CN101875864B - 一种轻质柴油的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用植物油与生物柴油为原料制备轻质柴油的方法。首先分离松树油的轻质馏分，加入氢氧化钠进行中和，沉淀分离轻油与残液；然后将分离到的清油在沉淀槽中再次沉淀并进行油渣分离，将获得的清油加热蒸馏，收集150-220℃的馏分，与生物柴油按一定比例进行复配制得成品油。本发明的轻质柴油各项指标完全达到0号柴油的标准，其滞燃期较短且低温下保持了较低的粘度，因此具有良好燃烧性及低温流动性，解决了生物柴油不能完全取代石化柴油的瓶颈技术。可作为车用柴油推广使用。
Description
技术领域
本发明属于生物能源技术领域，具体涉及一种利用生物柴油与植物油制备轻质柴油的方法。
背景技术
动植物油主要成分为脂肪酸甘油酯，属于可降解的环境相容性能源，但由于其分子量大、低温流动性及高温热稳定性差限制了它在汽车上的使用。将动植物油经甲醇进行甲酯化处理，降低了其冷凝点并改善了高温热稳定性，成为类似石化柴油的燃料，即生物柴油，可作为汽车动力燃料。由于其燃烧后废气中不含二氧化硫，且产生的氮氧化物较少，大大减少了对燃油环境的污染，属于新型绿色环保燃料。
生物柴油突出的环保性和可再生性已引起了世界发达国家，尤其是资源贫乏国家的高度重视。欧美等生物柴油发展较快的国家均以油菜和大豆等植物油脂为原料，并对植油料作物种植实行财政补贴，东南亚国家则利用其优越的自然条件种植油棕来获取油脂资源。而我国的实际情况是人多地少，食用油缺口在30％以上，每年都要进口上千万吨油料用于生产食用油以弥补缺口。因此，在我国市场经济的现况下，尚不具备用食用油大规模工业化生产生物柴油的条件。我国生物柴油原料的特色是一方面利用野生含油树木种子，另一方面利用大量的废弃油脂，为废弃油脂特别是地沟油寻找出路。
近年来利用废动植物油脂制备生物柴油已成为技术热点，已公开的相关专利较多，如CN1560197A公开了一种利用潲水油制备生物柴油的方法，将精制过的潲水油在催化剂和加热的条件下与甲醇进行酯交换反应，得到脂肪酸甲酯，其在分子量、组成、凝固点、闪点与石化柴油相当；CN101113355A公开了一种利用高酸值废动植物油制备生物柴油的方法，包括脱水、酯交换、分相、脱色四个步骤；CN101173176A公开了利用动植物费油连续生产生物柴油的工艺方法；CN101074389A公开了一种利用地沟油生产生物柴油的方法；CN101148600A公开了一种废动植物油脂制备生物柴油的方法。以上专利技术以废动植物油脂(包括酸化油、地沟油、潲水油、白土油等)为原料制备成生物柴油，一方面解决了用食用动植物油脂制备生物柴油成本过高的问题，另一方面找到了一种很好的废动植物油脂处置方法，避免了其对环境的污染。
然而，利用废动植物油脂制备的生物柴油存在许多不足之处。首先，由于其滞燃期较长，使用时柴油机工作压力不强，爆发性较差，且易导致柴油机运转不平稳，甚至会产生爆震；其次，生物柴油滞燃期较长导致油耗较高，所以单独使用生物柴油的油耗要显著高于石化柴油；再次，由于生物柴油的凝点较高，低温启动性差也限制了其推广使用。目前国内普遍采用B20的标准，就是将20％的生物柴油和80％的石化柴油勾兑在一起使用。因此，目前生物柴油尚不能完全取代石化柴油。
发明内容
本发明的目的在于针对现有利用废动植物油脂制备的生物柴油滞燃期较长，导致柴油机动力不足、运转不平稳且油耗高的缺点，提供了一种轻质柴油的制备方法，采用松树油的轻质馏分中和后与生物柴油进行复配，制得的成品油具有良好燃烧性及低温流动性。
本发明的轻质柴油制备方法包括以下步骤：
1)将松树油加温进行分馏，收获260-280℃以下的馏分为轻油，剩下残液为重油，其中松树油来自松树的树根及树干，分离到的轻油和重油体积比一般为4∶6；
2)在获得的轻油中按油重加入5-6％、纯度大于99％的氢氧化钠及10％的水，充分搅拌20-40分钟，沉淀1-1.5小时后进行清油与残液的分离，将分离到的清油在沉淀槽中再沉淀48-60小时。
3)进行油渣分离，将获得的清油加热蒸馏，收集150-220℃的馏分，即植物成品油；
4)将提取的植物成品油与生物柴油按35-45∶65-55进行复配，得淡黄色轻质柴油，经省级质量监督检验所检定，制备的成品油能完全达到目前0号柴油(GB252-2000《轻柴油》)的标准。
所述1)步骤中重油部分可作为橡胶软化剂原料或直接作燃烧油用，目前市场价高达3600-3800元每吨；所述3)步骤的残渣部分可作为油漆稀释剂原料或直接作燃烧油用。根据粗步估算，本发明的轻质柴油总成本在4800元每吨左右，有较大的利润空间。
