CN107987896A - 生物燃料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种生物燃料及其制备方法。该方法包括以下步骤：将四氯化碳和秸秆裂解油混合后，升温至50～60℃搅拌10～20min，降至常温；加入二甲醚，搅拌10～20min，制得混合物一；将稻壳和秸秆混合并粉碎，雾化润湿，升温加热至熔融状态，加入硫酸铜溶液，搅拌10～20min，制得混合物二；将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；将混合物一和混合物二混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；加入甲醇，混合搅拌40～60min，即得。本发明利用稻壳和秸秆制备生物燃料，不仅保护了环境，而且大大降低了生产成本和使用成本。

Description

生物燃料及其制备方法
技术领域
本发明属于燃料领域，尤其涉及一种生物燃料及其制备方法。
背景技术
生物燃料(biofuel)泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料，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。所谓的生物质是指利用大气、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。
申请号为201611101004.4的中国专利申请公开了一种低碳清洁燃料及其制备方法，该燃料由以下按照重量份的原料组成：甲醇37-45份、柴油28-36份、鱼漂胶3-7份、水合乙酰丙酮化铈9-13份、纳米氧化锌2-4份。将柴油、鱼漂胶与水合乙酰丙酮化铈混合密封加热搅拌制得混合物A；将甲醇与纳米氧化锌混合加热搅拌制得混合物B；将混合物A与混合物B混合，加热、超声处理制得燃料。该发明具有优良的抗凝特性，但是柴油产生的污染不可小觑。
发明内容
本发明为了解决现有技术的不足，提供了一种生物燃料及其制备方法，利用稻壳和秸秆制备生物燃料，不仅保护了环境，而且大大降低了生产成本和使用成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳5～10份、秸秆裂解油50～80份、二甲醚20～22份、稻壳1～10份、秸秆1～10份、硫酸铜溶液20～30份、水30～40份、过氧化氢10～12份、碳酸钠8～12份、乙酸乙酯5～10份、平平加O 6～20份、烷基脂肪酸钠4～8份、甲醇200～300份，所述稻壳和秸秆合计5～12份。
作为优选，生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳8份、秸秆裂解油60份、二甲醚21份、稻壳5份、秸秆3份、硫酸铜溶液25份、水35份、过氧化氢11份、碳酸钠10份、乙酸乙酯8份、平平加O 12份、烷基脂肪酸钠5份、甲醇260份。
作为优选，生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳5份、秸秆裂解油50份、二甲醚20份、稻壳1份、秸秆7份、硫酸铜溶液20份、水30份、过氧化氢10份、碳酸钠8份、乙酸乙酯5份、平平加O 6份、烷基脂肪酸钠4份、甲醇200份。
作为优选，生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳10份、秸秆裂解油80份、二甲醚22份、稻壳10份、秸秆1份、硫酸铜溶液30份、水40份、过氧化氢12份、碳酸钠12份、乙酸乙酯10份、平平加O 20份、烷基脂肪酸钠8份、甲醇300份。
作为优选，生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳8份、秸秆裂解油70份、二甲醚21份、稻壳3份、秸秆8份、硫酸铜溶液22份、水38份、过氧化氢11份、碳酸钠11份、乙酸乙酯8份、平平加O 10份、烷基脂肪酸钠5份、甲醇220份。
作为优选，硫酸铜溶液的质量浓度为20～30%。
生物燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将四氯化碳和秸秆裂解油混合后，升温至50～60℃搅拌10～20min，降至常温；加入二甲醚，搅拌10～20min，制得混合物一；
（2）将稻壳和秸秆混合并粉碎，雾化润湿，升温加热至熔融状态，加入硫酸铜溶液，搅拌10～20min，制得混合物二；
（3）将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；
（4）将混合物一和混合物二混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；
（5）加入甲醇，混合搅拌40～60min，即得。
作为优选，所述的秸秆裂解油的制备方法如下：将秸秆烘干后，放入反应釜中，控制温度为480～580℃，压力为1MPa，进行裂解，即得。
作为优选，步骤（2）中，稻壳和秸秆雾化润湿后控制含水率为40～42％。使含水量保持在合适的水平，更容易熔融。
作为优选，步骤（2）中，稻壳和秸秆加热至熔融状态的方法为：先升温至120～130℃反应1～2h，继续升温230～240℃至熔融状态。先低温加热再高温加热是为了防止加热过快产生黑烟。
本发明具有以下有益效果：本发明利用稻壳和秸秆制备生物燃料，不仅保护了环境，而且大大降低了生产成本和使用成本；本发明制备的燃料闪点小于33℃，安全性高；热值达到7000kcal/kg以上，满足工业需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳8份、秸秆裂解油60份、二甲醚21份、稻壳5份、秸秆3份、硫酸铜溶液25份、水35份、过氧化氢11份、碳酸钠10份、乙酸乙酯8份、平平加O 12份、烷基脂肪酸钠5份、甲醇260份。
