CN105176601B - 高热值环保生物柴油及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高热值环保生物柴油及其制备方法，所述一种高热值环保生物柴油，按重量份计包括下述组分：蓝藻提取油55～65份，枯烯磺酸钠2～4份，水5～9份；柴油15～25份，油酸2～6份，乙醇2～6份，改性剂2～4份，环戊二烯三羰基锰0.2～0.6份；所述改性剂为甲基叔丁基醚、丙二醇丁醚、环氧丙烷按重量比(3‑1):(3‑1):(3‑1)复配而成。本发明可以替代柴油，热值高，节能环保，且制备方法简单，成本低，容易实现工程产业化。

Description

高热值环保生物柴油及其制备方法

技术领域

本发明涉及化工环保领域，具体涉及一种高热值环保生物柴油及其制备方法。

背景技术

柴油作为一种重要的石油炼制产品，在各国燃料结构中占有很高的份额，是许多大型车辆(如卡车、内燃机及发电机等)的主要动力燃料，具有动力大，价格便宜等优点。随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会越来越大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐。

柴油在应用过程中也存在许多问题，例如燃烧效率低、对空气污染严重，产生大量的颗粒粉尘、二氧化碳排放量高等。

生物柴油是指通过生物资源生产的燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料，可以替代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。所谓的生物资源是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物质。它包括植物、动物和微生物，不同于石油、煤炭、核能等传统燃料，这些新兴的燃料是可再生燃料。

目前生物柴油作为一种可替代柴油的燃料被研究得较多。生物柴油即脂肪酸甲酯是一种含氧清洁燃料，由于其具有燃烧率高、污染少，可再生等优点，为人们所关注。目前生物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或碱性催化剂和高温(230～250℃)下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯。

目前生物柴油主要存在生产成本高，转化率低等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，所要解决的技术问题之一是提供一种高热值环保生物柴油。

本发明所要解决的技术问题之二是提供上述高热值环保生物柴油的制备方法。

本发明提供的一种高热值环保生物柴油，按重量份计包括下述组分：

所述改性剂为甲基叔丁基醚、丙二醇丁醚、环氧丙烷按重量比(3-1):(3-1):(3-1)复配而成。

优选地，所述蓝藻提取油是按照如下步骤制备：

(1)将蓝藻与质量分数为60％～90％的乙醇按固液比(g/ml)1:5～1:20混合置于反应釜中，加入催化剂，催化剂的加入量为蓝藻重量的0.1～2％，加热反应，反应条件为：温度为260～360℃，压力为7～22MPa，反应时间为15～45min；得到反应液；

(2)加入无水乙醇萃取反应液，抽滤分离出固体残留物，液相静置分层为有机相和乙醇水溶液相；

(3)将有机相减压蒸馏，得到的油状液体为蓝藻提取油；减压蒸馏条件为：0.085～0.1MPa，温度为20～40℃。

本发明还提供了上述高热值环保生物柴油的制备方法，其包括以下步骤：

(1)按重量比称取蓝藻提取油、枯烯磺酸钠和水，混合均匀制得A组分；

(2)按重量比称取柴油、油酸、乙醇、改性剂和环戊二烯三羰基锰，混合均匀，制得B组分；

(3)将B组分添加入A组分，混合均匀，即得到本发明所述高热值环保生物柴油。

本发明的高热值环保生物柴油可以替代柴油，节能环保，且制备方法简单，成本低，容易实现工程产业化。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。该领域的技术熟练人员可以根据上述本发明的内容，对本发明做出一些非本质的改进和调整。

甲基叔丁基醚，CAS号：1634-04-4。

丙二醇丁醚，又名：1,2-丙二醇-1-单丁醚，CAS号：15821-83-7。

环氧丙烷，CAS号：75-569。

环戊二烯三羰基锰，CAS号：12079-65-1。

枯烯磺酸钠，CAS号：28348-53-0。

三水合磷酸铵，CAS号：25447-33-0。

实施例1蓝藻提取油的制备

蓝藻提取油是按照如下步骤制备：

(1)将蓝藻与质量分数为75％的乙醇按固液比(g/ml)1:10混合置于反应釜中，加入三水合磷酸铵，所述三水合磷酸铵的加入量为蓝藻重量的0.5％，加热反应，反应条件为：温度为320℃，压力为12MPa，反应时间为30min；得到反应液；

