CN101016471A - 纳米微乳化再生生物环保柴油 - Google Patents
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Abstract
一种纳米微乳化再生生物环保柴油，涉及液相纳米和生化柴油技术领域。区别于其他微乳化柴油，巧妙将纳米分散组装技术结合生化柴油制备技术结合，利用地沟油等废旧料为主要原料制作纳米微乳化再生生物环保柴油。
Description
技术领域
本发明技术涉及液相纳米和生化柴油技术领域，更具体地说就是液相纳米微乳液制备技术、生物柴油的脱色制备技术领域。
背景技术
微乳化作为一种制备纳米材料的方法，具有装置简单，操作方便，应用领域广，并且有可能控制微粒的粒度等优点。目前该方法逐渐引起人们的重视和极大的兴趣，有关微乳体系的研究日益增多，但研究还是初步的，如微乳化的反应原理、反应动力学、热力学及化学工程问题都有待解决。但是我们相信，微乳化技术作为一种新的制备纳米材料的技术，必将成为该领域不可替代的一部分。微乳是由油相、水相、表面活性剂及助表面活性剂在适当的比例自发形成的一种透明半透明的、低粘度、各向同性、热力学稳定的油水混合系统。乳滴的粒径一般在10nm-100nm，所以微乳液又称为纳米乳液。
应用乳化燃油技术虽然可以使燃料掺加部分水进行燃烧，但由于其乳化剂价格高，分散相颗粒较大，因而造成其热力学不稳定，长期放置会出现分层，燃烧动力不足，因而严重制约了乳化油的推广和应用。特别是对于内燃机来说，燃油的稳定性十分重要，否则将出现严重后果。
纳米微乳燃油可以说是彻底避免了乳化油的这一严重缺陷。从分散体系界面张力来分析，一般没有表面活性剂存在时水界面张力为30x10-3～50x10-3N/m，有表面活性剂存在时下降到4x10-3～10x10-3N/m。当表面活性剂和助剂形成微乳液时，界面张力将下降到不可测量的程度，这时，油水体系的界面张力可能暂时小于零而成为负值。正是这种负界面张力推动体系中分散相的分散度加大，扩大界面，最终形成均匀、稳定、透明的微乳油。
自从1943年，Schulman等人对微乳液体系进行了深入研究以来，微乳液作为不同于溶液和胶体的又一种热力学稳定的分散体系，得到了世界各国科学家的广泛研究。在相关的各个研究领域都取得了巨大成功。燃油微乳化一直是各国科学家研究的热点。微乳燃油在外观上与普通燃油没有差别，都是澄清、透明、稳定的液体，而在燃烧方面，微乳燃油则具有许多卓越的特殊性质。
目前的柴油纳米微乳化技术已有较多的解决方法，但是该技术用于生物柴油制备的技术还未见报道，以前公布的专利技术03119445、98111935、97110495、01138777、200410015353、20041008283、200410012579所采用的乳化剂原料价格都比柴油高，所以节油不能节钱，而且工艺复杂制备设备、环境温度都有要求。本技术不但主要材料价格都比柴油低，来源广泛，生产设备、操作工艺简单，反应温度宽泛，终端产品的品质优良，节约效益明显，是废旧物品利用、环保意义重大、推广价值极高的新技术。
该产品的主要原料是：柴油60-75％+生物组分20-10％+水20-10％+氨水3-5％+分散促溶剂0.1-1％+增效剂0.1-1％。生物组分主要是：地沟油(餐厅废弃物)、变质污染的植物油、植物油厂皂角料(废弃物)、动物油脂等一种或混合物都可，简单处理后即是很好的柴油组分又是很好的微乳化表面活性剂。分散促溶剂是三乙醇胺、环己胺等。增效剂是硝基苯、二硝基苯、硝酸异辛脂等。以上物品经简单搅拌就可调制出清澈透明外观和柴油一样的纳米微乳化生物环保柴油。该产品和柴油可任意比例互溶，储藏三年未见分层，因为原料价格很低所以经济效益十分明显，车船使用尾气有害物排放大幅降低，环保意义重大，生产设备、工艺简单，推广简便易行。
