CN112662440A - 一种无烟菜籽油燃料制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无烟菜籽油燃料制备方法，其方法包括如下步骤：首先制备得到菜籽原料，并将菜籽原料置于压榨机中进行压榨处理，压榨处理后得到压榨菜籽毛油和压榨榨饼，将压榨菜籽毛油倒入叶片过滤机内进行过滤，并收集过滤完成的菜籽油待用；本发明通过菜籽油制得的菜籽油燃料燃烧效率高，具有良好的抗氧化作用，且植物油燃料热值高、燃烧充分，燃烧过程中无黑烟和积碳，不会产生燃烧残渣，符合环保要求，不会对环境造成污染，解决了目前菜籽油燃料含有较高的有害物质，燃烧过程中会产生大量油烟，且菜籽油燃料容易氧化降低菜籽油燃料的燃烧效率，不仅会对环境造成污染，而且燃烧后有残渣剩余的问题。
Description
技术领域
本发明涉及生物燃料技术领域，具体为一种无烟菜籽油燃料制备方法。
背景技术
生物燃料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。生物燃料是一种较为洁净的合成油，它是以野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油，然后通过酯交换或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再生性生物燃料。生物燃料是生物质能的一种，其在物理性质上与石化柴油接近，但化学组成不同。生物燃料是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物。
菜籽油多为生榨初级油，油脂浑浊、油烟大，有害物质含量高，因此制得的菜籽油燃料含有较高的有害物质，燃烧过程中会产生大量油烟，且菜籽油燃料容易氧化降低菜籽油燃料的燃烧效率，不仅会对环境造成污染，而且燃烧后有残渣剩余，为此我们提出一种无烟菜籽油燃料制备方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无烟菜籽油燃料制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无烟菜籽油燃料制备方法，其方法包括如下步骤：
(1)菜籽油榨取及过滤：首先制备得到菜籽原料，并将菜籽原料置于压榨机中进行压榨处理，压榨处理后得到压榨菜籽毛油和压榨榨饼，将压榨菜籽毛油倒入叶片过滤机内进行过滤，并收集过滤完成的菜籽油待用；
(2)菜籽油处理：将过滤后的菜籽油置于加热罐内，持续加热使菜籽油充分煮沸，直至菜籽油中的水分完全蒸发，静置30min后滤出菜籽油，随后将菜籽油放入高压罐中进行高压处理；
(3)酸化处理：将高压处理后的菜籽油放入离心混合器内，并向离心混合器中均匀加入浓磷酸进行酸化处理，随后开始搅拌使菜籽油与浓磷酸在离心混合器中混合，混合完成后菜籽油自然冷却待用；
(4)酸渣物的去除：将酸化后的菜籽油加入反应釜中，然后对反应釜进行加热，使菜籽油的温度升高并持续搅拌一段时间，搅拌完成后停止加热并静置，放出反应釜底部分层后的酸渣物，保留菜籽油备用；
(5)酯化反应：将菜籽油、甲醇和氢氧化钾加入搅拌釜内，加热并开始搅拌，接着向搅拌釜内依次加入硫酸锌、硫酸铝、氧化铬和硫化铝，混合均匀后在恒温条件下进行酯化反应3h；
(6)燃料制取：反应结束后向混合油中加入抗氧化剂，常温下进行离心处理，除去比重较大的甘油，剩余的轻液部分在60～65℃条件下进行蒸馏，除去水分后得到成品菜籽油燃料。
优选的，所述步骤(1)中，叶片过滤机内部的压力控制为0.4～0.5pa，且压榨菜籽毛油的温度为45～55℃。
优选的，所述步骤(2)中，高压罐内部的压力控制为50～60MPa，且高压处理时间为5～8min。
优选的，所述步骤(3)中，浓磷酸的浓度为85％，且浓磷酸的质量占比为0.15％，离心混合器内部的温度控制为70～75℃。
优选的，所述步骤(3)中，当菜籽油的pH值为3～4时，停止添加浓磷酸。
优选的，所述步骤(4)中，反应釜中菜籽油的温度为40℃，且搅拌时间和静置时间均为30min。
优选的，所述步骤(5)中，甲醇和菜籽油的质量之比为3～4∶2～3.5，且菜籽油、甲醇和氢氧化钾在50～60℃条件下反应80～120min。
优选的，所述步骤(5)中，搅拌转速控制为100～120r/min，且恒温时温度控制为65℃。
优选的，所述步骤(6)中，抗氧化剂为叔丁基对苯二酚和没食子酸丙酯的混合物。
优选的，所述步骤(6)中，离心处理时转速控制为1500～2000r/min，且离心时间为5～10min。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明通过菜籽油制得的菜籽油燃料燃烧效率高，具有良好的抗氧化作用，且植物油燃料热值高、燃烧充分，燃烧过程中无黑烟和积碳，不会产生燃烧残渣，符合环保要求，不会对环境造成污染，解决了目前菜籽油燃料含有较高的有害物质，燃烧过程中会产生大量油烟，且菜籽油燃料容易氧化降低菜籽油燃料的燃烧效率，不仅会对环境造成污染，而且燃烧后有残渣剩余的问题。
