CN108018102A - 一种生物柴油调合燃料油添加剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生物柴油调合燃料油添加剂，该添加剂包括以下重量百分比的组分：聚异丁烯丁二酰亚胺15‑25％、石油磺酸钡3‑10％、硝酸酯5‑15％、聚醚胺15‑25％、乙二醇乙醚5‑15％、2,6‑二叔丁基‑4‑甲基苯酚2‑4％、金属离子钝化剂2‑3％、苯35‑52％。本发明的添加剂，通过各组分之间的协同作用，可以降低生物柴油调合燃料油中的胶质含量，同时改善生物柴油调合燃料油的各项性能。该添加剂无腐蚀性、无机械杂质、无水溶性酸碱、稳定性好、互溶性好，能抑制生物柴油调合燃料油体系中生物胶索与胶团形成、阻止发动机内燃油燃烧运行积炭的产生、溶解和清洁发动机内的残炭、降低噪音并实现燃油的节省。

Description

一种生物柴油调合燃料油添加剂及其制备方法

技术领域

本发明属于生物能源环保应用技术领域，尤其涉及一种生物柴油调合燃料油添加剂及其制备方法。

背景技术

生物柴油又名脂肪酸甲酯，是动植物油脂、工程微藻水生植物油脂、餐饮废油、工业废油脂与低级醇类(甲醇/乙醇)经酯化、酯交换反应而获得的清洁生物燃料。生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，使用生物柴油可降低90％的空气毒性，可降低94％的患癌率；生物柴油闪点高，有较好的安全性能；生物柴油十六烷值高，具有良好的燃烧性能；生物柴油可来源于动植物油脂，具有可再生性、易于降解、安全清洁、对环境友好等优点；由于生物柴油具有上述诸多优点，受到了世界各国的广泛关注。

我国生物柴油的原料多来源于废油，其产品中的胶质含量往往较高，由于加工工艺不同，其产品的胶质含量也不同。生物柴油胶质含量，是根据国家GB/T509-1988发动机燃料实际胶质测定法所测得的数据；一般认为实际胶质是判断油品安定性的项目，它具有粘附性；对于生物柴油胶质的真正含义还未确定，在实际应用中会因胶质形成胶索、胶团堵塞油路和在发动机喷油嘴形成积炭导致发动机故障。

目前大多数研究者认为，胶质是因为生物柴油氧化安定性差、生物柴油老化的结果，认为氧化可以产生胶质，如中国专利200910085725.4公开了一种提高生物柴油氧化安定性的方法，其认为氧化安定性差的生物柴油易生成老化产物，包括胶质、油泥、老化酸和过氧化物，其中胶质和油泥会形成积炭造成发动机滤网堵塞和喷射泵结焦，老化酸造成金属部件的腐蚀，过氧化物导致橡胶部件的老化变脆等；因此在该方法中通过提生物柴油的氧化安定性来避免或消除发动机滤网堵塞和喷射泵结焦的问题。

但我们经过试验验证发现实际上胶质并不全是安定性差老化产生的。试验过程中我们调查了全国十多厂家生物柴油产品的胶质含量，调查结果显示以蒸馏得到的精制生物柴油胶质含量比较低(450mg/100ml-770mg/100ml)，以吸附脱色精制得到的精制生物柴油的胶质含量高(1200mg/100ml-1250mg/100ml)，而实验室以蒸馏精制法制备的精制生物柴油其胶质含量也较低(650mg/100ml-770mg/100ml)。将调查过程中所搜集的厂家样品与实验室生产的样品分别装在玻璃品中，分别设置对照组A和实验组B，实验组放入金属棒，试验结果见表1所示。

表1不同样品经A、B方式处理后胶质含量表

注：A处理：将生物柴油储藏在玻璃瓶中，去塞，置于室内，常温；B处理：将生物柴油储藏在玻璃瓶中，去塞，在瓶中放入金属棒，置于室内，常温。

结果表明装有金属棒的玻璃瓶中的生物柴油出现浑浊沉淀，说明已经氧化，但胶质含量仅无规律略有上升，没有随浑浊变深而大幅增加，说明该浑浊并不是胶质，并且说明绝大多数胶质源于生物柴油的原料与生产工艺。因此，根据绝大多数内胶质源于生物柴油的原料与生产工艺，研究设计一种适用于生物柴油调合燃料油的添加剂以解决或缓解因胶质含量高而致的油路堵塞、发动机故障等问题具有重要的现实意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种生物柴油调合燃料油添加剂及其制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种生物柴油调合燃料油添加剂，所述添加剂中包括以下重量百分比的组分：

