[发明专利]一种复合生物柴油的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物柴油生产技术领域，特别是涉及一种复合生物柴油的制备方法。 

背景技术

近年来，随着我国经济的快速发展，石油的需求量持续增长。鉴于石油燃油供应的紧张局面和庞大的市场需求，开发安全、高效、清洁、环保的优质替代燃料已成为新能源发展的必然趋势。

生物液体燃料经历了从醇基燃料到生物柴油的过程。醇类燃料作为柴油机的代用燃料有巨大的优越性，特别是对于环境的改善作用来说，柴油机使用醇类燃料可减少常规污染物(CO、HC、NOx)，尤其是颗粒物的排放量，同时可降低烟度和致癌度。甲醇来源丰富，其生产价格、储运以及使用等方面都具有很大的竞争优势。国内外关于醇基燃料和汽、柴油掺烧甲醇或乙醇已有许多报道，但进入实用阶段的却很少，因为成本高或热值低，或者产品本身的性能问题，很难与石油产品竞争。目前，甲醇柴油燃料在开发、生产和应用方面仍存在一些有待攻克的技术问题，其中比较突出的问题是稳定性差、易发生分层、闪点和十六烷值低、润滑性差、腐蚀金属和橡胶部件溶胀等。汽、柴油掺烧甲醇或乙醇，即所谓的甲醇汽油、甲醇柴油、乙醇汽油、乙醇柴油，掺烧比例一般都很低，通常在百分之十几，对石油的依赖度依然很大，还不能称得上是生物液体燃料。醇基燃料，包括甲醇燃料和乙醇燃料，其主要的问题是热值低、火力小、用量大，而且闪点低、易挥发，有一定的潜在危险性。用户在使用醇基燃料的时候，普遍反映火力不够旺，和石油燃料相比虽单价低但用量大，不省钱。生物柴油的主要问题是原料来源困难、成本高、工艺复杂。

生物柴油是由动植物油脂与低碳醇通过酸交换反应生成的长链脂肪酸甲酯类物质，通常采用酸、碱作为催化剂进行反应生成，传统生产方法存在成本高、非均相反应、反应时间较长、能耗高等缺点。现有技术中有稀释法、化学酯交换法、生物酶法、工程微藻法和微乳化法。稀释法工艺简单，技术含量低，产品质量达不到车用燃料要求；化学酯交换法起步最早，但是反应温度较高、工艺复杂，加上反应过程中使用过量的甲醇，后续工艺必须有相应的醇回收装置，处理过程反复、能耗高；生物酶法也日益受到重视，人们开发出多种催化剂如脂肪酶、非均相固体催化剂等，其中脂肪酶对短链脂肪醇( 如甲醇或乙醇等) 转化率低，一般仅为40％～ 60％，且易失活，成本高，难以工业化；非均相固体催化剂存在催化活性低，易失活，反应速率慢等问题。此外还开发了超临界工艺、膜反应器等，超临界工艺对设备要求高，需要在高温高压下进行反应；膜反应器则需要消耗昂贵的膜材料，生产成本高。因此，开发环境友好的生物柴油绿色生产工艺，提高反应速率和能量利用率，降低生产成本，成为当务之急。

生物质燃料油是清洁的可再生能源，是优质的石油燃料替代产品，是典型的“绿色能源”。大力发展生物质燃料油对经济可持续发展，推进能源替代，保障能源安全，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要意义。 

发明内容

本发明的目的就是针对上述存在的缺陷而提供一种复合生物柴油的制备方法。该方法工艺简单，条件温和，成本低廉，获得的复合生物柴油清澈透亮，长期储存不分层，互溶性好，动力性强。该复合生物柴油可直接应用在压燃式发动机、燃油锅炉、工业窑炉等领域，替代普通国标柴油。

本发明的一种复合生物柴油的制备方法技术方案为，将动植物油脂、甲醇、混合芳烃、表面活性剂、甲基叔丁基醚、环已胺、柴油依次加入反应釜，在40-65℃下搅拌20-50分钟。

加入反应釜的各成分的质量百分含量为：动植物油脂30%-60%、甲醇10%-20%、混合芳烃5%-8%、表面活性剂10%-23%、甲基叔丁基醚0.1%-1%、环已胺5%-8%、柴油5%-30%。

优选的，加入反应釜的各成分的质量百分含量为：动植物油脂50%、甲醇11%、混合芳烃7%、表面活性剂15.5%、甲基叔丁基醚0.5%、环已胺6%、柴油10%。

所述柴油为任意型号的市售柴油。

表面活性剂包括异丁醇、石油醚、异己烷、硝酸异戊酯、三乙胺。

表面活性剂各成分按重量份包括异丁醇10-30份、石油醚5-8份、异己烷10-20份、硝酸异戊酯20-30份、三乙胺10-15份。

优选的，表面活性剂各成分按重量份包括异丁醇25份、石油醚7份、异己烷15份、硝酸异戊酯20份、三乙胺12份。

反应釜搅拌速度为：加入表面活性剂前为100-120转/分钟，加入表面活性剂后为60-80转/分钟，加入柴油后为50-60转/分钟。

优选的，加入表面活性剂前为120转/分钟，加入表面活性剂后为60转/分钟。