CN102776037B - 以地沟油为原料的生物调合燃料油及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种以地沟油为原料的生物调合燃料油及其制备方法，其技术要点是：该生物调合燃料油包括下述体积百分比的组分：地沟油20.0%~50.0%，柴油10.0%~30.0%，复合溶剂5.0%~30.0%，混合酯5.0%~20.0%，复合燃油添加剂0.01%~1.0%；其制备方法是：称取各个组分后装入反应罐内，超声驻波处理，处理后静置2小时，过滤得生物调合燃料油；本发明提供的技术方案有效利用了地沟油，且生产工艺简单，生产成本低，较好地解决了地沟油的环境污染问题和社会问题，变废为宝，缓解了石化燃料油不足的问题；属于生物燃料技术领域。

Description

以地沟油为原料的生物调合燃料油及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种生物调合燃料油，具体的说，是一种以地沟油为原料的生物调合燃料油，属于生物燃料技术领域。
背景技术
地沟油是废弃食用油脂的简称。废弃食用油脂如果直接排入下水道(沟)，流进河流、湖塘，每千克废弃食用油脂将会造成1500平方米水面的污染，形成大面积的水质富营养化。废弃食用油脂与水、金属、微生物等作用，进一步发生更复杂的反应，产生更多有毒有害物质，危害则更甚。更为严重的是，社会上的一些不法分子将这些油回流到食用油市场中去，给人们的健康带来极大的危害。
地沟油是一种严重超标的酸败油脂，无法食用，但同时它也是一种可循环利用的资源，如果对地沟油进行简单加工成，再经燃料化处理，使之成为石化燃料油的替代燃料，这不但能够缓解或解决我国能源供应短缺的问题，减轻对环境的污染，而且还能产生巨大的社会效益和经济效益。
生物柴油制备方法主要有直接混合法、微乳化法、高温裂解法和酯交换法。目前，工业上生产生物柴油主要方法是酯交换法, 油料主要成分甘油三酯与甲醇在催化剂作用下发生酯交换反应得到脂肪酸甲酯和甘油。将甘油三酸酯断裂为长链脂肪酸甲酯，从而缩短碳链的长度，降低油料的粘度，改善油料的流动性和汽化性能，生产出粘度及性能与矿物柴油接近的生物柴油。但此方法工艺复杂、设备投资较大；醇必须超过理论用量，后续工艺必须有相应的醇回收装置，耗能高；由于脂肪油中不饱和脂肪酸在高温下容易变质，所制生物柴油色泽深；酯化副产物难于回收，成本高；生产过程有大量的废液排放。因此该方法实施遇到的阻力较大。
高温裂解法过程简单，没有污染物产生，缺点是在高温下进行, 需催化剂；裂解设备昂贵，反应程度难控制，且高温裂解法主要产品是生物汽油, 生物柴油产量不高。
微乳化法, 虽简单易行，能降低动植物油的黏度, 但所制生物柴油稳定性差，保存期短，不能与柴油通用，使用时燃烧机需要改造等原因，限制了微乳化法生产生物柴油的发展。
直接混合法，将动、植物油脂与柴油、溶剂等直接混合，降低其黏度，改善其燃烧性能。这方面最早期的应用是在南非，后在巴西、美国、西欧等国也有应用。但因所制生物柴油十六烷值不高, 燃烧中积炭及润滑油污染等问题还未能很好地解决，故作为车用动力柴油应用受限。
尽管直接混合法所制生物柴油还存在一些问题，但若不是制备汽车用柴油，而是采用此方法生产生物调合燃料油，其品质能达到燃料油SH/T0356-1996的要求，可用于发电厂锅炉、轮船锅炉、冶金炉和其他工业窑炉，服务业宾馆炉灶燃烧等。若直接以动、植物油为原料生产生物调合燃料油，生产成本很高，失去了开发价值。但以地沟油为原料采用直接混合法制备生物调合燃料油，不仅生产工艺简单，且生产成本低，还能较好地解决地沟油的环境污染问题和社会问题。   
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种以地沟油为原料的生物调合燃料油及其制备方法，该方法有效利用了地沟油，并生产工艺简单，生产成本低。
为解决上述问题，本发明提供的前一技术方案是这样的：一种以地沟油为原料的生物调合燃料油，包括下述体积百分比的组分：地沟油20.0%~50.0%，柴油10.0%~30.0%，复合溶剂5.0%~30.0%，混合酯5.0%~20.0%，复合燃油添加剂0.01%~1.0%。
进一步的，上述的以地沟油为原料的生物调合燃料油，其中，所述的地沟油含水量为0.021%~0.093%，密度为0.89~0.93 g/cm3，酸值为0.5~1.2 mg KOH/g，皂化值为190~210 mg KOH/g。
