CN107841350A - 一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法 - Google Patents

一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107841350A
CN107841350A CN201610829360.1A CN201610829360A CN107841350A CN 107841350 A CN107841350 A CN 107841350A CN 201610829360 A CN201610829360 A CN 201610829360A CN 107841350 A CN107841350 A CN 107841350A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bio
diesel fuel
micro emulsion
preparation
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610829360.1A
Other languages
English (en)
Inventor
颉二旺
佟云鹏
孙家伟
王会涛
王静
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Special Bio Chemical Co Ltd
Original Assignee
Beijing Special Bio Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Special Bio Chemical Co Ltd filed Critical Beijing Special Bio Chemical Co Ltd
Priority to CN201610829360.1A priority Critical patent/CN107841350A/zh
Publication of CN107841350A publication Critical patent/CN107841350A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
    • C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
    • C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法，将由农林废弃物经水解工艺制得的乙酰丙酸与C6～C22的饱和或不饱和一元或多元醇经酯化反应的生物基乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂与水混合均匀，制得生物基酯类微乳化柴油，本发明方法制备的生物基酯类微乳化柴油含水量可高达25％，可以极大降低能源消耗和减少环境污染。酯化反应使用的催化剂具有反应速度快，条件温和，后处理简单等优点。

Description

一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法
技术领域
本发明属于微乳化柴油领域，具体涉及乙酰丙酸酯及微乳化柴油的制备方法。
背景技术
国民经济和社会发展迫切需要绿色发展。现用柴油燃料是有毒有害并且不可再生的消耗能源，在制造和使用过程中，释放大量有毒有害气体和固体尘埃等污染物，严重影响生态环境和人类健康，也阻止了经济的发展步伐。因此，本着绿色发展、节能和环保要求，研制环境友好燃料势在必行。微乳化柴油性质稳定，能够长期保存，且燃烧充分，可有效降低能源消耗，降低排污量，是有效解决上述难题的途径。
尽管微乳化柴油作为一个节能减排技术，可以带来许多方面的经济及社会效益，然而却存在着许多问题。比如目前制备的微乳化柴油采用化石原料，稳定性不高、贮存过程中容易分层、与一般柴油色泽相距甚远不易推广等，此外，微乳化柴油通常还存在着乳化剂比较昂贵，生产成本高，仍为有毒有害化学品等问题。公开号CN104593107A中公开了一种利用重烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠和2-(十五基桥氧基)乙磺酸酯的混合物做乳化剂，正丁醇为助乳化剂，采用超声震动的方式制备微乳化柴油。尽管微乳化柴油使用较便宜助乳化剂，但存在不易制备的缺点，不利于微乳化柴油的大规模生产。
生物基酯类微乳化柴油具有环境友好、节能减排的良好作用，是解决国内石油资源紧张和环境污染严重的有效途径之一。目前国内对微乳化柴油的研究较多，但仍然同国外微乳化柴油技术有一定差距。乙酰丙酸脂肪醇酯制备的生物基酯类微乳化柴油有望缩短微乳化柴油普及的时间，为后续工业化制备奠定基础。
发明内容
