CN101225333B - 醇生物质清洁柴油 - Google Patents

Abstract

本发明涉及醇生物质清洁柴油。它由以下重量百分比的原料组成：混合酯60～80％，碳九10～20％，混合醇8～15％，抗氧防腐剂1～3％，乳化剂1～3％。其优点是：其主要原料-混合酯可从各种生物质中提炼，可取代石油燃料，从而减少对石化燃料石油的需求量；杂酯可从废弃物中提取，既减少产生成本，又可节约资源；本发明的生物柴油是含氧量较高的混合物，这有助于燃料中碳分子的完全燃烧，大大减少颗粒粉尘的排放，同时，含醇的乳化液中，由于有水，会引发微暴现象，使氮氧化合物生成量下降，既减少了有害物的排放和积碳产生，又促使燃料完全燃烧；本发明的生物柴油还可与标准柴油以任何比例进行掺烧。

Description

醇生物质清洁柴油

技术领域

本发明涉及一种可再生燃油，尤其涉及醇生物质清洁柴油。

背景技术

目前，国内外燃油供应紧张局面已经形成，其油价也在逐步上升。我国自1993年起已成为石油进口国，每年消耗柴油总量已超过1.3亿吨。随着我国经济的进一步发展，对能源的需求将不断增长，石油短缺将成为制约我国经济发展的瓶颈。

同时，使用现有的柴油，常会出现“冒黑烟”的问题，这主要是燃烧不完全，所产生的大量颗粒粉尘形成对空气的污染，且CO₂排放量高。据有关统计，发动机燃料燃烧产生的空气污染已成为空气污染的主要问题，如氮氧化物为其他工业部门排放的一半，一氧化碳为其他工业排放量的三分之二，有毒碳氢化合物为其他工业排放的一半。尾气中排出的氮氧化物和硫化物和空气中的水可以结合形成酸雨，尾气中的二氧化碳和一氧化碳太多会使大气温度升高，也就是人们常说的“温室效应”。

所以，国家为寻求石油的替代品且为保护环境而大力提倡再生物质能源的研发。

乙醇柴油是我国现阶段研究得较多的一种生物柴油。乙醇可从粮食及植物中提取，是一种可再生的能源，在柴油中掺烧一定比例的乙醇，一方面可替代柴油，缓解我国对柴油的依赖；另一方面可大幅度降低排气中的有害污染物。但这种混合燃料，还要掺和一定比例的柴油来起引燃作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需柴油且其中绝大部原料都是可再生物质的醇生物质清洁柴油，其技术方案如下：

由以下重量百分比的原料组成：

混合酯            60～80％

碳九              10～20％

混合醇            8～15％

抗氧防腐剂        1～3％

乳化剂            1～3％。

所述混合酯是指以动植物残油为原料，对其进行酯化处理所得的动物或植物脂肪酸单酯，其含水率≤1％，运动黏度40℃时5～6mm²/s，密度≤0.90g/cm³，PH值6～8。

所述混合醇是指主要由低碳醇和中碳醇组成的醇类混合物，其含水率≤10％。

所述乳化剂是按重量比例为15∶1的司盘80和吐温80混合而成。

所述抗氧防腐剂包括二芳基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸锌、硫磷化硒烃钙盐。

其生产方法包括如下步骤：

1)上述各原料通过相应计量泵对流量进行控制，使其在单位时间内按所述重量百分比例从各自的原料储罐流入初混储罐，进行初步混合，混合时间为10～20分钟，形成初混液；

2)初混液进入高剪切乳化分散机进行乳化，形成乳化液。

本发明的有益效果是：1)本发明主要原料——杂酯可从各种生物质中提炼，因此可以说是用之不竭的能源，在资源日益枯竭的今天，有望取代石油成为替代燃料，是真正意义上的可再生物质燃料，可减少对石化燃料石油的需求量；2)杂酯可从废弃物中提取，如地沟油，对废弃物加以利用，既减少产生成本，又可节约资源；3)本发明的生物柴油是含氧量较高的混合物，这有助于燃料中碳分子的完全燃烧，大大减少颗粒粉尘的排放，同时，含醇的乳化液中，由于有水，会引发微暴现象，使氮氧化合物生成量下降，既减少了有害物的排放和积碳产生，又促使燃料完全燃烧；4)本发明的生物柴油还可与标准标准柴油以任何比例进行掺烧。

附图说明

图1是本发明的生物柴油的生产流程示意图

图中，1混合酯储罐，2混合醇储罐，3碳九储罐，4抗氧防腐剂储罐，5乳化剂储罐，6、11、14、15、16、18、19阀门，7计量泵，8初混罐，9搅拌器，10过滤器，12高剪切乳化分散机，13、17取样口，20成品出口，21成品罐，22、23泵。

具体实施方式

在以下实施例中所采用的混合醇是有机化工厂或药厂的副产品(下脚料)，从市场上可购得。这些混合醇主要含低碳醇、中碳醇和少部分杂醇，是一种醇类混合物。乳化剂是按重量比例为15∶1的司盘80和吐温80混合而成。

实施例1

本实施例中的混合酯是用植物油厂的残油(油脚)经酯化处理所得的植物油脂肪酸单酯(甲酯或乙酯)，测得含水率0.98％，运动黏度40℃时5mm²/s，密度0.85g/cm³，PH值为7。混合醇的含水率为9.8％。抗氧防腐剂采用二芳基二硫代磷酸锌。