进一步的，上述的以地沟油为原料的生物调合燃料油，其中，所述的复合溶剂是苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇、120号溶剂油按体积比1~6: 1~8: 1~10: 1~8: 1~8: 1~10: 1~10:1~6混合而成。
进一步的，上述的以地沟油为原料的生物调合燃料油，其中，所述的混合酯是乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、硝酸乙酯、硝酸戊酯按体积比1~10:1~10:1~10:0.01~1:0.01~1混合而成。
进一步的，上述的以地沟油为原料的生物调合燃料油，其中，所述的复合燃油添加剂是复合溶剂，三乙醇胺、咪唑啉按体积比1~50 : 1~5 :1~5混合而成。
更进一步的，上述的以地沟油为原料的生物调合燃料油，其特征在于，所述的复合燃油添加剂是先取复合溶剂，再将三乙醇胺、咪唑啉按相应比例加入混匀。
本发明提供的后一技术方案是这样的：以地沟油为原料的生物调合燃料油的制备方法，依次包括下述步骤：1）按下述体积百分比量取各个组分：地沟油20.0%~50.0%，柴油10.0%~30.0%，复合溶剂5.0%~30.0%，混合酯5.0%~20.0%，复合燃油添加剂0.01%~1.0%；2）将量取的各个组分装入反应罐内，超声驻波处理20~40min，处理后静置1~3小时，过滤得生物调合燃料油。
进一步的，上述的以地沟油为原料的生物调合燃料油的制备方法，其特征在于，所述的过滤为减压抽滤。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案采用地沟油直接加入柴油、复合溶剂、混合酯、复合燃油添加剂调合而成，生产工艺简单，生产成本低，质量达到了燃料油指标，经测定其密度为：0.83~0.89 g/cm3，其黏度40℃为：3.15~5.76 mm2/s，其闪点为：38~50℃，其燃烧热为：33810~39750 kJ/ kg，可作为发电厂锅炉、轮船锅炉、冶金炉和其他工业窑炉，宾馆炉灶等燃烧的燃料油；并且很好地解决了地沟油的环境污染问题和社会问题，变废为宝，缓解了石化燃料油不足的问题。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不构成对本发明的任何限制，任何人在本发明权利要求保护范围内所做的非实质性内容的改变，仍在本发明权利要求保护范围内。
实施例1 
按体积百分比计包括以下组分：地沟油30.0%，柴油30.0%，复合溶剂25.0%，混合酯14.2%，复合燃油添加剂0.8%，依次装入反应罐内，用超声驻波发生器进行超声驻波处理40min，处理后静置1小时，过滤，经化验其生物调合燃料油为浅黄色液体，密度为：0.86 g/cm3，其黏度40℃为：3. 76 mm2/s，其闪点为：40℃，其燃烧热为：36766 kJ/ kg。
所述的地沟油为餐饮业废弃食用油经过简单的脱水、脱色、脱酸、脱臭处理，地沟油含水量为0.051%，密度为0.90 g/cm3，黏度（40℃）为33.54mm2/s，酸值为0.7mg KOH/g，皂化值为205mg KOH/g。
所用的复合溶剂为：苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇、120号溶剂油等的混合物，其体积比为：苯∶甲苯∶二甲苯∶甲醇∶乙醇∶异丙醇∶异戊醇∶120号溶剂油=6∶1∶10∶3∶2∶1∶1∶3。
所用的混合酯为：乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、硝酸乙酯、硝酸戊酯等的混合物，其体积比为：乙酸乙酯∶乙酸丁酯∶乙酸戊酯∶硝酸乙酯∶硝酸戊酯=10∶1∶10∶0.01∶0.01。
所用的复合燃油添加剂为：前述复合溶剂、三乙醇胺、咪唑啉的混合物，其体积比为：复合溶剂∶三乙醇胺∶咪唑啉=50∶1∶5，其中先取复合溶剂，再将三乙醇胺、咪唑啉按相应比例加入混匀。
实施例2
按体积百分比计包括以下组分：地沟油45.0%，柴油25.0%，复合溶剂20.0%，混合酯9.5%，复合燃油添加剂0.5%，依次装入反应罐内，用超声驻波发生器进行超声驻波处理30min，处理后静置2小时，过滤，经化验其生物调合燃料油为浅黄色液体，密度为：0.87 g/cm3，其黏度40℃为：4. 97 mm2/s，其闪点为：46℃，其燃烧热为：36129 kJ/ kg。
所述的地沟油为餐饮业废弃食用油经过简单的脱水、脱色、脱酸、脱臭处理，地沟油含水量为0.051%，密度为0.90 g/cm3，黏度40℃为33.54mm2/s，酸值为0.7mg KOH/g，皂化值为205mg KOH/g。