本发明的首要目的是针对上述现有技术中存在的问题提供一种产品性能优异、价格低廉的生物基酯类微乳化柴油及其制备方法。本发明的生物基酯类微乳化柴油可生物降解、含水量可高达25％，降低了生物柴油的生产成本；而且制备的生物基微乳化柴油使用方便，可以作为柴油直接使用，也可以与石化基柴油以任意比例混合使用。
为实现本发明的目的，本发明一方面提供一种生物基酯类微乳化柴油的制备方法，包括首先将乙酰丙酸与脂肪醇进行酯化反应，然后将酯化反应物乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂与水混合均匀。
其中，所述脂肪醇选择C6～C22的饱和一元或饱和多元醇、C6～C22的不饱和一元或不饱和多元醇。
特别是，所述脂肪醇选择异辛醇、癸醇、月桂醇、、正十六烷醇、正十八烷醇。
其中，所述乙酰丙酸与脂肪醇的摩尔比为0.8-1.2：1，优选为1：1。
特别是，所述酯化反应的温度为120-220℃，优选为180-200℃；反应时间为2-5h，优选为3-4h。
特别是，在固体酸催化剂的作用下，乙酰丙酸与脂肪醇进行所述的酯化反应。
其中，所述固体酸催化剂按照如下方法制备而成：将催化剂载体浸泡于酸溶液中，然后将固液分离后的催化剂载体依次进行干燥处理、煅烧处理，即得。
特别是，所述催化剂载体为TiO2-SiO2、分子筛ZSM-5、Al2O3-SiO2或者ZrO2中的一种或多种，优选为TiO2-SiO2、分子筛ZSM-5；所述酸溶液选择硫酸溶液。
尤其是，所述硫酸溶液的浓度为0.1-1.0mol/L，优选为0.5mol/L。
其中，所述催化剂载体的重量与酸溶液的体积之比为1：5-25，即每1g催化剂载体浸泡于5-25ml的酸溶液中或每1kg催化剂载体浸泡于5-25L的酸溶液中，优选为1:10-20。
特别是，浸泡处理时间≥12h，优选为12-18h；所述干燥处理温度为100-120℃，优选为110℃；干燥时间为1-3h，优选为2h；所述煅烧处理温度为400-600℃，优选为500℃；煅烧时间为3-5h，优选为4h。
尤其是，所述催化剂载体TiO2-SiO2按照如下方法制备而成：
A、将硅胶与钛酸异丙酯的异丙醇溶液混合后进行加热回流处理，其中，硅胶的重量与钛酸异丙酯的异丙醇溶液的体积之比为1:2-5；
B、回流处理3-8h后，进行固液分离处理，接着将固相依次进行干燥处理、煅烧处理。
其中，步骤A中所述硅胶的重量与钛酸异丙酯的异丙醇溶液的体积之比为1:3；所述钛酸异丙酯的异丙醇溶液的摩尔浓度为0.1-1.0mol/L，优选为0.5mol/L；所述加热回流处理的温度为50-100℃，优选为70℃。
特别是，步骤B中所述干燥处理温度为100-120℃，优选为110℃；干燥时间为1-3h，优选为2h；所述煅烧处理温度为400-500℃，优选为450℃；煅烧时间为3-5h，优选为4h。
特别是，酯化反应过程中固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为5-10:100，优选8：100。
其中，所述乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂与水的体积之比为75-90:10-25，优选为75-80:20-25。
特别是，在搅拌状态下将酯化反应物乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂与水混合均匀，搅拌速率为50-100rpm，优选为75rpm；搅拌时间为0.5-1.5h，优选为1h。
其中，所述乙酰丙酸来自于农林废弃物经水解工艺制得。
特别是，所述农林废弃物主要是指农作物秸秆、林业剩余物、城市园林绿地废弃物、废纸、木质包装、废木质家具、木质建筑废弃物等。
本发明另一方面提供一种生物基酯类微乳化柴油的制备方法，包括如下顺序进行的步骤：
1)制备固体酸催化剂
将催化剂载体浸泡于酸溶液中，然后将固液分离后的催化剂载体依次进行干燥处理、煅烧处理，制得固体酸催化剂；
2)制备乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂
将乙酰丙酸、脂肪醇类化合物在固体酸催化剂的作用下进行酯化反应，酯化反应物进行固液分离，液体即为乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂；
3)制备生物基酯类微乳化柴油
在搅拌状态下将生物基酯类乳化剂与水混合均匀，即得生物基酯类微乳化柴油。
其中，步骤1)中所述催化剂载体为TiO2-SiO2、ZSM-5、Al2O3-SiO2或者ZrO2中的一种或多种，优选为TiO2-SiO2、ZSM-5。
特别是，所述催化剂载体为TiO2-SiO2按照如下方法制备而成：
A、将硅胶与钛酸异丙酯的异丙醇溶液混合后进行加热回流处理，其中，硅胶的重量与钛酸异丙酯的异丙醇溶液的体积之比为1:2-5；
B、回流处理3-8h后，进行固液分离处理，接着将固相依次进行干燥处理、煅烧处理。
其中，步骤A中所述硅胶的重量与钛酸异丙酯的异丙醇溶液的体积之比为1:3；所述钛酸异丙酯的异丙醇溶液的摩尔浓度为0.1-1.0mol/L，优选为0.5mol/L；所述加热回流处理的温度为50-100℃，优选为70℃。
