CN102660334A - 一种生物醇油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物醇油组合物，其特征在于，按重量份数计包括：甲醇79~89份；水10~20份；混合乳化剂5~10份；二茂铁0.2~0.5份；其中所述混合乳化剂包括：水、氢氧化钾、氢氧化钠、乙酸乙酯和乙醇以及不可避免的杂质。本发明提供的生物醇油组合物既能具有高燃烧值，燃烧充分，又不会污染空气。本发明还提供了一种生物醇油组合物的制备方法。

Description

一种生物醇油及其制备方法

技术领域

本发明涉及燃料制备领域，具体涉及一种生物醇油及其制备方法。

背景技术

生物醇油是结合了生物柴油和醇基燃料的优点，采用油包水技术以化工粗醇为主原料，配加金属盐系列助燃产品和防积炭活性精亮剂配制而成，其配制技术是以甲醇为主要原料，添加10%的水和极少量乳化剂，经过物理和化学反应生成2.5mm以下的油包水细小颗粒。这种经过微乳化的生物醇油由于爆效应等原理其雾化更优良，燃烧更充分，不仅可以充当锅炉冶金等工业的燃料还可以以一定的比例和柴、汽油混合用在各种机械上同时节省5%-30%左右的燃料消耗，并且比直接燃烧柴油更环保。

现有技术中的生物醇油使用的乳化剂多为有机乳化剂，且多为含氧较多的非离子表面活性剂，添加量少，能够形成第三界面，很好的将生物柴油和醇基燃料乳化在一起，

但是目前使用的乳化剂多为聚氧乙烯醚类，助燃性能不好，且燃烧后会有含有含苯或含酚物质生成，排放至大气中，容易造成大气污染。

生物醇油是一种热值学稳定体系，粒径小可达到长期稳定。制备简单只需把甲醇、水、乳化剂按照比例混合在一起，经搅拌均匀即可.凝点低，可以在较低温度下使用。流动性好，更有利于雾化，燃烧油效果好在加热燃烧时，水蒸气受热膨胀后发生微爆产生2次雾化合燃烧更加充公，大大降低了废气中的煓烔.co等有害气体的含量，使用时不需要改变原来的设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种既能具有高燃烧值，燃烧充分，又不会污染空气的生物醇油组合物。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种生物醇油组合物，按重量份数计包括：

甲醇 79~89份；

水 10~20份；

混合乳化剂 5~10份；

二茂铁 0.2~0.5份；

其中所述混合乳化剂包括：水、氢氧化钾、氢氧化钠、乙酸乙酯和乙醇，以及不可避免的杂质。

优选的，所述混合乳化剂中各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5~10%；

氢氧化钠 2.5~20%；

乙酸乙酯 30%；

乙醇 40~55%。

优选的，所述混合乳化剂中各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5%；

氢氧化钠 2.5%；

乙酸乙酯 30%；

乙醇 55%。

本发明还提供了一种所述生物醇油组合物的制备方法，包括：

a）提供混合乳化剂；

b）将所述混合乳化剂与甲醇、水、二茂铁均匀混合，得到所述生物醇油组合物。

优选的，步骤a）具体为：

a1）将乙酸乙酯与乙醇均匀搅拌5~10min；得到第一混合物；

a2）将氢氧化钾加入所述第一混合物中，均匀搅拌5~10min得到第二混合物；

a3）将氢氧化钠加入所述第二混合物中，均匀搅拌10~30min，得到第三混合物；

a4）将所述第三混合物静置1~2h，得到乳化剂。

优选的，所述混合乳化剂中各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5~10%；

氢氧化钠 2.5~20%；

乙酸乙酯 30%；

乙醇 40~55%。

优选的，所述混合乳化剂中各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5%；

氢氧化钠 2.5%；

乙酸乙酯 30%；

乙醇 55%。

优选的，步骤a1）~步骤a3）中所有的搅拌速度均为300r/min。

本发明提供了一种生物醇油组合物，包括甲醇、水、乳化剂和二茂铁，其中突出的有点是，本发明使用的乳化剂中不含有芳香族化合物，均为脂肪醇或脂肪族酯，其中氢氧化钾和氢氧化钠能够提供乳化剂很好的碱性，使乙酸乙酯部分水解成乙醇和乙酸，能够中和甲醇燃烧生成的一氧化碳等有害物质，乙酸乙酯和乙醇能够有效的溶解在水中能够有效的提高醇基燃料的燃烧值，使生物醇油组合物充分燃烧，保护了环境。本发明提供的制备方法操作简单，适合大规模工业化生产。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