硫酸铜溶液的质量浓度为25%。
生物燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将四氯化碳和秸秆裂解油混合后，升温至50～60℃搅拌12min，降至常温；加入二甲醚，搅拌15min，制得混合物一；
（2）将稻壳和秸秆混合并粉碎，雾化润湿，控制含水率为40～42％，先升温至120～130℃反应1.2h，继续升温230～240℃至熔融状态，加入硫酸铜溶液，搅拌15min，制得混合物二；
（3）将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；
（4）将混合物一和混合物二混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；
（5）加入甲醇，混合搅拌50min，即得。
所述的秸秆裂解油的制备方法如下：将秸秆烘干后，放入反应釜中，控制温度为480～580℃，压力为1MPa，进行裂解，即得。
实施例2
生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳5份、秸秆裂解油50份、二甲醚20份、稻壳1份、秸秆7份、硫酸铜溶液20份、水30份、过氧化氢10份、碳酸钠8份、乙酸乙酯5份、平平加O 6份、烷基脂肪酸钠4份、甲醇200份。
硫酸铜溶液的质量浓度为20%。
生物燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将四氯化碳和秸秆裂解油混合后，升温至50～60℃搅拌10min，降至常温；加入二甲醚，搅拌10min，制得混合物一；
（2）将稻壳和秸秆混合并粉碎，雾化润湿，控制含水率为40～42％，先升温至120～130℃反应1h，继续升温230～240℃至熔融状态，加入硫酸铜溶液，搅拌10min，制得混合物二；
（3）将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；
（4）将混合物一和混合物二混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；
（5）加入甲醇，混合搅拌40min，即得。
所述的秸秆裂解油的制备方法如下：将秸秆烘干后，放入反应釜中，控制温度为480～580℃，压力为1MPa，进行裂解，即得。
实施例3
生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳10份、秸秆裂解油80份、二甲醚22份、稻壳10份、秸秆1份、硫酸铜溶液30份、水40份、过氧化氢12份、碳酸钠12份、乙酸乙酯10份、平平加O 20份、烷基脂肪酸钠8份、甲醇300份。
硫酸铜溶液的质量浓度为30%。
生物燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将四氯化碳和秸秆裂解油混合后，升温至50～60℃搅拌20min，降至常温；加入二甲醚，搅拌20min，制得混合物一；
（2）将稻壳和秸秆混合并粉碎，雾化润湿，控制含水率为40～42％，先升温至120～130℃反应2h，继续升温230～240℃至熔融状态，加入硫酸铜溶液，搅拌20min，制得混合物二；
（3）将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；
（4）将混合物一和混合物二混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；
（5）加入甲醇，混合搅拌60min，即得。
所述的秸秆裂解油的制备方法如下：将秸秆烘干后，放入反应釜中，控制温度为480～580℃，压力为1MPa，进行裂解，即得。
实施例4
生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳8份、秸秆裂解油70份、二甲醚21份、稻壳3份、秸秆8份、硫酸铜溶液22份、水38份、过氧化氢11份、碳酸钠11份、乙酸乙酯8份、平平加O 10份、烷基脂肪酸钠5份、甲醇220份。
硫酸铜溶液的质量浓度为22%。
生物燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将四氯化碳和秸秆裂解油混合后，升温至50～60℃搅拌17min，降至常温；加入二甲醚，搅拌14min，制得混合物一；
（2）将稻壳和秸秆混合并粉碎，雾化润湿，控制含水率为40～42％，先升温至120～130℃反应1.5h，继续升温230～240℃至熔融状态，加入硫酸铜溶液，搅拌16min，制得混合物二；
（3）将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；
（4）将混合物一和混合物二混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；
（5）加入甲醇，混合搅拌48min，即得。
所述的秸秆裂解油的制备方法如下：将秸秆烘干后，放入反应釜中，控制温度为480～580℃，压力为1MPa，进行裂解，即得。
对照例1
与实施例1的区别在于：燃料的制备过程中不加稻壳和秸秆。
生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳8份、秸秆裂解油60份、二甲醚21份、稻壳5份、秸秆3份、硫酸铜溶液25份、水35份、过氧化氢11份、碳酸钠10份、乙酸乙酯8份、平平加O 12份、烷基脂肪酸钠5份、甲醇260份。
硫酸铜溶液的质量浓度为25%。
生物燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将四氯化碳和秸秆裂解油混合后，升温至50～60℃搅拌12min，降至常温；加入二甲醚，搅拌15min，制得混合物一；
（2）将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；