特别是，步骤B中所述干燥处理温度为100-120℃，优选为110℃；干燥时间为1-3h，优选为2h；所述煅烧处理温度为400-500℃，优选为450℃；煅烧时间为3-5h，优选为4h。
其中，步骤1)中所述催化剂载体的重量与酸溶液的体积之比为1：5-25，即每1g催化剂载体浸泡于5-25ml的酸溶液中或每1kg催化剂载体浸泡于5-25L的酸溶液中，优选为1:10-20。
特别是，所述酸溶液选择硫酸溶液。
尤其是，所述硫酸溶液的浓度为0.1-1.0mol/L，优选为0.5mol/L。
其中，步骤1)中所述干燥处理的干燥温度为100-120℃，优选为110℃；干燥时间为1-3h，优选为2h；所述煅烧处理的煅烧温度为400-600℃，优选为500℃；煅烧时间为3-5h，优选为4h。
特别是，步骤1)中催化剂载体浸泡于酸溶液中的浸泡时间≥12h，优选为12-18h。
其中，步骤2)中所述脂肪醇类化合物选择C6-C22的饱和一元醇、不饱和一元醇、饱和多元醇或不饱和多元醇。
特别是，所述脂肪醇类化合物为异辛醇、癸醇、月桂醇、正十六烷醇、正十八烷醇。
其中，步骤2)中所述固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量份配比为5-10：100，优选为8：100。
特别是，步骤2)中所述乙酰丙酸与脂肪醇的摩尔比为0.8-1.2：1，优选为1：1。
尤其是，所述酯化反应的温度为120-220℃，优选为180-200℃；反应时间为2-5h，优选为3-4h。
特别是，酯化反应在搅拌状态下进行，搅拌速率为150-200rpm。
尤其是，酯化反应之后，进行固液分离处理(例如抽滤、离心等)，固体催化剂回收再利用；液体即为乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂。
其中，步骤3)中所述乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂与水的体积之比为75-90：10-25，优选为75-80：20-25。
特别是，在搅拌状态下将所述乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂与水混合均匀，其中搅拌速率为50-100rpm；搅拌时间为0.5-1.5h，优选为1h。
本发明又一方面提供一种按照上述方法制备而成的生物基酯类微乳化柴油。
相对于现有技术，本发明具有以下优点：
1、乳化剂为生物组分，具有原料廉价易得、产品无毒、可生物降解、非易燃易爆品、储存运输方便等特点，微乳化柴油含水量可高达25％，成本低。
2、生物基酯类微乳化柴油适用于炊事、移动式柴油发电机、柴油机动车等场合。
3、生物基酯类微乳化柴油可以直接使用，也可与化石基柴油以任意比例互溶使用。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1
1、制备固体酸催化剂
1-1)将干燥硅胶加入到三颈瓶中，再加入钛酸异丙酯的异丙醇溶液，并使硅胶完全浸没在钛酸异丙酯的异丙醇溶液，在集热式恒温加热磁力搅拌器中加热、进行回流处理，其中硅胶的重量与钛酸异丙酯的异丙醇溶液的体积之比为1:3，即每1g硅胶浸泡于3ml的钛酸异丙酯的异丙醇溶液中或每1kg硅胶浸泡于3L的钛酸异丙酯的异丙醇溶液中；钛酸异丙酯的异丙醇溶液的摩尔浓度为0.5mol/L，加热回流温度为70℃；
本发明中硅胶主要的材料是SiO2，使用钛酸异丙酯的异丙醇溶液浸泡和后期的煅烧，引入Ti元素，经过后期的灼烧之后，Ti会氧化成为TiO2与硅胶基质中的SiO2联系到一起；加热回流的过程中溶液流动，可以更好的与被浸泡物质接触，更有粘附溶液中有效成分。
1-2)回流处理5h后进行固液分离(过滤、抽滤)，液相可以回收再利用；固相进行干燥处理，其中干燥温度为110℃，干燥时间为2h，烘干到绝干；然后再将干燥后的固体置于马弗炉内进行煅烧处理，制得催化剂载体TiO2-SiO2，其中煅烧处理温度为450℃，煅烧时间为4h；
经上述浸泡、烘干、煅烧工序，将Ti元素引入到富含SiO2的硅胶材料中，制得催化剂载体TiO2-SiO2。
1-3)将催化剂载体TiO2-SiO2浸泡于硫酸溶液中，进行浸泡处理，其中催化剂载体TiO2-SiO2的质量与硫酸溶液的体积之比为1：10，即每1g催化剂载体TiO2-SiO2浸泡于10ml的硫酸溶液中或每1kg催化剂载体TiO2-SiO2浸泡于10L的硫酸溶液中；硫酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/L；
1-4)浸泡18h后，进行固液分离(抽滤、过滤等)，液相(即酸性液体)回收再利用，固相进行干燥处理，并干燥至绝干，其中干燥温度为110℃，干燥时间为2h；然后将干燥处理后的固体置于马弗炉内进行煅烧，制得固体酸催化剂SO4 2-/TiO2-SiO2，其中煅烧温度为500℃，煅烧时间为4h。
2、制备生物基酯类乳化剂