上述的添加剂，优选的，所述添加剂中包括以下重量百分比的组分：

上述的添加剂，优选的，所述添加剂中包括以下重量百分比的组分：

上述的添加剂，优选的，所述添加剂在生物柴油调合燃料油中的添加比例是1000-2000ppm。

上述的添加剂，优选的，所述聚醚胺的数均分子量为700-1500。

上述的添加剂，优选的，所述金属离子钝化剂为N,N二亚水杨基丙基二胺和/或苯并三氮唑。

上述的添加剂，优选的，所述硝酸酯为硝酸异辛醇和/或硝酸异戊酯。

作为一个总的发明构思，本发明还提供一种上述的添加剂的制备方法，包括以下具体操作步骤：

在常温常压下，按重量百分比将苯、硝酸酯、乙二醇乙醚加入带有搅拌的反应釜内，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，进行搅拌，待其溶解后再加入石油磺酸钡，继续搅拌使其溶解，再加入聚醚胺、T501和金属离子钝化剂，搅拌20-30分钟，完成后过滤难溶性杂质得到生物柴油调合燃料油添加剂。

本发明的制备方法，添加的物料大部分为液相，在反应釜内经搅拌器转动搅拌时会产生两个方向的运动：一是沿搅拌器的轴线方向的向前运动，当受到釜壁或釜底的阻挡时，改变其运动方向，经多次变向后，最终形成近似圆周的循环流动；二是沿搅拌器浆叶的旋转方向形成的圆周运动，使物料翻滚，最终形成均相混合的液-液分散体系，得到混合均匀的生物柴油调合燃料添加剂。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明的生物柴油调合燃料油添加剂，通过各组分之间的协同作用，可以降低生物柴油调合燃料油中的胶质含量，同时改善生物柴油调合燃料油的各项性能。本发明的生物柴油调合燃料油添加剂无腐蚀性、无机械杂质、无水溶性酸碱、稳定性好、互溶性好；采用本发明的添加剂，能抑制生物柴油调合燃料油体系中生物胶索与胶团形成、阻止生物柴油调合燃料油在发动机内燃烧运行积炭的产生、溶解和清洁发动机内的残炭、降低噪音并实现燃油的节省。

(2)本发明的生物柴油调合燃料油添加剂的制备方法工艺简单、操作简便、成本低廉，适合大规模生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1中实施生物柴油调合燃料油添加剂的制备方法的装置示意图。

图例说明：

1、第一原料储罐；2、第二原料储罐；3、复合罐；4、泵A；5、反应器；6、真空设备；7、冷却器；8、生物柴油调合燃料油添加剂储存罐；9、泵B。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本文发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。

实施例1：

一种本发明的生物柴油调配和燃料油添加剂，包括以下重量百分比的组分：

本实施例的添加剂的制备方法，包括以下具体操作步骤：

按照图1所示的工艺流程，按照重量百分比，将苯、硝酸异辛酯、乙二醇乙醚加入带有搅拌的第一原料储罐1内，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，进行搅拌，待其溶解后再加入石油磺酸钡，继续搅拌使其溶解；第一原料储罐1内混合均匀后的原料进入复合罐3内进行充分反应，再经泵A 4送至反应器中备用；将聚醚胺、T501和苯并三氮唑加入第二原料储罐2内，搅拌溶解后经泵B 9送至反应器5中，与预先加入的其他原料混合；反应器5还连接有真空设备6和冷却器7，可根据实际情况调节反应器5内的压力和温度，开启反应器5内的搅拌装置搅拌20-30分钟，完成后过滤去除少量难溶性杂质，于生物柴油调合燃料油添加剂储存罐8中得到生物柴油调合燃料油添加剂。

实施例2：

一种本发明的生物柴油调配和燃料油添加剂，包括以下重量百分比的组分：

本实施例的添加剂的制备方法，包括以下具体操作步骤：

在常温常压下，按重量百分比将苯、硝酸异戊酯、乙二醇乙醚加入带有搅拌的反应釜内，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，进行搅拌，待其溶解后再加入石油磺酸钡，继续搅拌使其溶解，再加入聚醚胺、T501和N,N二亚水杨基丙基二胺，搅拌20-30分钟，完成后过滤得到生物柴油调合燃料油添加剂。

实施例3：

一种本发明的生物柴油调配和燃料油添加剂，包括以下重量百分比的组分：

本实施例的添加剂的制备方法，包括以下具体操作步骤：

在常温常压下，按重量百分比将苯、硝酸异戊酯、乙二醇乙醚加入带有搅拌的反应釜内，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，进行搅拌，待其溶解后再加入石油磺酸钡，继续搅拌使其溶解，再加入聚醚胺、T501和苯并三氮唑，搅拌20-30分钟，完成后过滤得到生物柴油调合燃料油添加剂。

