CN103642545B - 一种乳化生物柴油配方及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种乳化生物柴油及其制备方法，该乳化生物柴油的配方，按质量百分比计，由40~50%生物柴油、2~3%复配乳化剂、45~50%增重剂和3~7%水组成，本发明乳化生物柴油的配比合理，并且有清澈、透明、分散均匀、稳定性较好、有利于储存和运输且不分层等特点，本发明的乳化生物柴油可以作为柴油的替代品或添加剂应用于柴油机，具有良好的排放性能，属于环境友好型生物质能源，而且价格低廉，能够长期稳定储运，本发明的乳化生物柴油，其制备方法简单，在制备运行过程中不会对环境造成污染。
Description
技术领域
本发明设计生物柴油加工技术领域，尤其涉及一种乳化生物柴油配方及其制备方法。
背景技术
面对化石能源使用所带来的全球性的环境污染的加剧，生物柴油作为清洁、可再生能源受到人们的广泛关注，生物柴油是以各种油脂为原料，与低碳醇（如甲醇、乙醇）经酯化或酯交换等一系列加工处理而制成的一种脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯的液体燃料。生物柴油能以任意比与石化柴油混合，它是优质的石化柴油替代品。
国内外以棕榈为原料，采用碱催化酯交换法制生物柴油，并对所制生物柴油进行乳化的系统性研究基本还没有。
生物柴油热值较0#柴油低、运动粘度又比轻柴油高，氮氧化物排放量较高，而乳化生物柴油则能有效降低生物柴油的粘度，降低氮氧化物和烟碳排放。
寻找合适的乳化剂是配制稳定的乳化生物柴油的关键，此外，恰当的油、水和乳化剂比例，最佳温度条件、密度、搅拌速率和HLB也是影响乳化生物柴油的关键因素。
目前乳化生物柴油的技术研究取得了一些成果，但仍存在一些问题：（1）稳定性问题，目前，乳状液颗粒较大，稳定性易受温度、杂质等环境因素的影响，容易发生分层，致使乳化油的保存和储运等变得困难；（2）乳化成本较高，要提高其稳定性，不能仅靠增加乳化剂的用量，还要采用一些乳化手段，通常乳化剂和乳化装置的价格都比较昂贵，会致使乳化油的成本升高，难以广泛推广应用；（3）动力性能较差、燃烧不充分且制备工艺复杂，使用中排气烟度降幅较小等问题，故较难在市场上推广应用。
发明内容
本发明的目的在于乳化生物柴油，该乳化生物柴油由以下原料制备得到，各个原料及其质量百分比为：生物柴油40~50%，复配乳化剂2~3%，增重剂45~50%，水3~7%。
本发明所述增重剂为甲酸乙酯或乙酸乙酯中的一种。
本发明所述复配乳化剂由山梨醇酐单油酸酯和表面活性剂按质量比为1:2~1:15 的比例混合均匀后得到。
本发明所述表面活性剂为曲拉通X-100。
本发明的另一个目的在于提供上述乳化生物柴油的制备方法，包括如下步骤：按质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、增重剂和水混合搅拌0.5~1.5h，最终形成的透明混合液即为乳化生物柴油，其中反应温度为35~50℃，搅拌速率为2000r/min。
本发明所述生物柴油采用精制棕榈油在NaOH、NaCO3催化作用下，与无水乙醇按常规方法制备而得，工艺条件为：醇油摩尔比为5:1~8:1，催化剂用量为0.4%~0.7%，反应温度为35℃~60℃，反应时间为1h~4h，搅拌速度约为300r/min~1300r/min。
本发明所述增重剂为甲酸乙酯或乙酸乙酯中的一种。
本发明的有益效果为：
（1）本发明所述乳化生物柴油的复配乳化剂和增重剂中未添加任何含氮化合物，其复配乳化剂和增溶剂的原料成本低、无毒性、使用时对柴油机腐蚀弱，水的含量为3~7%，能够有效地降低氮氧化物和碳烟的排放；
（2）本发明所述乳化生物柴油的制备方法简单，在制备过程中不会对环境造成污染；
（3）本发明所述乳化生物柴油清澈、透明、分散均匀、稳定性好、有利于储存和运输、能很好地发挥生物柴油作为可再生替代能源的优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明保护范围不局限于所述内容。
实施例1
本实施例所述乳化生物柴油由以下原料制备得到，各个原料及其质量百分比为：生物柴油40%，复配乳化剂2%，增重剂45%，水3%；
本实施例所述乳化生物柴油的制备方法包括如下步骤：
（1）按山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100的质量比为17:89 的比例将山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100混合均匀得到复配乳化剂；
（2）按质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、增重剂和水混合搅拌0.5~1.5h，最终形成的透明混合液即为乳化生物柴油，其中反应温度为35~50℃，搅拌速率为2000r/min。
本实施例制备得到的乳化生物柴油可以作为柴油的替代品应用于柴油机，并具有很好的排放性能，属于环境友好型生物质能源，其优点见下表：
表1. 乳化生物柴油的优点
实施例2