将乙酰丙酸、醇类化合物(异辛醇)和固体酸催化剂置于恒温加热搅拌装置中，在搅拌状态下，加热进行酯化反应；其中，乙酰丙酸与异辛醇的摩尔比为1：1；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为8：100；搅拌速率为170rpm；酯化反应温度为180℃；反应时间为3h；反应结束后，进行固液分离处理(抽滤)，固体催化剂回收再利用；液体即为生物基酯类乳化剂(即生物基乙酰丙酸异辛酯乳化剂)。
酯化反应酯化率高达92.7％。制备的生物基乙酰丙酸异辛酯乳化剂为均匀透明液体材料(部分实验中为淡黄色，为部分乙酰丙酸的颜色)。
3、制备生物基酯类微乳化柴油
在搅拌状态下，将制备的生物基酯类乳化剂(即生物基乙酰丙酸异辛酯乳化剂)与水混合，搅拌均匀，制得微乳化柴油产品，其中，生物基酯类乳化剂与水的体积比为75:25，搅拌速度为75rpm；搅拌时间为1h。
制备的微乳化柴油在30℃下贮存时间超过60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的微乳化柴油的性能，其中：
按照国家标准GB/T 386-2010《柴油十六烷值测定法》测定微乳化柴油的十六烷值52.1；按照国家标准GB/T 265-1988《石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》测定微乳化柴油的20℃下运动粘度3.1mm2/s；按照国家标准GB/T 261-2008《闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》测定微乳化柴油的闪点(闭口)为65.2℃；按照行业标准SY/T 0541-2009《原油凝点测定法》测定微乳化柴油的凝点-2℃。
实施例2
制备固体酸催化剂的过程中，除了步骤1-1)中硅胶的重量与钛酸异丙酯的异丙醇溶液的体积之比为1：5；钛酸异丙酯的异丙醇溶液的摩尔浓度为0.1mol/L；加热回流温度为50℃；步骤1-2)中回流处理时间为8h；干燥温度为120℃、干燥时间为1h；煅烧处理温度为400℃，煅烧时间为5h；步骤1-3)中催化剂载体TiO2-SiO2的质量与硫酸溶液的体积之比为1：5、硫酸溶液的摩尔浓度为1.0mol/L；步骤1-4)中浸泡12h、干燥温度为100℃、干燥时间为3h；煅烧处理温度为400℃，煅烧时间为5h之外，其余与实施例1中相同；
制备生物基酯类乳化剂过程中，除了醇类化合物选择癸醇，乙酰丙酸与癸醇的摩尔比为0.8：1；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为5：100；搅拌速率为150rpm；酯化反应温度为120℃；反应时间为4h之外，其余与实施例1相同。
制备生物基微乳化柴油的过程中，除了生物基酯类乳化剂与水的体积比为80：20，搅拌速度为100rpm；搅拌时间为0.5h之外，其余与实施例1相同。
制备的微乳化柴油在30℃下贮存时间超过60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的微乳化柴油的性能，测定结果为：十六烷值52.1；20℃下运动粘度3.0mm2/s；闪点(闭口)67.2℃；凝点0℃。
实施例3
制备固体酸催化剂的过程中，除了步骤1-1)中硅胶的重量与钛酸异丙酯的异丙醇溶液的体积之比为1：2；钛酸异丙酯的异丙醇溶液的摩尔浓度为1mol/L；加热回流温度为100℃；步骤1-2)中回流处理时间为3h；干燥温度为100℃、干燥时间为3h；煅烧处理温度为500℃，煅烧时间为3h；步骤1-3)中催化剂载体TiO2-SiO2的质量与硫酸溶液的体积之比为1：25、硫酸溶液的摩尔浓度为0.1mol/L；步骤1-4)中浸泡16h、干燥温度为120℃、干燥时间为1h；煅烧处理温度为600℃，煅烧时间为3h之外，其余与实施例1中相同；
制备生物基酯类乳化剂过程中，除了醇类化合物选择正十六醇，乙酰丙酸与正十六醇的摩尔比为1.2：1；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为10：100；搅拌速率为200rpm；酯化反应温度为200℃；反应时间为2h之外，其余与实施例1相同。
制备生物基微乳化柴油的过程中，除了生物基酯类乳化剂与水的体积比为90：10，搅拌速度为50rpm；搅拌时间为1.5h之外，其余与实施例1相同。
制备的微乳化柴油在30℃下贮存时间超过60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的微乳化柴油的性能，测定结果为：十六烷值54.3；20℃下运动粘度3.5mm2/s；闪点(闭口)64.6℃；凝点-2℃。
实施例4
1、制备固体酸催化剂
1-1)将催化剂载体沸石分子筛(ZSM-5)浸泡于硫酸溶液中，进行浸泡处理，其中，催化剂载体ZSM-5的质量与硫酸溶液的体积之比为1：10，即每1g沸石分子筛(ZSM-5)浸泡于10ml的硫酸溶液中或每1kg沸石分子筛(ZSM-5)浸泡于10L的硫酸溶液中；硫酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/L；