所用的复合溶剂为：苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇、120号溶剂油等的混合物，其体积比为：苯∶甲苯∶二甲苯∶甲醇∶乙醇∶异丙醇∶异戊醇∶120号溶剂油=3∶4∶5∶3∶1∶10∶6∶2。
所用的混合酯为：乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、硝酸乙酯、硝酸戊酯等的混合物，其体积比为：乙酸乙酯：乙酸丁酯：乙酸戊酯：硝酸乙酯：硝酸戊酯=5∶2∶1∶0.5∶0.1。
所用的复合燃油添加剂为：前述复合溶剂、三乙醇胺、咪唑啉等的混合物，其体积比为：复合溶剂∶三乙醇胺∶咪唑啉=1∶2.5∶5，其中先取复合溶剂，再将三乙醇胺、咪唑啉按相应比例加入混匀。
实施例3
按体积百分比计包括以下组分：地沟油30.0%，柴油30.0%，复合溶剂30.0%，混合酯9.5%，复合燃油添加剂0.5%，依次装入反应罐内，用超声驻波发生器进行超声驻波处理20min，处理后静置3小时，过滤，经化验其生物调合燃料油为浅黄色液体，密度为：0.85 g/cm3，其黏度40℃为：3. 56 mm2/s，其闪点为：38℃，其燃烧热为：38173 kJ/ kg。
所述的地沟油为餐饮业废弃食用油经过简单的脱水、脱色、脱酸、脱臭处理，含水量为0.051%，密度为0.90 g/cm3，黏度40℃为33.54mm2/s，酸值为0.7mg KOH/g，皂化值为205mg KOH/g。
所用的复合溶剂为：苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇、120号溶剂油等的混合物，其体积比为：苯：甲苯：二甲苯：甲醇：乙醇：异丙醇：异戊醇：120号溶剂油=1∶1∶1∶1∶1∶10∶5∶6。
所用的混合酯为：乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、硝酸乙酯、硝酸戊酯等的混合物，其体积比为：乙酸乙酯：乙酸丁酯：乙酸戊酯：硝酸乙酯：硝酸戊酯=10∶1∶5∶0.01∶0.01。
所用的复合燃油添加剂为：前述复合溶剂、三乙醇胺、咪唑啉等的混合物，其体积比为：复合溶剂：三乙醇胺：咪唑啉=50∶1∶1，其中先取复合溶剂，再将三乙醇胺、咪唑啉按相应比例加入混匀。
采用本发明的技术方案制备的生物调合燃料油可作为发电厂锅炉、轮船锅炉、冶金炉和其他工业窑炉，宾馆炉灶等燃烧的燃料油；并且很好地解决了地沟油的环境污染问题和社会问题，变废为宝，缓解了石化燃料油不足的问题。

Claims (5)

1.一种以地沟油为原料的生物调合燃料油，其特征在于，包括下述体积百分比的组分：地沟油20.0％～50.0％，柴油10.0％～30.0％，复合溶剂5.0％～30.0％，混合酯5.0％～20.0％，复合燃油添加剂0.01％～1.0％；
所述的复合溶剂是苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇、异戊醇、120号溶剂油按体积比1～6:1～8:1～10:1～8:1～8:1～10:1～10:1～6混合而成； 
所述的混合酯是乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、硝酸乙酯、硝酸戊酯按体积比1～10:1～10:1～10:0.01～1:0.01～1混合而成； 
所述的复合燃油添加剂是上述的复合溶剂与三乙醇胺、咪唑啉按体积比1～50:1～5:1～5混合而成。 
2.根据权利要求1所述的以地沟油为原料的生物调合燃料油，其特征在于，所述的地沟油含水量为0.021％～0.093％，密度为0.89～0.93g/cm3，酸值为0.5～1.2mg KOH/g，皂化值为190～210mg KOH/g。 
3.根据权利要求1所述的以地沟油为原料的生物调合燃料油，其特征在于，所述的复合燃油添加剂是先取复合溶剂，再将三乙醇胺、咪唑啉按相应比例加入混匀。 
4.根据权利要求1所述的以地沟油为原料的生物调合燃料油的制备方法，其特征在于，依次包括下述步骤：1)按权利要求1所述的体积比量取各个组分；2)将量取的各个组分装入反应罐内，超声驻波处理20～40min，处理后静置1～3小时，过滤得生物调合燃料油。 
5.根据权利要求4所述的以地沟油为原料的生物调合燃料油的制备方法，其特征在于，所述的过滤为减压抽滤。 
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