本实施例所述乳化生物柴油由以下原料制备得到，各个原料及其质量百分比为：生物柴油45%，复配乳化剂3%，增重剂50%，水5%。
本实施例所述乳化生物柴油的制备方法包括如下步骤：
（1）按山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100的质量比为17:89 的比例将山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100混合均匀得到复配乳化剂；
（2）按质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、增重剂和水混合搅拌0.5~1.5h，最终形成的透明混合液即为乳化生物柴油，其中反应温度为35~50℃，搅拌速率为2000r/min。
本实施例制备得到的乳化生物柴油可以作为柴油的替代品应用于柴油机，并具有很好的排放性能，属于环境友好型生物质能源，其优点见下表：
表2. 乳化生物柴油的优点
实施例3
本实施例所述乳化生物柴油由以下原料制备得到，各个原料及其质量百分比为：生物柴油40%，复配乳化剂3%，增重剂50%，水7%。
本实施例所述乳化生物柴油的制备方法包括如下步骤：
（1）按山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100的质量比为17:89 的比例将山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100混合均匀得到复配乳化剂；
（2）按质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、增重剂和水混合搅拌0.5~1.5h，最终形成的透明混合液即为乳化生物柴油，其中反应温度为35~50℃，搅拌速率为2000r/min。
本实施例制备得到的乳化生物柴油可以作为柴油的替代品应用于柴油机，并具有很好的排放性能，属于环境友好型生物质能源，其优点见下表：
表3. 乳化生物柴油的优点
实施例4
本实施例所述乳化生物柴油由以下原料制备得到，各个原料及其质量百分比为：生物柴油50%，复配乳化剂2%，增重剂42%，水6%。
本实施例所述乳化生物柴油的制备方法包括如下步骤：
（1）按山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100的质量比为17:89 的比例将山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100混合均匀得到复配乳化剂；
（2）按质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、增重剂和水混合搅拌0.5~1.5h，最终形成的透明混合液即为乳化生物柴油，其中反应温度为35~50℃，搅拌速率为2000r/min。
本实施例制备得到的乳化生物柴油可以作为柴油的替代品应用于柴油机，并具有很好的排放性能，属于环境友好型生物质能源，其优点见下表：
表4. 乳化生物柴油的优点
实施例5
本实施例所述乳化生物柴油由以下原料制备得到，各个原料及其质量百分比为：生物柴油46%，复配乳化剂3%，增重剂47%，水4%。
本实施例所述乳化生物柴油的制备方法包括如下步骤：
（1）按山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100的质量比为17:89 的比例将山梨醇酐单油酸酯和曲拉通X-100混合均匀得到复配乳化剂；
（2）按质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、增重剂和水混合搅拌0.5~1.5h，最终形成的透明混合液即为乳化生物柴油，其中反应温度为35~50℃，搅拌速率为2000r/min。
本实施例制备得到的乳化生物柴油可以作为柴油的替代品，并具有很好的排放性能，属于环境友好型生物质能源，其优点见下表：
表5. 乳化生物柴油的优点
实施例6
本发明所制备得到的乳化油可以作为添加剂应用于柴油机，并具有很好的排放性能，属于环境友好型生物质能源。
将实例2所制油样与0#柴油按1:9的比例（10%实例2所制油样，90%0#柴油）掺烧，具有以下优点。
表6. 配制油的优点
Claims (2)
1.一种乳化生物柴油，其特征在于：该乳化生物柴油由以下原料制备得到，各个原料及其质量百分比为：生物柴油40~50%，复配乳化剂2~3%，增重剂45~50%，水3~7%；
所述增重剂为甲酸乙酯或乙酸乙酯中的一种；
所述复配乳化剂由山梨醇酐单油酸酯和表面活性剂按质量比为1:2~1:15 的比例混合均匀后得到；
所述表面活性剂为曲拉通X-100。
2.权利要求1所述的乳化生物柴油的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、增重剂和水混合搅拌0.5~1.5h后形成的透明混合液即为乳化生物柴油，其中反应温度为35~50℃，搅拌速率为2000r/min。
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