本实施例将按下列比例配置：

混合酯                60％

碳九                  20％

混合醇                15％

二芳基二硫代磷酸锌    2％

乳化剂                3％

上述各原料分别罐装在对应的储罐里，各储罐通过管道、阀门、计量泵和过滤器与初混罐连通，请参见图1，本实施例的初混罐为5吨罐。

在进行图1所示的生产流程时，首先打开与各储罐连通的输送管道上的阀6，各原料流经计量泵7，计量泵通过对流量的控制，使各原料在单位时间内按上述重量百分比例被输送，经过滤器10过滤，去除固体杂质进入初混罐。在初混罐8内由搅拌器9搅拌混合，时间为10为分钟。该初混合液由泵23送入高剪切乳化分散机12进行乳化，形成乳化液。可在高剪切乳化分散机12的出口处的取样口13取样检验测，检验项目有：

含碳量80～85％，十六烷值≥45，重量低热值≥38MJ/kg，着火温度250～350℃，乳化液中的水珠直径为≤18μm。

本次检验数据如下：

含碳量85％

十六烷值45

重量低热值40.0MJ/kg

着火温度280℃

乳化液中的水珠直径为15μm

如上述的检验项目未达到要求，可在规定的原料重量百分比例的范围内适当调整碳九和混合醇的比例。

实施例2

本实施例中的混合酯是用地沟油经酯化处理所得的动、植物油脂肪酸单酯(甲酯或乙酯)，测得含水率1.0％，运动黏度40℃时5.5mm²/s，密度0.88g/cm，PH值为6。混合醇的含水率为9.2％。抗氧防腐剂采用二烷基二硫代磷酸锌。

本实施例将按下列比例配置：

混合酯                    80％

碳九                      10％

混合醇                    8％

二烷基二硫代磷酸锌        1％

乳化剂                    1％

本实施例的生产流程与上述实施例相同，可参见图1，初混罐也为5吨罐。上述重量百分比例的各原料在初混罐8内搅拌混合时间为20为分钟，其形成的初混液经乳化分散机12进行乳化，形成乳化液。在高剪切乳化分散机12的出口处的取样口13取样检验测得：

含碳量80％

十六烷值47

重量低热值39.0MJ/kg

着火温度290℃

乳化液中的水珠直径为18μm

实施例3

本实施例中的混合酯是用皮革厂、屠宰厂动物油脂下脚料经酯化处理所得动物油脂肪酸单酯。测得含水率0.93％，运动黏度40℃时6mm²/s，密度0.91g/cm³。混合醇的含水率为8％。抗氧防腐剂采用硫磷化硒烃钙盐。

本实施例将按下列比例配置生物柴油：

混合酯                70％

碳九                  15％

混合醇                10％

硫磷化硒烃钙盐        3％

乳化剂                2％

本实施例的生产流程与实施例1相同，可参见图1，初混罐也为5吨罐。上述重量百分比例的各原料在初混罐8内搅拌混合时间为15为分钟，其形成的初混液经乳化分散机12进行乳化，形成乳化液。在高剪切乳化分散机12的出口处的取样口13取样检验测得：

含碳83％

十六烷值46

体积低热值的比值40.5MJ/kg

着火温度285℃

乳化液中的水珠直径为16μm

本发明使用的主要原料之一混合酯含有酯基，它是烃类燃料的助溶剂，其极性端可与醇类的羟基结合，所以混合酯与烃类及醇类互溶，不会产生分层现象。同时，本发明采用高剪切乳化分散机，通过其内的高速转动的转子，产生强力的离心力，使初混液中的各液体在密闭环境中受到强烈的剪切，离心挤压、液层摩擦、撞击撕裂、液流碰撞等综合效应，从而产生迅速、均匀、细腻地分散，形成十分匀质互溶为一体的油包水型的乳化液。

再有，本发明的生物柴油中含有酯类和醇类，这两种化合物都含有氧原子，氧是助燃的，所以在燃烧时，有助于物柴油中的碳完全燃烧，不会产生象石化柴油燃烧时常因燃烧不完全，而产生大量的颗粒粉尘的“冒黑烟”的现象。同时含醇乳化液中的水在燃烧时，会出现微暴现象，既使氮氧化合物生成量下降，减少有害物的排放和积碳产生，又促使燃料的完全燃烧，因而本发明的生物柴油是一种更清洁环保的燃油。

本发明的生物柴油害可与标准柴油以任何比例掺烧。

Claims (2)

1.醇生物质清洁柴油，其特征在于由以下重量百分比的原料组成：

混合酯        60～80％

碳九          10～20％

混合醇        8～15％

抗氧防腐剂    1～3％

乳化剂        1～3％；

所述混合酯是指以动植物残油为原料，对其进行酯化处理所得的动物或植物脂肪酸单酯，其含水率≤1％，运动黏度40℃时5～6mm²/s，密度≤0.90g/cm³，PH值6～8；

所述混合醇是指主要由低碳醇和中碳醇组成的醇类混合物，其含水率≤10％；

所述乳化剂是按重量比例为15∶1的司盘80和吐温80混合而成；

所述抗氧防腐剂包括二芳基二硫代磷酸锌、二烷基二硫代磷酸锌或硫磷化硒烃钙盐。

2.根据权利要求1所述的醇生物质清洁柴油，其特征在于其生产方法包括如下步骤：

1)上述各原料通过相应计量泵对流量进行控制，使其在单位时间内按所述重量百分比例从各自的原料储罐流入初混储罐，进行初步混合，混合时间为10～20分钟，形成初混液；

2)初混液进入高剪切乳化分散机进行乳化，形成乳化液。

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