1-2)浸泡处理18h后，进行固液抽滤分离，液体回收再利用，分离后的固体干燥处理，其中干燥温度为110℃，干燥时间为2h；然后将干燥处理后的固体置于马弗炉内进行煅烧，制得固体酸催化剂SO4 2-/ZSM-5，其中煅烧温度为500℃，煅烧时间为4h。
2、制备生物基酯类乳化剂
将乙酰丙酸、十二烷醇和固体酸催化剂置于恒温加热搅拌装置中，在搅拌状态下，加热进行酯化反应；其中，乙酰丙酸与十二烷醇的摩尔比为1：1；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为8：100；搅拌速率为200rpm；酯化反应温度为200℃；反应时间为4h；反应结束后，进行抽滤分离，固体催化剂回收再利用；液体部分即为生物基酯类乳化剂(即生物基乙酰丙酸十二烷酯乳化剂)。
酯化反应酯化率高达89.5％。制备的生物基乙酰丙酸十二烷酯乳化剂为均匀透明液体材料(部分实验中为淡黄色，为部分乙酰丙酸的颜色)。
3、制备生物基酯类微乳化柴油
在搅拌状态下，将制备的生物基乙酰丙酸十二烷酯乳化剂与水混合，搅拌均匀，制得微乳化柴油产品(乙酰丙酸十二烷酯微乳化柴油)，其中，生物基乙酰丙酸十二烷酯乳化剂与水的体积比为80:20，搅拌速度为100rpm；搅拌时间为1h。
制备的微乳化柴油在30℃下贮存时间超过60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的微乳化柴油的性能，测定结果为：十六烷值55.3；20℃下运动粘度3.9mm2/s；闪点(闭口)61.6℃；凝点-2℃。
实施例5
制备固体酸催化剂的过程中，除了步骤1-1)中催化剂载体ZSM-5的质量与硫酸溶液的体积之比为1：5、硫酸溶液的摩尔浓度为1.0mol/L；步骤1-2)中浸泡16h、干燥温度为100℃、干燥时间为3h；煅烧处理温度为600℃，煅烧时间为3h之外，其余与实施例4中相同；
制备生物基酯类乳化剂过程中，除了醇类化合物选择正十八醇，乙酰丙酸与正十八醇的摩尔比为0.8：1；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为5：100；搅拌速率为150rpm；酯化反应温度为220℃；反应时间为2h之外，其余与实施例4相同。
制备生物基微乳化柴油的过程中，除了生物基酯类乳化剂与水的体积比为90：10，搅拌速度为50rpm；搅拌时间为1.5h之外，其余与实施例4相同。
制备的微乳化柴油在30℃下贮存时间超过60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的微乳化柴油的性能，测定结果为：十六烷值55.1；20℃下运动粘度3.8mm2/s；闪点(闭口)68.4℃；凝点-3℃。
实施例6
制备固体酸催化剂的过程中，除了步骤1-1)中催化剂载体ZSM-5的质量与硫酸溶液的体积之比为1：25、硫酸溶液的摩尔浓度为0.1mol/L；步骤1-2)中浸泡12h、干燥温度为120℃、干燥时间为1h；煅烧处理温度为400℃，煅烧时间为5h之外，其余与实施例4中相同；
制备生物基酯类乳化剂过程中，除了醇类化合物选择异辛醇，乙酰丙酸与异辛醇的摩尔比为1.2：1；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为10：100；搅拌速率为200rpm；酯化反应温度为150℃；反应时间为5h之外，其余与实施例4相同。
制备生物基微乳化柴油的过程中，除了生物基酯类乳化剂与水的体积比为75：25，搅拌速度为100rpm；搅拌时间为0.5h之外，其余与实施例4相同。
制备的微乳化柴油在30℃下贮存时间超过60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的微乳化柴油的性能，测定结果为：十六烷值50.3；20℃下运动粘度3.0mm2/s；闪点(闭口)64.8℃；凝点-2℃。
实施例7
1、制备固体酸催化剂
1-1)将催化剂载体沸石分子筛(ZSM-5)浸泡于硫酸溶液中，进行浸泡处理，其中，催化剂载体ZSM-5的质量与硫酸溶液的体积之比为1:20，即每1g沸石分子筛(ZSM-5)浸泡于20ml的硫酸溶液中或每1kg沸石分子筛(ZSM-5)浸泡于20L的硫酸溶液中；硫酸溶液的摩尔浓度为0.5mol/L；
1-2)浸泡处理18h后，进行固液抽滤分离，液体回收再利用；分离后的固体进行干燥处理，其中干燥温度为110℃，干燥时间为2h；然后将干燥处理后的固体置于马弗炉内进行煅烧，制得固体酸催化剂SO4 2-/ZSM-5，其中煅烧处理温度为500℃，煅烧时间为4h。
2、制备生物基乙酰丙酸异辛酯微乳化柴油