所述4)步骤中如采用国标生物柴油(按照GB/T20828-2007)，则植物成品油与国标生物柴油按45∶55进行复配；如采用的生物柴油达不到国家标准，则先对生物柴油进行适当调制处理，待达到国家标准后再与植物成品油进行复配。
本发明的优点在于：
1、本发明的轻质柴油各项指标完全达到0号柴油的标准，与现有生物柴油相比其滞燃期短且凝点较低，因此具有良好燃烧性及低温流动性，对本发明产品进行的发动机现场试验结果表明，柴油机启动快、输出功率大、运行平稳有力。因此，本发明技术解决了生物柴油不能完全取代石化柴油的瓶颈技术。
2、本发明原料包括松树油和利用废动植物油脂制备的生物柴油，其中松树油来源于松树的树根及树干，原料来源极广；另一种原料生物柴油是利用废动植物油脂制得，成本低廉，因此本发明的轻质柴油成本较低，有较大的利润空间。
3、本发明的轻质柴油生产工艺简单，不使用催化剂，仅通过简单复配即可，进一步节约了生产成本。
4、本发明产品经现场试用，柴油机排气口几乎无黑烟冒出，与现有石化柴油相比更加环保。
具体实施方式
以下实施例旨在说明本发明而不是对本发明的进一步限定，本发明可以按发明内容所述的任一方式实施。
实施例1：
将松树油250kg加温进行分馏，收获260-280℃以下的馏分共100kg为轻油，剩下残液为重油。在获得的轻油中加入5.5kg、含量为99％的氢氧化钠及10kg水，充分搅拌25分钟，沉淀1.5小时后进行清油与残液的分离，将分离到的清油在沉淀槽中再沉淀52小时。进行油渣分离后，将获得的清油加热蒸馏，收集150-220℃的馏分，即植物成品油。将提取的植物成品油与利用废动植物油脂制备的国标生物柴油按45∶55进行复配，得本发明的轻质柴油。
本发明的轻质柴油经湖南省产商品质量监督检验所检定，依据GB252-2000《轻柴油》标准，检定结果显示本发明产品完全符合0号柴油标准。
本发明的轻质柴油检定结果
实施例2：
将松树油250kg加温进行分馏，收获260-280℃以下的馏分共98kg为轻油，剩下残液为重油。在获得的轻油中加入5.2kg、含量为99.2％的氢氧化钠及9.8kg水，充分搅拌30分钟，沉淀1.25小时后进行清油与残液的分离，将分离到的清油在沉淀槽中再沉淀55小时。进行油渣分离后，将获得的清油加热蒸馏，收集150-220℃的馏分，即植物成品油。将提取的植物成品油与利用废动植物油脂制备的国标生物柴油按45∶55进行复配，得本发明的轻质柴油。检定结果同实施例1。
实施例3：
将松树油250kg加温进行分馏，收获260-280℃以下的馏分共104kg为轻油，剩下残液为重油。在获得的轻油中加入6.03kg、含量为99.5％的氢氧化钠及10.4kg水，充分搅拌35分钟，沉淀1.5小时后进行清油与残液的分离，将分离到的清油在沉淀槽中再沉淀50小时。进行油渣分离后，将获得的清油加热蒸馏，收集150-220℃的馏分，即植物成品油。将提取的植物成品油与利用废动植物油脂制备的国标生物柴油按45∶55进行复配，得本发明的轻质柴油。检定结果同实施例1。
Claims (5)
1.一种轻质柴油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)将松树油加温进行分馏，收获260-280℃以下的馏分为轻油，剩下残液为重油；
2)在获得的轻油中按油重加入5-6％、纯度大于99％的氢氧化钠及10％的水，充分搅拌20-40分钟，沉淀1-1.5小时后进行清油与残液的分离，将分离到的清油在沉淀槽中再沉淀48-60小时；
3)进行油渣分离，将获得的清油加热蒸馏，收集150-220℃的馏分，即植物成品油；
4)将提取的植物成品油与生物柴油按35-45∶65-55进行复配，得轻质柴油。
2.根据权利要求1所述的一种轻质柴油的制备方法，其特征在于，所述1)步骤中分离到的轻油和重油体积比为4∶6。
3.根据权利要求1所述的一种轻质柴油的制备方法，其特征在于，所述1)步骤中重油可作为橡胶软化剂原料或直接作燃烧油。
4.根据权利要求1所述的一种轻质柴油的制备方法，其特征在于，所述4)步骤中如采用符合GB/T20828-2007标准的国标生物柴油，则植物成品油与国标生物柴油按45∶55进行复配。
5.根据权利要求1所述的一种轻质柴油的制备方法，其特征在于，所述轻质柴油能达到目前GB252-2000《轻柴油》的标准。
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