CN101348738A - 一种乳化生物质油添加剂、使用该乳化生物质油添加剂的乳化生物质油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种乳化生物质油添加剂、使用该乳化生物质油添加剂的乳化生物质油及其制备方法，该乳化生物质油添加剂由抗氧剂、酸碱调制剂、抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂组成。乳化生物质油由包括以下重量配比的原料组成：生物质油30－100％，水5－50％，亲油乳化剂3－40％，亲水乳化剂0.5－20％，酸碱调制剂0.2－15％，抗腐蚀和钝化剂5－10％，乳化生物质油助燃催化剂0.1－10％，本发明所得的乳化生物质油互溶性好，稳定性高，能带来更高的使用品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种再生能源用品，尤指一种乳化生物质油添加剂、使用该乳化生物质油添加剂的乳化生物质油及其制备方法。
背景技术
生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，它直接或间接的来源来植物的光合作用，是唯一一种可再生的碳源。生物质在自然界中的分布很广泛，我们将生物质转化为生物质油提高了它的利用品质，其中生物油包括植物秸杆油、植物籽粒榨取油、城市餐馆地沟油和动物油脂及生物柴油等，是可再生能源。
目前，生物油的开发和利用被国家发改委列为重点发展项目。它不但是矿物石油的替代产品，而且降低有害气体的排放量，能有效地保护环境。
但由于生物质油的粘稠度大，流动性差，易堵塞油嘴油路，所以它不能直接在发动机上进行燃烧，有些生物质油(如生物柴油)在生产过程中进行酸化处理后的酸性过高，对发动机各主要零部件(如汽缸、活塞、喷油嘴等)腐蚀性较强。另外，生物柴油与国标柴油不能互溶(互溶后产生混浊)。生物质油所有的以上这些弊端便成了生物质油开发与利用的瓶颈。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能降低生物油的粘稠度、提高其流动性、降低生物油的酸性、且可使生物质油直接在发动机上燃烧的乳化生物质油添加剂。
本发明的另一目的在于提供一种热值高、输出功率油耗比与国标柴油相当、稳定性好、环保的乳化生物质油。
本发明的再一目的在于提供一种制备乳化生物质油的方法。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
本发明一种乳化生物质油添加剂，它由抗氧剂、酸碱调制剂、抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂组成，所述抗氧剂为2，6-二丁基对甲苯酚，所述的酸碱调制剂为氢氧化钠，所述抗腐蚀和钝化剂为C12烯基丁二酸和N，N-二来水杨基-1，所述助燃催化剂为脂肪酸钡。
所用的抗氧剂、酸碱调制剂、抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂的重量比为：
抗氧剂∶酸碱调制剂∶抗腐蚀和钝化剂∶助燃催化剂＝15-25％∶0.2-15％∶5-15％∶0.1-10％。
其中，抗氧剂、酸碱调制剂、抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂的重量比最优选为：
抗氧剂∶酸碱调制剂∶抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂＝20∶8∶10∶8。
本发明一种乳化生物质油，由包括以下重量配比的原料制备而成：
生物质油 30-100％；
水 5-50％；
亲油乳化剂 3-40％；
酸碱调制剂 0.2-15％；
亲水乳化剂 0.5-20％，
上述乳化生物质油添加剂0.1-10％。