将乙酰丙酸、异辛醇和固体酸催化剂置于恒温加热搅拌装置中，在搅拌状态下，加热进行酯化反应；其中，乙酰丙酸与异辛醇的摩尔比为1:1；固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量之比为8：100；搅拌速率为150rpm；酯化反应温度为180℃；反应时间为4h；反应结束后，进行抽滤分离，固体催化剂回收再利用；液体部分即为生物基酯类乳化剂(即生物基乙酰丙酸异丙醇酯乳化剂)。
酯化反应酯化率高达91.8％。制备的生物基乙酰丙酸异辛酯乳化剂为均匀透明液体材料(部分实验中为淡黄色，为部分乙酰丙酸的颜色)。
3、制备生物基酯类微乳化柴油
在搅拌状态下，将制备的生物基乙酰丙酸异辛酯乳化剂与水混合，搅拌均匀，制得微乳化柴油产品(乙酰丙酸异辛酯微乳化柴油)，其中，生物基乙酰丙酸异辛酯乳化剂与水的体积比为80:20，搅拌速度为100rpm；搅拌时间为1h。
制备的微乳化柴油在30℃下贮存时间超过60天依然保持均一溶液状态。按照石油产品国家标准、行业标准检测本发明制备的微乳化柴油的性能，测定结果为：十六烷值58.3；20℃下运动粘度3.4mm2/s；闪点(闭口)62.9℃；凝点-1℃。

Claims (10)

1.一种生物基酯类微乳化柴油的制备方法，其特征是，包括首先将乙酰丙酸与脂肪醇进行酯化反应，然后将酯化反应物乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂与水混合均匀。
2.一种生物基酯类微乳化柴油的制备方法，其特征是，包括如下顺序进行的步骤：
1)制备固体酸催化剂
将催化剂载体浸泡于酸溶液中，然后将固液分离后的催化剂载体依次进行干燥处理、煅烧处理，制得固体酸催化剂；
2)制备乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂
将乙酰丙酸、脂肪醇类化合物在固体酸催化剂的作用下进行酯化反应，酯化反应物进行固液分离，液体即为乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂；
3)制备生物基酯类微乳化柴油
在搅拌状态下将乙酰丙酸脂肪醇酯乳化剂与水混合均匀，即得生物基酯类微乳化柴油。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述催化剂载体为TiO2-SiO2、ZSM-5、Al2O3-SiO2或者ZrO2中的一种或多种。
4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述催化剂载体的重量与酸溶液的体积之比为1：5-25。
5.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述酸溶液选择硫酸溶液。
6.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤1)中所述干燥处理的干燥温度为100-120℃；所述煅烧处理的煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为3-5h。
7.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤2)中所述脂肪醇类化合物选择C6-C22的饱和一元醇、不饱和一元醇、饱和多元醇或不饱和多元醇。
8.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤2)中所述固体酸催化剂与乙酰丙酸的重量份配比为5-10：100，优选为8：100。
9.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征是，步骤3)中所述生物基酯类乳化剂与水的体积之比为75-90：10-25，优选为75-80：20-25。
10.一种生物基酯类微乳化柴油，其特征是，按照如权利要求1-9任一所述方法制备而成。
CN201610829360.1A 2016-09-18 2016-09-18 一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法 Pending CN107841350A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610829360.1A CN107841350A (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610829360.1A CN107841350A (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107841350A true CN107841350A (zh) 2018-03-27

Family