根据使用环境、设备不同调整加水量的多少，譬如机动车用纳米微乳化再生生物环保柴油就是由70％市售国标柴油加上15％的生物组分和12％的水，3％的分散稳定剂，处理而成，微乳化纳米生物环保柴油车用综合节油率15％左右；对车辆的胶质、积炭清除彻底。无毒无腐蚀而且养护功能突出。
如果将该技术应用在低速发动机(如轮船、拖拉机等)或炉膛燃烧(如电厂、玻璃厂、陶瓷厂、铝厂等)可按50％柴油+25％的生物组分和20％的水，5％的分散稳定剂调配。热值有微弱变化，扣除水的热量损失综合节油率20％以上。节能环保效益十分巨大。
发明内容
本发明的目的就是利用液相纳米组装技术结合生物柴油制备技术生产纳米微乳化再生生物环保柴油，其中包括生物组分的制备和纳米微乳化两部分。
检测项目及理化指标如下：
| 项目 | 指标 | 测试标准 |
| 外观 | 琥珀色液体 | 目测 |
| 油溶性 | 全溶 | 目测 |
| 密度，g/cm3(20℃) | 0.85-0.90 | GB 2540-81 |
| 运动粘度mm2/s(40℃) | ≤100 | GB 265-88 |
| 闪点(开口)(℃) | ≥60 | GB 267-88 |
| 灰分(％) | ≤0.1 | GB/T 508 |
| 机械杂质(％) | ≤0.2 | GB 511-88 |
本发明的主要优势有以下几方面：
1、区别于其他微乳化柴油，巧妙将纳米分散组装技术结合生化柴油制备技术结合，利用地沟油等废旧料为主要原料制作纳米微乳化再生生物环保柴油。
2、推广使用方便，由于有优良的互溶性、分散性，可独立或任意比例和柴油一起使用，不分层不浑浊，简单方便。
3、节能明显，微乳液加入水10-25％，所以节油率10-25％以上。因为使用材料价格都低于柴油价格，节油产生的经济效益更大。
4、废物利用率高，比如地沟油，植物油皂角、动物油脂等。
5、不会产生腐蚀，产品和原料均无有害物质添加，对环境不产生任何不良影响。
6、根据乳化燃油理论和经验，加水量不超过15％时，柴油发动机功率不会下降，所以动力性不会下降。
7、环保意义重大，微爆使柴油燃烧大大改善，尾气有害物排放大量下降。
本发明采用以下技术方案：
1、地沟油、植物油废角料、变色变质植物油脱色改性生产生物组分：将95％以上浓度的硫酸按1-5％加入粗原料中在反应釜中搅拌30分钟，静置30-60分钟，排除底部杂质水分，如果颜色发黑发深，加入3-6％双氧水，而后加入0.5-1‰的过氧化苯甲酰，并搅拌1-2小时(加温可缩短时间)即可，通过小试来确定此酸化油的脱色效果。如不透明不明亮可加入1-2％工业级氨水或乙醇胺或乙二胺或环己胺调至透明。即可得到所需生物组分。
2、纳米微乳化工艺：柴油60-75％+生物组分20-10％+水20-10％+氨水3-5％+分散促溶剂0.1-1％+增效剂0.1-1％，生物组分主要是：地沟油(餐厅废弃物)、变质污染的植物油、植物油厂废角料(废弃物)、动物油脂等一种或混合物都可，简单处理后即是很好的柴油组分又是很好的微乳化表面活性剂。分散促溶剂是三乙醇胺、环己胺等。增效剂是硝基苯、二硝基苯、硝酸异辛脂等。按以上比例加入反应釜中，搅拌10-30分钟清澈透明后，静置30分钟即可得到所需的纳米微乳化再生生物环保柴油。
具体实施方式
实施例1：地沟油30毫升加入100毫升烧杯中，加入1.5毫升硫酸(浓度98％)搅拌30分钟静置30分钟，取上部油状物15毫升加入另一150毫升烧杯中，再取柴油70毫升加入，加入硝基苯0.1毫升，再加入自来水10毫升，再加入氨水(浓度21％)5毫升，搅拌中缓慢滴入0.01-0.1毫升三乙醇胺，5分钟左右清澈透明即可得到纳米微乳生化环保柴油100毫升。
实施例2：取植物油厂生产中废弃物皂角30毫升在100毫升烧杯中，加入浓度98％硫酸1.5毫升搅拌30分钟，静置30分钟，取上部油状物20毫升，放入另一100毫升烧杯中加入双氧水1毫升，而后加入过氧化苯甲酰0.01毫升，并搅拌1小时，静置20分钟得到颜色和柴油相当的油状物，取15毫升加入150毫升烧杯中，加入柴油70毫升，加入二硝基苯0.1毫升，再加入自来水10毫升，再加入氨水(浓度21％)5毫升，搅拌中缓慢滴入0.01-0.1毫升环己胺，5分钟左右清澈透明即可得到纳米微乳生化环保柴油100毫升。