本发明提供了一种生物醇油组合物，按重量份数计包括：

甲醇 79~89份；

水 10~20份；

混合乳化剂 5~10份；

二茂铁 0.2~0.5份；

其中所述混合乳化剂由水、氢氧化钾、氢氧化钠、乙酸乙酯和乙醇组成。

本发明的发明点在于使用了新型的乳化剂，所述乳化剂由水、氢氧化钾、氢氧化钠、乙酸乙酯和乙醇组成。其中，优选的所述乳化剂中的各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5~10%；更优选为 2.5%

氢氧化钠 2.5~20%；更优选为 2.5%

乙酸乙酯 30%；

乙醇 40~55%，更优选为 55%

按照本发明，NaOH是一种重要的强碱，其固体又被称为烧碱、火碱、片碱、苛性钠等，是一种白色固体，有吸水性，可用作干燥剂，且在空气中易潮解（因吸水而溶解的现象，属于物理变化）；溶于水，同时放出大量热。

纯的无水氢氧化钠为白色半透明，结晶状固体，氢氧化钠极易溶于水，溶解度随温度的升高而增大，溶解时能放出大量的热，288K时其饱和溶液浓度可达26.4mol/L(1∶1)。它的水溶液有涩味和滑腻感，溶液呈强碱性，具备碱的一切通性。市售烧碱有固态和液态两种；纯固体烧碱呈白色，有块状、片状、棒状、粒状，质脆；纯液体烧碱为无色透明液体。氢氧化钠还易溶于乙醇、甘油；但不溶于乙醚、丙酮、液氨。对纤维、皮肤、玻璃、陶瓷等有腐蚀作用，溶解或浓溶液稀释时会放出热量；与无机酸发生中和反应也能产生大量热，生成相应的盐类；与金属铝和锌、非金属硼和硅等反应放出氢；与氯、溟、碘等卤素发生岐化反应。能从水溶液中沉淀金属离子成为氢氧化物；能使油脂发生皂化反应，生成相应的有机酸的钠盐和醇，这是去除织物上的油污的原理。

氢氧化钠的用途十分广泛，在化学实验中，除了用做试剂以外，由于它有很强的吸湿性，还可用做碱性干燥剂。烧碱在国民经济中有广泛应用，许多工业部门都需要烧碱。使用烧碱最多的部门是化学药品的制造，其次是造纸、炼铝、炼钨、人造丝、人造棉和肥皂制造业。另外，在生产染料、塑料、药剂及有机中间体，旧橡胶的再生，制金属钠、水的电解以及无机盐生产中，制取硼砂、铬盐、锰酸盐、磷酸盐等，也要使用大量的烧碱。工业用氢氧化钠应符合国家标准GB209-2006；工业用离子交换膜法氢氧化钠应符合国家标准GB/T11199-89；化纤用氢氧化钠应符合国家标准GB11212-89；食用氢氧化钠应符合国家标准GB5175-85。

氢氧化钾的性质与氢氧化钠相仿，无机工业用作生产钾盐，如高锰酸钾、亚硝酸钾、磷酸氢二钾等的原料。日化工业用作制造钾肥皂、洗污肥皂、洗头软皂、雪花膏、冷霜、洗发膏等的原料。制药工业用于制造黄体酮、香兰素等原料。染料工业用于制造三聚氰胺染料。电池工业用于制造碱性蓄电池。^[6]用作干燥剂、吸收剂，用于制钾肥皂、草酸及各种钾盐，还用于电镀、雕刻、石印术等;主要用作钾盐生产的原料，如高锰酸钾、碳酸钾等。在医药工业中，用于生产钾硼氢、安体舒通、沙肝醇、黄体酮和丙酸睾丸素等。在轻工业中用于生产钾肥皂、碱性蓄电池、化妆品(如冷霜、雪花膏和洗发膏)。在染料工业中，用于生产还原染料，如还原蓝RSN等。在电化学工业中，用于电镀、雕刻等。在纺织工业中，用于印染、漂白和丝光，并大量用作制造人造纤维、聚酯纤维的主要原料。此外，还用于冶金加热剂和皮革脱脂等方面。化工基本原料，用于医药、日用化工等。;用作分析试剂、皂化试剂、二氧化碳和水分的吸收剂，也用于制药工业。