其中，所述的固液比(g/ml)1:10是指按照1g蓝藻与10ml的质量分数为75％的乙醇的比例进行混合；

(2)加入无水乙醇萃取反应液，抽滤分离出固体残留物，液相静置分层为有机相和乙醇水溶液相；

(3)将有机相减压蒸馏，减压蒸馏条件为：0.09MPa，温度为25℃，得到的油状液体为蓝藻提取油，蓝藻提取油的产油率为26.2％，热值为26.3MJ/kg。

蓝藻提取油的产油率(％)＝蓝藻提取油的重量/蓝藻重量×100％。

实施例2高热值环保生物柴油的制备

高热值环保生物柴油是按如下步骤制备：

(1)取实施例1制得的蓝藻提取油60公斤，枯烯磺酸钠3公斤，水7公斤，混合均匀，制得组分A；

(2)取0#柴油20公斤，油酸3.8公斤，乙醇3.8公斤，改性剂3公斤，环戊二烯三羰基锰0.4公斤，混合均匀，制得组分B；

(3)将B组分添加入A组分，混合均匀，即得到实施例4的生物柴油。

步骤(2)中：所述改性剂为甲基叔丁基醚1公斤、丙二醇丁醚1公斤和环氧丙烷1公斤混合而成。

对比例1高热值环保生物柴油的制备

高热值环保生物柴油是按如下步骤制备：

(1)取实施例1制得的蓝藻提取油60公斤，枯烯磺酸钠3公斤，水7公斤，混合均匀，制得组分A；

(2)取0#柴油20公斤，油酸3.8公斤，乙醇3.8公斤，改性剂3公斤，环戊二烯三羰基锰0.4公斤，混合均匀，制得组分B；

(3)将B组分添加入A组分，混合均匀，即得到实施例4的生物柴油。

步骤(2)中：所述改性剂为甲基叔丁基醚1.5公斤和丙二醇丁醚1.5公斤混合而成。

对比例2高热值环保生物柴油的制备

高热值环保生物柴油是按如下步骤制备：

(1)取实施例1制得的蓝藻提取油60公斤，枯烯磺酸钠3公斤，水7公斤，混合均匀，制得组分A；

(2)取0#柴油20公斤，油酸3.8公斤，乙醇3.8公斤，改性剂3公斤，环戊二烯三羰基锰0.4公斤，混合均匀，制得组分B；

(3)将B组分添加入A组分，混合均匀，即得到实施例4的生物柴油。

步骤(2)中：所述改性剂为甲基叔丁基醚1.5公斤和环氧丙烷1.5公斤混合而成。

对比例3高热值环保生物柴油的制备

高热值环保生物柴油是按如下步骤制备：

(1)取实施例1制得的蓝藻提取油60公斤，枯烯磺酸钠3公斤，水7公斤，混合均匀，制得组分A；

(2)取0#柴油20公斤，油酸3.8公斤，乙醇3.8公斤，改性剂3公斤，环戊二烯三羰基锰0.4公斤，混合均匀，制得组分B；

(3)将B组分添加入A组分，混合均匀，即得到实施例4的生物柴油。

步骤(2)中：所述改性剂为丙二醇丁醚1.5公斤和环氧丙烷1.5公斤混合而成。

对实施例2和对比例1-3环保生物柴油的热值进行测试10次，取平均值，具体测试结果见表1。

表1：环保生物柴油热值测试表

	热值，MJ/kg
		实施例2	37.2
对比例1	36.0
		对比例2	35.8
对比例3	35.5

本发明制得的生物柴油，基本可以替代柴油，节能环保，且制备方法简单，成本低，容易实现工程产业化。

Claims (3)

1.一种高热值环保生物柴油，按重量份计包括下述组分：

所述改性剂为甲基叔丁基醚、丙二醇丁醚、环氧丙烷按重量比(3-1):(3-1):(3-1)复配而成。

2.如权利要求1所述的高热值环保生物柴油，其特征在于，所述蓝藻提取油是按照如下步骤制备：

(1)将蓝藻与质量分数为60％～90％的乙醇按固液比(g/ml)1:5～1:20混合置于反应釜中，加入催化剂，催化剂的加入量为蓝藻重量的0.1～2％，加热反应，反应条件为：温度为260～360℃，压力为7～22MPa，反应时间为15～45min；得到反应液；

(2)加入无水乙醇萃取反应液，抽滤分离出固体残留物，液相静置分层为有机相和乙醇水溶液相；

(3)将有机相减压蒸馏，得到的油状液体为蓝藻提取油；减压蒸馏条件为：0.085～0.1MPa，温度为20～40℃。

3.权利要求1或2所述的高热值环保生物柴油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按重量比称取蓝藻提取油、枯烯磺酸钠和水，混合均匀制得A组分；

(2)按重量比称取柴油、油酸、乙醇、改性剂和环戊二烯三羰基锰，混合均匀，制得B组分；

(3)将B组分添加入A组分，混合均匀。