实施例3：取植物油或过期变质植物油20毫升在100毫升烧杯中，加入浓度98％硫酸1毫升搅拌30分钟，静置30分钟，取上部油状物15毫升加入150毫升烧杯中，加入柴油70毫升，加入硝酸异辛脂0.1毫升，再加入自来水10毫升，再加入氨水(浓度21％)5毫升，搅拌中缓慢滴入0.01-0.1毫升环己胺，5分钟左右清澈透明即可得到纳米微乳生化环保柴油100毫升。
Claims (7)
1.一种纳米微乳化再生生物环保柴油，其特征是，巧妙将纳米分散组装技术结合生化柴油制备技术结合，利用地沟油等废旧料为主要原料制作纳米微乳化再生生物环保柴油。
2.根据权利要求1所述的纳米微乳化再生生物环保柴油，其特征是，该产品的主要原料是：柴油60-75％+生物组分20-10％+水20-10％+氨水3-5％+分散促溶剂0.1-1％+增效剂0.1-1％。
3.根据权利要求1所述的纳米微乳化再生生物环保柴油，其特征是，生物组分主要是：地沟油即餐厅废弃物、变质污染的植物油、植物油厂皂角料废弃物、动物油脂等一种或混合物都可。
4.根据权利要求1所述的纳米微乳化再生生物环保柴油，其特征是，地沟油、植物油废角料、变色变质植物油脱色改性生产生物组分：将95％以上浓度的硫酸按1-5％加入粗原料中在反应釜中搅拌30分钟，静置30-60分钟，排除底部杂质水分，如果颜色发黑发深，加入3-6％双氧水，而后加入0.5-1‰的过氧化苯甲酰，并搅拌1-2小时加温可缩短时间，得到可用生物组分。
5.根据权利要求1所述的纳米微乳化再生生物环保柴油，其特征是，地沟油30毫升加入100毫升烧杯中，加入1.5毫升硫酸浓度98％搅拌30分钟静置30分钟，取上部油状物15毫升加入另一150毫升烧杯中，再取柴油70毫升加入，加入硝基苯0.1毫升，再加入自来水10毫升，再加入浓度21％的氨水5毫升，搅拌中缓慢滴入0.01-0.1毫升三乙醇胺，5分钟左右清澈透明即可得到纳米微乳生化环保柴油。
6.根据权利要求1所述的纳米微乳化再生生物环保柴油，其特征是，取植物油厂生产中废弃物皂角30毫升在100毫升烧杯中，加入浓度98％硫酸1.5毫升搅拌30分钟，静置30分钟，取上部油状物20毫升，放入另一100毫升烧杯中加入双氧水1毫升，而后加入过氧化苯甲酰0.01毫升，并搅拌1小时，静置20分钟得到颜色和柴油相当的油状物，取15毫升加入150毫升烧杯中，加入柴油70毫升，加入二硝基苯0.1毫升，再加入自来水10毫升，再加入浓度21％的氨水5毫升，搅拌中缓慢滴入0.01-0.1毫升环己胺，5分钟左右清澈透明即可得到纳米微乳生化环保柴油。
7.根据权利要求1所述的纳米微乳化再生生物环保柴油，其特征是，取植物油或过期变质植物油20毫升在100毫升烧杯中，加入浓度98％硫酸1毫升搅拌30分钟，静置30分钟，取上部油状物15毫升加入150毫升烧杯中，加入柴油70毫升，加入硝酸异辛脂0.1毫升，再加入自来水10毫升，再加入浓度21％的氨水5毫升，搅拌中缓慢滴入0.01-0.1毫升环己胺，5分钟左右清澈透明即可得到纳米微乳生化环保柴油100毫升。
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| CN104449884A (zh) * | 2014-11-13 | 2015-03-25 | 伦涛 | 利用棕榈油生产生物柴油 |
| CN110270320A (zh) * | 2019-07-10 | 2019-09-24 | 王豫园 | 油脂脱色吸附剂滤饼的再生处理方法 |
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2006
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