性能检测：

本发明实施例1、实施例2和实施例3制备的生物柴油调合燃料油添加剂的各项检验指标如表2所示：

表2实施例1、2和3制备的添加剂的各项性能指标

将生物柴油和石化国标柴油按20：80的质量比混合后制备成生物柴油调合燃料油，分别加入实施例1、实施2和实施例3制备的添加剂2000ppm，加添加剂前后相关指标检测结果如表3所示：

表3生物柴油调合燃料油分别添加实施例1、实施例2、实施例3中添加剂前后的相关指标比较表

应用效果检测：

1、油耗实验：

生物柴油调合燃料油添加实施例1制备的添加剂后，在物流运输车金杯新富达车型1.5吨小型货车上进行耗油试验，实验前后的数据比较如表4所示：

表4生物柴油调合燃料油添加实施例1添加剂后油耗实验比较表

生物柴油调合燃料油添加实施例2制备的添加剂后，在物流运输车金杯新富达车型1.5吨小型货车上进行耗油试验，实验前后的数据比较如表5所示：

表5生物柴油调合燃料油添加实施例2添加剂后油耗实验比较表

生物柴油调合燃料油添加实施例3制备的添加剂后，在物流运输车金杯新富达车型1.5吨小型货车上进行耗油试验，实验前后的数据比较如表6所示：

表6生物柴油调合燃料油添加实施例3添加剂后油耗实验比较表

2、清洁燃烧试验：

设置试验组对照组，每组各选金杯新富达车型1.5吨小型货车二辆，试验组使用加入了本发明实施例1添加剂的生物柴油调合燃料油，对照组使用没有加入添加剂的同样的生物柴油调合燃料油。在试验前均打开发动机，清洗喷油嘴、缸体、更换柴油滤清器(柴油格)等，记录加油数目、行车事项。

试验记录：试验组车辆行驶7212公里，运行正常，打开发动机观察，喷油嘴没有积炭形成，缸体清洁，按期正常保养。

对照组1号试验车行驶到3050公里时，加不上油，停车5分钟后再启动行车正常，运行五分钟同样加不起油、熄火。打开检查，发现柴油格上有黄褐色蜡样状固体物质堵塞，更换柴油格后，机车运行正常。当行驶4214公里时，排气管冒白烟，继而排气管冒黑烟，车行进没有力量。打开发动机检查，发现喷油嘴上有颗粒堆积状积炭，容易剥离，清洗后(同时更换了柴油格)正常行驶。对照组2号试验车行驶到2893公里时，加不上油，停车后再启动行车正常，运行8分钟，加不起油，熄火。打开检查，发现柴油格上有黄褐色蜡样状的固体物质堵塞，更换柴油格后，机车正常。行驶4214公里时，排气管冒白烟，继而排气管冒黑烟，车行进没有力量。打开发动机检查，发现喷油嘴上有颗粒状积炭，容易剥离，清洗后(同时更换了柴油格)正常行驶。

上述试验证明添加本发明的生物柴油调合燃料油添加剂，可以阻止生物柴油调合燃料油体系内胶索与胶团的产生，抑制发动机活塞上积炭的生成，溶解和清洁发动机内的残炭并达到节省燃油的目的。

Claims (8)

1.一种生物柴油调合燃料油添加剂，其特征在于，所述添加剂中包括以下重量百分比的组分：

2.根据权利要求1所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂中包括以下重量百分比的组分：

3.根据权利要求2所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂中包括以下重量百分比的组分：

4.根据权利要求1、2或3所述的添加剂，其特征在于，所述添加剂在生物柴油调合燃料油中的添加比例是1000-2000ppm。

5.根据权利要求1、2或3所述的添加剂，其特征在于，所述聚醚胺的数均分子量为700-1500。

6.根据权利要求1、2或3所述的添加剂，其特征在于，所述金属离子钝化剂为N,N二亚水杨基丙基二胺和/或苯并三氮唑。

7.根据权利要求1、2或3所述的添加剂，其特征在于，所述硝酸酯为硝酸异辛醇和/或硝酸异戊酯。

8.一种如权利要求1-7中任一项所述的添加剂的制备方法，其特征在于，包括以下具体操作步骤：

在常温常压下，按重量百分比将苯、硝酸酯、乙二醇乙醚加入带有搅拌的反应釜内，然后加入聚异丁烯丁二酰亚胺，进行搅拌，待其溶解后再加入石油磺酸钡，继续搅拌使其溶解，再加入聚醚胺、T501和金属离子钝化剂，搅拌20-30分钟，得到生物柴油调合燃料油添加剂。