乳化生物质油各原料的重量配比为：生物质油∶水∶亲油乳化剂∶酸碱调制剂∶亲水乳化剂∶上述的乳化生物质油添加剂＝40-92％∶5-58％∶5-30％∶0.5-10％∶0.5-10％∶0.5-5％。
乳化生物质油各原料的重量配比为：生物质油∶水∶亲油乳化剂∶酸碱调制剂∶亲水乳化剂∶上述的乳化生物质油添加剂＝40-80％∶10-30％∶5-20％∶0.6-9％∶1-5％∶0.5-2％。
所述亲油乳化剂为油酸、脂肪酸或环烷酸；所述亲水乳化剂是无机碱和有机胺的混合水溶液，所述无机碱选自氢氧化钾、氨水、氢氧化钡和氢氧化钙可溶性无机碱中的一种或多种，溶液中无机碱的浓度优选为3-35％，所用的有机胺选自乙二胺、乙醇胺、正丙胺、正丁胺、环己胺和三乙醇胺中的一种或多种的任意混合物，有机胺在溶液中的浓度为2-10％。
该乳化生物质油还加入有重量为其5-50％的航空煤油或石脑油。
本发明一种制备上述乳化生物质油的方法，该方法为：将生物质油、水、亲油乳化剂、亲水乳化剂、酸碱调制剂和乳化生物质油助燃催化剂按顺序搅拌加入，混合均匀，然后高速剪切，一次性三级连续高速剪切之后再通过静态混合器或乳化机进行处理直至产物透明为止。
采用上述方案后，由于本发明采用由抗氧剂、酸碱调制剂、抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂组成的乳化生物质油添加剂制备而成的生物质油，如后附表1、表2、表3、表4可知具有如下优点：
1、降低生物油的粘稠度，提高其流动性，可直接在发动机上燃烧。
2、降低生物油的酸性(乳化生物质油的PH值7.0-7.3接近中性)。
3、充分开发利用和节约可再生能源和替代能源资源。
4、能与国标柴油经任意比例互溶，共同燃烧。
5、外观色泽与国标柴油一样清澈透亮。
6、闪点高、储藏安全。
7、热值高、输出功率油耗比与国标柴油相当。
8、稳定性好，长期储存(三年)不分层、不变质。
9、有害气体排放量小，保护环境。
其中表1为乳化生物质油理化指标，表2是台架实验检测，依据：GB/T 17692-1999《汽车用发动机净功率测试方法》做的实验，表3和表4是采用燃烧0#柴油与乳化生物质油对比进行的废气测试实验，其方法按：1.GB 19756-2005《三轮汽车和低速货车用柴油机排气污染物排放限值及测量方法(中国I、II阶段)》；2.GB 9486-1988《柴油机稳态排放烟度及测定方法》。
表1乳化生物质油理化指标
表2
表3：
表4
| 号 | 检验项目 | 柴油g/(kw.h) | 乳化生物质油g/(kw.h) | 变化率％ |
| 1 | CO | 3.3 | 3.1 | -6.1 |
| 2 | HC | 2.7 | 2.3 | -14.8 |
| 3 | NOX | 13.6 | 12.5 | -8.0 |
| 4 | PM | 0.68 | 0.59 | -13.2 |
具体实施方式
配方：
本发明乳化生物质油添加剂，其由抗氧剂、酸碱调制剂、抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂组成，它所用的重量比为：抗氧剂∶酸碱调制剂∶抗腐蚀和钝化剂∶助燃催化剂＝15-25％∶0.2-15％∶5-15％∶0.1-10％。
其中，所述的抗氧剂为2，6-二丁基对甲苯酚，所述的酸碱调制剂为氢氧化钠，所述抗腐蚀和钝化剂为C12烯基丁二酸和N，N-二来水杨基-1，所述助燃催化剂为脂肪酸钡。抗氧剂∶酸碱调制剂∶抗腐蚀和钝化剂∶助燃催化剂的重量比最优选为：20∶8∶10∶8。
本发明乳化生物质油，其备制原料的重量配比为：
生物质油 30-100％；
水 5-50％；
亲油乳化剂 3-40％；
酸碱调制剂 0.2-15％；
亲水乳化剂 0.5-20％，
上述乳化生物质油添加剂0.1-10％。
