醇25重量份，乙二胺四乙酸鈉10重量份。
[0017]本實(shí)施例的制備方法是:
(I)復(fù)合助溶劑的制備:將100重量份的烷基酚聚氧乙烯醚，75重量份的十二烷基磺酸鈉，25重量份的戊醇，10重量份的乙二胺四乙酸鈉依次加入到裝有攪拌器反應(yīng)器中，攪拌均勻，得到復(fù)合助溶劑體系，其中乙二胺四乙酸鈉作為穩(wěn)定劑，起絡(luò)合重金屬離子的作用。
[0018](2)生物質(zhì)甲醇柴油的制備:
將100重量份的柴油加入到帶攪拌裝置、加熱裝置、溫度計(jì)和恒壓漏斗的反應(yīng)器中，在25-50°C溫度下，加入8重量份的復(fù)合助溶劑，攪拌均勻，隨后通過(guò)恒壓漏斗逐漸加入40重量份的脂肪酸甲酯、15重量份甲醇，并充分?jǐn)嚢?，形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相生物質(zhì)甲醇柴油。
[0019]實(shí)施例2:
生物質(zhì)甲醇柴油的組成與配比:柴油100重量份，脂肪酸甲酯50重量份，甲醇20重量份，復(fù)合助溶劑15重量份。
[0020]其中復(fù)合助溶劑的原料組成及配比:Tween80:100重量份，十二烷基苯磺酸鈉:60重量份,異丁醇:20重量份,酒石酸鈉:15重量份。
[0021]本實(shí)施例的制備方法是:
(I)復(fù)合助溶劑的制備:
將100重量份的Tween80，60重量份的十二烷基苯磺酸鈉，20重量份的異丁醇，15重量份的酒石酸鈉依次加入到裝有攪拌器的反應(yīng)器中，攪拌均勻，得到復(fù)配助溶劑體系，其中酒石酸鈉作為穩(wěn)定劑，起絡(luò)合重金屬離子的作用。
[0022](2)生物質(zhì)甲醇柴油的制備:
將100重量份的柴油加入到帶攪拌裝置`、加熱裝置、溫度計(jì)和恒壓漏斗的反應(yīng)器中，在25-50°C溫度下，加入15重量份的復(fù)合助溶劑，攪拌均勻，隨后通過(guò)恒壓漏斗逐漸加入50重量份的脂肪酸甲酯、20重量份甲醇，并充分?jǐn)嚢?，形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相生物質(zhì)甲醇柴油。
[0023]實(shí)施例3:
生物質(zhì)甲醇柴油的組成與配比:柴油100重量份，脂肪酸甲酯50重量份，甲醇30重量份，復(fù)合助溶劑20重量份。
[0024]其中復(fù)合助溶劑的原料組成及配比:Span80:100重量份，十二烷基苯磺酸鈉:70重量份，異戊醇:25重量份，檸檬酸鈉:20重量份。
[0025]本實(shí)施例的制備方法是:
(I)復(fù)合助溶劑的制備:
將100重量份的Span80，70重量份的十二烷基苯磺酸鈉，25重量份的異戊醇，20重量份的檸檬酸鈉依次加入到裝有攪拌器的反應(yīng)器中，攪拌均勻，得到復(fù)合助溶劑體系，其中酒石酸鈉作為穩(wěn)定劑，起絡(luò)合重金屬離子的作用。
[0026](2)生物質(zhì)甲醇柴油的制備:
將100重量份的柴油加入到帶攪拌裝置、加熱裝置、溫度計(jì)和恒壓漏斗的反應(yīng)器中，在25-50°C溫度下，加入20重量份的復(fù)合助溶劑，攪拌均勻，隨后通過(guò)恒壓漏斗逐漸加入50重量份的脂肪酸甲酯、30重量份甲醇，并充分?jǐn)嚢?，形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相生物質(zhì)甲醇柴油。
【權(quán)利要求】
1.一種生物質(zhì)甲醇柴油，其特征在于:由以下重量比例的組份組成:柴油100、脂肪酸甲酯40-60、甲醇15-40、復(fù)合助溶劑2-20。
2.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)甲醇柴油，其特征在于:所述復(fù)合助溶劑為非離子型表面活性劑、陰離子型表面活性劑、助表面活性劑和穩(wěn)定劑的復(fù)配。
3.如權(quán)利要求2所述的的生物質(zhì)甲醇柴油，其特征在于:所述非離子型表面活性劑包括 span60、span80、Tween60、Tween80、NP-10、乳化劑 0P-10、平平加 0、AEO-3、AE0-9 中的一種或多種組合。
4.如權(quán)利要求2所述的的生物質(zhì)甲醇柴油，其特征在于:所述陰離子型表面活性劑包括十二烷基磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉，硬脂酸鈉、油酸鈉、油酸鉀、十二烷基硫酸鈉、二丁基萘磺酸鈉、異辛醇聚氧乙烯醚磷酸鈉、單油酸聚乙二醇400磷酸酯、琥珀酸二(2-甲基戊酯)磺酸鈉、月桂酸聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸鈉中的一種或多種組合。
5.如權(quán)利要求2所述的的生物質(zhì)甲醇柴油，其特征在于:助表面活性劑包括戊醇、異戊醇、2-己醇、正丁醇中的一種或多種組合。
6.如權(quán)利要求2所述的的生物質(zhì)甲醇柴油，其特征在于:穩(wěn)定劑為乙二胺四乙酸鈉、磷酸鈉、草酸或其鈉鹽、酒石酸或其鈉鹽、檸檬酸或其鈉鹽中的一種或多種組合。
7.如權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)甲醇柴油的制備方法，其特征在于:將100重量份的柴油加入到帶攪拌裝置、加熱裝置、溫度計(jì)和恒壓漏斗的反應(yīng)器中，在25-50°C溫度下，加入2-20重量份的復(fù) 合助溶劑，攪拌均勻，隨后通過(guò)恒壓漏斗逐漸加入40-60重量份的脂肪酸甲酯、15-40重量份甲醇，并充分?jǐn)嚢?，形成熱力學(xué)穩(wěn)定的均相生物質(zhì)甲醇柴油。
【文檔編號(hào)】C10L1/04GK103695048SQ201310739996
【公開(kāi)日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月30日
【發(fā)明者】肖細(xì)梅, 彭鋼, 陳洪, 賀治國(guó), 王正祥, 傅學(xué)正 申請(qǐng)人:湖南億通新能源開(kāi)發(fā)有限公司