按照本发明，使用氢氧化钾与氢氧化钠混合主要是为了使乳化剂呈碱性，使乙酸乙酯部分水解，能够有效的使所述乙酸乙酯中的杂质部分水解，从而使不溶物能够更好的溶解在乳化剂中，使乳化剂分解更加均匀。另外，本发明使用氢氧化钾和氢氧化钠还能够为生物醇油提供大量氧，在燃烧时能够起到助燃剂的作用，使生物醇油燃烧更加充分。

乙酸乙酯（ethyl acetate）双称醋酸乙酯。纯净的乙酸乙酯是无色透明有芳香气味的液体，是一种用途广泛的精细化工产品，具有优异的溶解性、快干性、用途广泛，是一种非常重要的有机化工原料和极好的工业溶剂，被广泛用于醋酸纤维、乙基纤维、氯化橡胶、乙烯树脂、乙酸纤维树酯、合成橡胶、涂料及油漆等的生产过程中。其主要于途有：作为工业溶剂，用于涂料、粘合剂、乙基纤维素、人造革、油毡着色剂、人造纤维等产品中；作为粘合剂，用于印刷油墨、人造珍珠的生产、作为提取剂，用于医药、有机酸等产品的生产；作为香料原料，用于菠萝、香蕉等水果香精和威士忌、奶油等香料的主要原料。乙酸乙酯除人工合成外，还存在于许多酒以及菠萝、香蕉等果品中。白酒中主要成分乙醇与少量存在的乙酸。乙酸乙酯可以作为有机物的溶剂，尤其是对于低分子量醇类具有很好的溶解性。

按照本发明，所述乙酸乙酯可以为纯乙酸乙酯，也可以由动物或植物油脂提炼的乙酸乙酯，其中动物或植物油脂提炼的乙酸乙酯中含有部分不可避免的杂质，所述杂质为长链的脂肪族聚酯、脂肪族羧酸酯或者其他醇类化合物。这些杂质影响乳化剂的混合，甚至影响生物醇油的燃烧，使生物醇油燃烧不充分。由于本发明提供的乳化剂主要为碱性，所以在其制备的乳化剂以及生物醇油中，醇类物质不会与水解的羧酸进行反应。降低燃烧值。

乙醇作为助燃剂存在助溶剂以及助燃剂，能够提高生物醇油的燃烧速度，延长燃烧时间，使燃烧更加充分。

按照本发明，所述乳化剂是指两种不相混溶的液体（如油和水）中的一种以极小的粒子均匀地分散到另一种液体称为分散相或内相，包围在外面液体称为连续相或外相。当油分散相，水是连续相时称为水包油型乳状液。反之当水是分散相时，称为油包水型乳状液。液珠的直径一般大于0.1um，其实很少乳状液的液珠直径小于0.25um.不相混溶的油和水二相借机械力的震摇搅拌之后，由于剪切力的作用，使二相的界面积大大增加，以而使某一相呈小球状，分散于另一相之中，形成暂时的乳状液。这种暂时的乳状液是不稳定的，因为二相之间的界面分子具有比内部分子较高的能量，它们有自动降低能量的颀问，所以小液珠会相互聚焦力图缩小界面积，降低界面能，这种乳状液经过时间的静置后分散的小珠会迅速合并，从而使油和水重新分开为两层液体乳化剂能显著降低分散物系的界面能力在其微液珠的表面形成薄膜或双电层等，来阻止这些微液珠相互凝结，增大乳状液的稳定性，这种能够帮助乳状液形成的作用叫乳化作用，能够帮助乳化作用发生的物质叫乳化剂

乳化剂的双系结构：乳化剂分子结构包括疏水基因和系水离子基因。由于它的分子中既有系油基又有系水基，所以也称双系分子。它与普通有面压合物在水中的溶解度也不一样，临界溶解温和饰点分别是乳化剂溶解性能的特性的特征指标临界溶解温度：比喻醇油（-38℃）经TK表示，此点亦即是乳化剂在该温度下胶来形成之时，胶来只存在该点以上的温度。临界胶来浓度是在一定温度下，乳化剂形成胶来的最低浓度。浊点：当温度超过某个范围时溶液出现浑浊，分离出两个液相，此现象是可递的溶液一经冷却即可恢复成清亮的均相。当温度，即称为浊点(58℃)(TP)