ID=61657153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610829360.1A Pending CN107841350A (zh) 2016-09-18 2016-09-18 一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107841350A (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1886488A (zh) * 2003-11-10 2006-12-27 国际壳牌研究有限公司 含乙酰丙酸c4 －c8烷基酯的燃料组合物
CN101962582A (zh) * 2010-11-04 2011-02-02 河南省科学院能源研究所有限公司 一种乙酰丙酸乙酯柴油混合燃料
CN102030646A (zh) * 2010-11-18 2011-04-27 郑州大学 一种纤维素类物质水解直接转化生成乙酰丙酸乙酯的工艺
CN103320178A (zh) * 2013-05-29 2013-09-25 金骄特种新材料（集团）有限公司 一种生物基柴油及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1886488A (zh) * 2003-11-10 2006-12-27 国际壳牌研究有限公司 含乙酰丙酸c4 －c8烷基酯的燃料组合物
CN101962582A (zh) * 2010-11-04 2011-02-02 河南省科学院能源研究所有限公司 一种乙酰丙酸乙酯柴油混合燃料
CN102030646A (zh) * 2010-11-18 2011-04-27 郑州大学 一种纤维素类物质水解直接转化生成乙酰丙酸乙酯的工艺
CN103320178A (zh) * 2013-05-29 2013-09-25 金骄特种新材料（集团）有限公司 一种生物基柴油及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tamjidi et al. Performance of functionalized magnetic nanocatalysts and feedstocks on biodiesel production: a review study
Maleki et al. Comparison of catalysts types performance in the generation of sustainable biodiesel via transesterification of various oil sources: a review study
Huang et al. Activation of commercial CaO for biodiesel production from rapeseed oil using a novel deep eutectic solvent
CN102942969B (zh) 一种用蓖麻油制备生物柴油的方法
CN102744053B (zh) 复合固体碱CaO-Al2O3及催化废弃植物油制备生物柴油的方法
CN104177319A (zh) 一种制备2,5-呋喃二甲酸酯的方法
CN105694962B (zh) 一种废矿物油的再生工艺
CN102965201B (zh) 一种柴油抗磨剂的制备方法
CN100400622C (zh) 一种用固体碱催化剂制备生物柴油的方法
CN101591574B (zh) 一种氧化锆固体碱催化剂制备生物柴油的方法
CN103160336A (zh) 一种基于餐饮废弃油酯的生物醇油及其制备方法
CN100529021C (zh) 用固体酸预处理高酸值油脂制备生物柴油的方法
CN101338214B (zh) 一种常压条件下以酸化油为原料制备生物柴油的方法
CN102702166A (zh) 一种制备甘油缩苯甲醛的方法
CN106811242B (zh) 一种环保低碳高热值船用燃料油
CN107841350A (zh) 一种生物基酯类微乳化柴油及其制备方法
CN101195759A (zh) 固体碱催化剂催化制备乌桕梓油生物柴油的生产技术
CN104624242B (zh) 一种合成生物柴油酸性离子液体固载型催化剂及其制备方法
CN107365250B (zh) 一种利用木质纤维素类生物质水解转化为乙酰丙酸的方法
CN102492558A (zh) 一种在离子液体中制备生物柴油的方法
CN107099380A (zh) 一种生物柴油的制备方法
CN102993005A (zh) 一种以长链烷基磺酸功能化杂多酸盐为催化剂制备脂肪酸烷基酯的方法
CN101249454A (zh) 固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用
CN102329664A (zh) 新型系列环保节能燃料油
CN104945261B (zh) 一种联产碳酸二甲酯与丙二醇的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20180327

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication