[发明专利]一种高清洁复合生物柴油及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高清洁复合生物柴油及其制备方法，产品包含完全酯化四臂星状SMA共聚物、酯化改性四臂星状SMA共聚物、航空煤油、生物柴油。大豆油与甲醇在碱催化条件下进行转酯化反应生成生物柴油，但生物柴油存在低温流动性较差等问题，本发明采用在大豆油与甲醇合成的生物柴油中添加复配的低温流动改进剂和表面活性剂，能够有效改善复合生物柴油产品的低温流动性能。完全酯化四臂星状SMA共聚物作为低温流动改进剂，酯化改性四臂星状SMA共聚物作为表面活性剂，二者复配使用能够降低复合生物柴油的冷滤点和凝点，显著提高复合生物柴油的低温流动性能，并且复合生物柴油具有高效稳定的分散能力和良好的油溶性，能够以任意比例与石化柴油互溶。

技术领域

本发明涉及燃料领域，特别是一种高清洁复合生物柴油及其制备方法。

背景技术

广义上的生物柴油包括所有用生物质为原料生产的替代燃料，狭义的生物柴油又称为燃料甲酯、生物甲酯或酯化油脂，即脂肪甲酯的混合物，主要是通过以不饱和脂肪酸与低碳醇经转酯化反应获得的，生物柴油分子中脂肪酸一般由14-18个碳原子组成，与柴油由15个左右的碳原子组成的烃类结构相近，原料来源广泛，各种食用油及餐饮废油、屠宰剩余的动物脂肪甚至一些油籽和树种，都含有丰富的脂肪酸甘油酯类，适宜作为生物柴油的来源。植物油脂占生物柴油原料油脂总量的70％，是生物柴油最主要的原料来源，常见的植物油脂有油菜籽油、棕榈油、椰子油、茶油、大豆油、棉籽油、花生油、葵花籽油等。动物油脂主要有羊脂、牛脂、猪脂、黄油等。目前应用较为广泛的技术是通过将油脂与甲醇等低分子醇在催化条件下进行转酯化以制取生物柴油。生物柴油因其环境污染物质释放量少、对环境污染少、使用安全、适用范围广以及可进行生物降解，成了替代燃料研发的热点，是一种清洁的可再生能源，生物柴油作为优质的柴油替代品，属于环境友好型绿色燃料，对于农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理具有十分重大的意义，但生物柴油的低温流动性较差，限制了生物柴油在低温条件下的使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高清洁复合生物柴油及其制备方法，产品的冷滤点较低，具有改善的低温流动性，并且复合生物柴油具有高效稳定的分散能力和良好的油溶性，能够以任意比例与石化柴油互溶。大豆油与甲醇在碱催化条件下进行转酯化反应生成生物柴油，但生物柴油存在低温流动性较差等问题，本发明采用在大豆油与甲醇合成的生物柴油中添加复配的低温流动改进剂和表面活性剂，能够有效改善复合生物柴油产品的低温流动性能。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高清洁复合生物柴油的制备方法，其特征在于：

步骤S1：向反应容器中加入100重量份巯基乙酸、0.4-0.6重量份对甲苯磺酸，并按每克巯基乙酸添加10-12mL四氢呋喃的比例向反应容器中加入THF，向溶液中持续通入氮气，按照每克季戊四醇添加3-5mL四氢呋喃的用量将37-40重量份季戊四醇与THF均匀混溶，在反应温度为100℃的条件下，将季戊四醇的THF溶液缓慢滴加到反应容器中并搅拌均匀，6-8h后停止反应并冷却，旋蒸浓缩后沉淀、过滤并进一步洗涤干燥后得到产品A季戊四醇巯基乙酸酯；

步骤S2：向反应容器中加入100重量份马来酸酐，并按每克马来酸酐添加10-12mL甲苯的量向容器中加入甲苯，升温至45-55℃，搅拌并充分溶解配制混合液A；另外配制混合液B，将143-150重量份苯乙烯、43-46重量份过氧化二苯甲酰、1-3重量份产品A溶解在甲苯中，甲苯添加量为每克苯乙烯使用4-6mL溶剂，向混合液B中通入氮气；向反应容器中持续通入氮气，将混合液B缓慢滴加到混合液A中，在65℃下反应12-14h后停止反应并冷却，旋蒸浓缩过滤并对产物进行纯化和干燥，得到产品B四臂星状SMA共聚物；

步骤S3：向反应容器中加入100重量份正丁醇、24-25重量份对甲苯磺酸、73-74重量份产品B，并按照每克产品B添加33-40mL的量加入甲苯，持续通入氮气，升温至85℃，反应4-5h后结束反应，旋蒸沉淀过滤并对产物进行纯化和干燥，得到产品C酯化改性四臂星状SMA共聚物；