实施方式一：各原料的重量配比为：生物质油∶水∶亲油乳化剂∶酸碱调制剂∶亲水乳化剂∶上述的乳化生物质油添加剂＝40-92％∶10-40％∶5-58％∶5-30％∶0.5-10％∶0.5-10％∶0.5-5％。
实施方式二：各原料的重量配比为：生物质油∶水∶亲油乳化剂∶酸碱调制剂∶亲水乳化剂∶上述的乳化生物质油添加剂＝40-80％∶10-30％∶5-20％∶0.6-9％∶1-5％∶0.5-5％。
其中，所述亲油乳化剂优为油酸、脂肪酸或环烷酸；所述亲水乳化剂是无机碱和有机胺的混合水溶液，所述无机碱选自氢氧化钾、氨水、氢氧化钡和氢氧化钙可溶性无机碱中的一种或多种，优选使用氨水，溶液中无机碱的浓度优选为3-35％，(或优选为5-30％，或优选为20-30％，或优选为25-30％，最优选为30％，)所用的有机胺选自乙二胺、乙醇胺、正丙胺、正丁胺、环己胺和三乙醇胺中的一种或多种的任意混合物，优选使用正丁胺、乙醇胺和/或三乙醇胺，有机胺在溶液中的浓度为2-10％。优选为5-10％，(或优选为5-8％)。
该乳化生物质油还加入有重量为其5-50％，优选为10-40％的航空煤油或石脑油。
方法：
本发明一种制备上述乳化生物质油的方法，将生物质油、水、亲油乳化剂、亲水乳化剂、酸碱调制剂和乳化生物质油助燃催化剂按顺序搅拌加入，混合均匀，然后高速剪切，一次性三级连续高速剪切之后再通过静态混合器或乳化机进行处理直至产物透明为止。
Claims (7)
1、一种乳化生物质油添加剂，其特征在于：它由抗氧剂、酸碱调制剂、抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂组成，所述抗氧剂为2，6-二丁基对甲苯酚，所述的酸碱调制剂为氢氧化钠，所述抗腐蚀和钝化剂为C12烯基丁二酸和N，N-二来水杨基-1，所述助燃催化剂为脂肪酸钡，所用的抗氧剂、酸碱调制剂、抗腐蚀和钝化剂及助燃催化剂的重量比为：
抗氧剂∶酸碱调制剂∶抗腐蚀和钝化剂∶助燃催化剂＝15-25％∶0.2-15％∶5-15％∶0.1-10％。
2、一种乳化生物质油，其特征在于：由包括以下重量配比的原料制备而成：
生物质油 30-100％；
水 5-50％；
亲油乳化剂 3-40％；
剂酸碱调制 0.2-15％；
亲水乳化剂 0.5-20％，
权利要求1的乳化生物质油添加剂 0.1-10％。
3、如权利要求2所述的的乳化生物质油，其特征在于：各原料的重量配比为：生物质油∶水∶亲油乳化剂∶酸碱调制剂∶亲水乳化剂∶权利要求1的乳化生物质油添加剂＝40-92％∶5-58％∶5-30％∶0.5-10％∶0.5-10％∶0.5-5％。
4、如权利要求2所述的的乳化生物质油，其特征在于：各原料的重量配比为：生物质油∶水∶亲油乳化剂∶酸碱调制剂∶亲水乳化剂∶权利要求1的乳化生物质油添加剂＝40-80％∶10-30％∶5-20％∶0.6-9％∶1-5％∶0.5-2％。
5、如权利要求2-4所述的任一项乳化生物质油，其特征在于：所述亲油乳化剂为油酸、脂肪酸或环烷酸；所述亲水乳化剂是无机碱和有机胺的混合水溶液，所述无机碱选自氢氧化钾、氨水、氢氧化钡和氢氧化钙可溶性无机碱中的一种或多种，溶液中无机碱的浓度为3-35％，所用的有机胺选自乙二胺、乙醇胺、正丙胺、正丁胺、环己胺和三乙醇胺中的一种或多种的任意混合物，有机胺在溶液中的浓度为2-10％。
6、如权利要求2-4所述的任一项乳化生物质油，其特征在于：该乳化生物质油还加入有重量为其5-50％的航空煤油或石脑油。
7、一种制备权利要求2-4的任一项乳化生物质油的方法，其特征在于：该方法为：将生物质油、水、亲油乳化剂、亲水乳化剂、酸碱调制剂和乳化生物质油助燃催化剂按顺序搅拌加入，混合均匀，然后高速剪切，一次性三级连续高速剪切之后再通过静态混合器或乳化机进行处理直至产物透明为止。
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