（3）将混合物一和硫酸铜溶液混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；
（4）加入甲醇，混合搅拌50min，即得。
所述的秸秆裂解油的制备方法如下：将秸秆烘干后，放入反应釜中，控制温度为480～580℃，压力为1MPa，进行裂解，即得。
对照例2
与实施例2的区别在于：不加秸秆裂解油。
生物燃料，包括以下重量份计的原料：四氯化碳5份、二甲醚20份、稻壳1份、秸秆7份、硫酸铜溶液20份、水30份、过氧化氢10份、碳酸钠8份、乙酸乙酯5份、平平加O 6份、烷基脂肪酸钠4份、甲醇200份。
硫酸铜溶液的质量浓度为20%。
生物燃料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将四氯化碳升温至50～60℃搅拌10min，降至常温；加入二甲醚，搅拌10min，制得混合物一；
（2）将稻壳和秸秆混合并粉碎，雾化润湿，控制含水率为40～42％，先升温至120～130℃反应1h，继续升温230～240℃至熔融状态，加入硫酸铜溶液，搅拌10min，制得混合物二；
（3）将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；
（4）将混合物一和混合物二混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；
（5）加入甲醇，混合搅拌40min，即得。
性能测试：
开口闪点℃ 热值kcal/kg 硫分% 100g燃烧时间min
实施例1 29 71322 0.23 57
实施例2 33 71220 0.23 56
实施例3 30 70988 0.24 54
实施例4 30 71232 0.22 56
对照例1 37 60880 0.29 12
对照例2 45 70077 0.14 23
从表中可以看出，本发明制备的燃料闪点小于33℃，安全性高；热值达到7000kcal/kg以上，满足工业需求。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方案，本发明的保护范围不限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.生物燃料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：四氯化碳5～10份、秸秆裂解油50～80份、二甲醚20～22份、稻壳1～10份、秸秆1～10份、硫酸铜溶液20～30份、水30～40份、过氧化氢10～12份、碳酸钠8～12份、乙酸乙酯5～10份、平平加O 6～20份、烷基脂肪酸钠4～8份、甲醇200～300份，所述稻壳和秸秆合计5～12份。
2.根据权利要求1所述的生物燃料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：四氯化碳8份、秸秆裂解油60份、二甲醚21份、稻壳5份、秸秆3份、硫酸铜溶液25份、水35份、过氧化氢11份、碳酸钠10份、乙酸乙酯8份、平平加O 12份、烷基脂肪酸钠5份、甲醇260份。
3.根据权利要求1所述的生物燃料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：四氯化碳5份、秸秆裂解油50份、二甲醚20份、稻壳1份、秸秆7份、硫酸铜溶液20份、水30份、过氧化氢10份、碳酸钠8份、乙酸乙酯5份、平平加O 6份、烷基脂肪酸钠4份、甲醇200份。
4.根据权利要求1所述的生物燃料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：四氯化碳10份、秸秆裂解油80份、二甲醚22份、稻壳10份、秸秆1份、硫酸铜溶液30份、水40份、过氧化氢12份、碳酸钠12份、乙酸乙酯10份、平平加O 20份、烷基脂肪酸钠8份、甲醇300份。
5.根据权利要求1所述的生物燃料，其特征在于，包括以下重量份计的原料：四氯化碳8份、秸秆裂解油70份、二甲醚21份、稻壳3份、秸秆8份、硫酸铜溶液22份、水38份、过氧化氢11份、碳酸钠11份、乙酸乙酯8份、平平加O 10份、烷基脂肪酸钠5份、甲醇220份。
6.根据权利要求1所述的生物燃料，其特征在于，硫酸铜溶液的质量浓度为20～30%。
7.基于权利要求1所述的生物燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将四氯化碳和秸秆裂解油混合后，升温至50～60℃搅拌10～20min，降至常温；加入二甲醚，搅拌10～20min，制得混合物一；
（2）将稻壳和秸秆混合并粉碎，雾化润湿，升温加热至熔融状态，加入硫酸铜溶液，搅拌10～20min，制得混合物二；
（3）将水和过氧化氢混合均匀后，加入碳酸钠和乙酸乙酯，搅拌均匀制得混合物三；
（4）将混合物一和混合物二混合均匀后，加入混合物三，然后依次加入平平加O和烷基脂肪酸钠，搅拌混合80min以上；
（5）加入甲醇，混合搅拌40～60min，即得。
8.根据权利要求7所述的生物燃料的制备方法，其特征在于，所述的秸秆裂解油的制备方法如下：将秸秆烘干后，放入反应釜中，控制温度为480～580℃，压力为1MPa，进行裂解，即得。
9.根据权利要求7所述的生物燃料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，稻壳和秸秆雾化润湿后控制含水率为40～42％。
10.根据权利要求7所述的生物燃料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，稻壳和秸秆加热至熔融状态的方法为：先升温至120～130℃反应1～2h，继续升温230～240℃至熔融状态。
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