乳化剂在本发明中起到的作用：1、中和甲醇燃烧时排放的有互成分；2、助燃提升热后延长燃烧时间；3、防止积炭的生产、兼融、混溶。

本发明还提供了一种生物醇油的制备方法，包括：

a）提供混合乳化剂；

b）将所述混合乳化剂与甲醇、水、二茂铁均匀混合，得到所述生物醇油组合物。

优选的，本发明提供的乳化剂为本发明人自行制备，所以乳化剂的制备方法具体为：

a1）将乙酸乙酯与乙醇均匀搅拌5~10min；得到第一混合物；

a2）将氢氧化钾加入所述第一混合物中，均匀搅拌5~10min得到第二混合物；

a3）将氢氧化钠加入所述第二混合物中，均匀搅拌10~30min，得到第三混合物；

a4）将所述第三混合物静置1~2h，得到乳化剂。

按照本发明，所述乳化剂制备过程中，即步骤a1）~步骤a3）中的搅拌的速度均为300r/min。

以下为本发明的具体实施例：

实施例1

将乙酸乙酯与无水乙醇在300r/min的速度下混合5min，得到第一混合物，将氢氧化钾加入所述第一混合物中，均匀搅拌5min得到第二混合物，将氢氧化钠加入所述第二混合物中，均匀搅拌20min，得到第三混合物，将所述第三混合物静置2h，得到乳化剂。

按照重量份数将甲醇、水、乳化剂和二茂铁催化助燃剂均匀混合1h，搅拌速度为300r/min，得到生物醇油。

乳化剂及生物醇油制备中各组分的添加量如表1和表2所示。

将实施例制备的生物醇油通过GB16663-1996醇基液体燃料标准中提供的方法进行检测，其数据结果如表3所示。

实施例2~4

各个组分含量如表1或表2所示，检测结果如表3所示。

比较例1

使用实施例1的方法进行制备，其中乳化剂使用0.5份的烷基酚聚氧乙烯醚。

表1实施例1~4乳化剂中各组分添加量

表2实施例1~4制备的生物醇油中各组分的添加量

表3实施例1~4以及比较例1实验结果对比

通过表3的实验数据对比，说明本发明提供的生物醇油均比现有技术使用生物醇油性能好，其密度小，质轻，引燃温度高，燃烧值大，凝点低说明杂质少，低热值大，说明尾气排放中有害成分少，燃烧充分。所以本发明提供的生物醇油组合物既能具有高燃烧值，燃烧充分，又不会污染空气。

以上对本发明提供的一种生物醇油组合物及其制备方法进行了详细的介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种生物醇油组合物，其特征在于，按重量份数计包括：

甲醇 79~89份；

水 10~20份；

混合乳化剂 5~10份；

二茂铁 0.2~0.5份；

其中所述混合乳化剂包括：水、氢氧化钾、氢氧化钠、乙酸乙酯和乙醇以及不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的生物醇油组合物，其特征在于，所述混合乳化剂中各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5~10%；

氢氧化钠 2.5~20%；

乙酸乙酯 30%；

乙醇 40~55%。

3.根据权利要求2所诉的生物醇油组合物，其特征在于，所述混合乳化剂中各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5%；

氢氧化钠 2.5%；

乙酸乙酯 30%；

乙醇 55%。

4.一种权利要求1所述的生物醇油组合物的制备方法，其特征在于，包括：

a）提供混合乳化剂；

b）将所述混合乳化剂与甲醇、水、二茂铁均匀混合，得到所述生物醇油组合物。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤a）具体为：

a1）将乙酸乙酯与乙醇均匀搅拌5~10min；得到第一混合物；

a2）将氢氧化钾加入所述第一混合物中，均匀搅拌5~10min得到第二混合物；

a3）将氢氧化钠加入所述第二混合物中，均匀搅拌10~30min，得到第三混合物；

a4）将所述第三混合物静置1~2h，得到乳化剂。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述混合乳化剂中各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5~10%；

氢氧化钠 2.5~20%；

乙酸乙酯 30%；

乙醇 40~55%。

7.根据权利要求6所诉的生物醇油组合物，其特征在于，所述混合乳化剂中各组分按重量百分比计为：

水 10%；

氢氧化钾 2.5%；

氢氧化钠 2.5%；

乙酸乙酯 30%；

乙醇 55%。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤a1）~步骤a3）中所有的搅拌速度均为300r/min。