具体实施方式
下面将结合本发明中的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
一种无烟菜籽油燃料制备方法，其方法包括如下步骤：
(1)菜籽油榨取及过滤：首先制备得到菜籽原料，并将菜籽原料置于压榨机中进行压榨处理，压榨处理后得到压榨菜籽毛油和压榨榨饼，将压榨菜籽毛油倒入叶片过滤机内进行过滤，并收集过滤完成的菜籽油待用，叶片过滤机内部的压力控制为0.4pa，且压榨菜籽毛油的温度为55℃，可以增加菜籽油的过滤效果，便于叶片过滤机内部吹饼过程的进行；
(2)菜籽油处理：将过滤后的菜籽油置于加热罐内，持续加热使菜籽油充分煮沸，直至菜籽油中的水分完全蒸发，静置30min后滤出菜籽油，随后将菜籽油放入高压罐中进行高压处理，高压罐内部的压力控制为60MPa，且高压处理时间为5min，可以除去菜籽油内部的水分，保证菜籽油燃料的燃效过程更加高效；
(3)酸化处理：将高压处理后的菜籽油放入离心混合器内，并向离心混合器中均匀加入浓磷酸进行酸化处理，随后开始搅拌使菜籽油与浓磷酸在离心混合器中混合，混合完成后菜籽油自然冷却待用，浓磷酸的浓度为85％，且浓磷酸的质量占比为0.15％，离心混合器内部的温度控制为75℃，当菜籽油的pH值为3.5时，停止添加浓磷酸，可以增加菜籽油的酸化处理效率，避免菜籽油燃料在燃烧时产生烟尘；
(4)酸渣物的去除：将酸化后的菜籽油加入反应釜中，然后对反应釜进行加热，使菜籽油的温度升高并持续搅拌一段时间，搅拌完成后停止加热并静置，放出反应釜底部分层后的酸渣物，保留菜籽油备用；
(5)酯化反应：将菜籽油、甲醇和氢氧化钾加入搅拌釜内，加热并开始搅拌，接着向搅拌釜内依次加入硫酸锌、硫酸铝、氧化铬和硫化铝，混合均匀后在恒温条件下进行酯化反应3h；
(6)燃料制取：反应结束后向混合油中加入抗氧化剂，常温下进行离心处理，除去比重较大的甘油，剩余的轻液部分在60℃条件下进行蒸馏，除去水分后得到成品菜籽油燃料。
实施例二：
一种无烟菜籽油燃料制备方法，其方法包括如下步骤：
(1)菜籽油榨取及过滤：首先制备得到菜籽原料，并将菜籽原料置于压榨机中进行压榨处理，压榨处理后得到压榨菜籽毛油和压榨榨饼，将压榨菜籽毛油倒入叶片过滤机内进行过滤，并收集过滤完成的菜籽油待用，叶片过滤机内部的压力控制为0.45pa，且压榨菜籽毛油的温度为50℃，可以增加菜籽油的过滤效果，便于叶片过滤机内部吹饼过程的进行；
(2)菜籽油处理：将过滤后的菜籽油置于加热罐内，持续加热使菜籽油充分煮沸，直至菜籽油中的水分完全蒸发，静置30min后滤出菜籽油，随后将菜籽油放入高压罐中进行高压处理，高压罐内部的压力控制为55MPa，且高压处理时间为6min，可以除去菜籽油内部的水分，保证菜籽油燃料的燃效过程更加高效；
(3)酸化处理：将高压处理后的菜籽油放入离心混合器内，并向离心混合器中均匀加入浓磷酸进行酸化处理，随后开始搅拌使菜籽油与浓磷酸在离心混合器中混合，混合完成后菜籽油自然冷却待用，浓磷酸的浓度为85％，且浓磷酸的质量占比为0.15％，离心混合器内部的温度控制为75℃，当菜籽油的pH值为3.5时，停止添加浓磷酸，可以增加菜籽油的酸化处理效率，避免菜籽油燃料在燃烧时产生烟尘；
(4)酸渣物的去除：将酸化后的菜籽油加入反应釜中，然后对反应釜进行加热，使菜籽油的温度升高并持续搅拌一段时间，搅拌完成后停止加热并静置，放出反应釜底部分层后的酸渣物，保留菜籽油备用，反应釜中菜籽油的温度为40℃，且搅拌时间和静置时间均为30min，可以使菜籽油与酸渣物分离，且能够增加酸渣物的去除效率；
(5)酯化反应：将菜籽油、甲醇和氢氧化钾加入搅拌釜内，加热并开始搅拌，接着向搅拌釜内依次加入硫酸锌、硫酸铝、氧化铬和硫化铝，混合均匀后在恒温条件下进行酯化反应3h，甲醇和菜籽油的质量之比为3∶2，且菜籽油、甲醇和氢氧化钾在55℃条件下反应100min，搅拌转速控制为110r/min，且恒温时温度控制为65℃，可以降低菜籽油燃料的粘度，同时增加菜籽油的酯化反应速率，进而能够提升菜籽油燃料的生产效率；
(6)燃料制取：反应结束后向混合油中加入抗氧化剂，常温下进行离心处理，除去比重较大的甘油，剩余的轻液部分在63℃条件下进行蒸馏，除去水分后得到成品菜籽油燃料。
实施例三：
一种无烟菜籽油燃料制备方法，其方法包括如下步骤：
(1)菜籽油榨取及过滤：首先制备得到菜籽原料，并将菜籽原料置于压榨机中进行压榨处理，压榨处理后得到压榨菜籽毛油和压榨榨饼，将压榨菜籽毛油倒入叶片过滤机内进行过滤，并收集过滤完成的菜籽油待用，叶片过滤机内部的压力控制为0.5pa，且压榨菜籽毛油的温度为45℃，可以增加菜籽油的过滤效果，便于叶片过滤机内部吹饼过程的进行；
(2)菜籽油处理：将过滤后的菜籽油置于加热罐内，持续加热使菜籽油充分煮沸，直至菜籽油中的水分完全蒸发，静置30min后滤出菜籽油，随后将菜籽油放入高压罐中进行高压处理，高压罐内部的压力控制为50MPa，且高压处理时间为8min，可以除去菜籽油内部的水分，保证菜籽油燃料的燃效过程更加高效；
(3)酸化处理：将高压处理后的菜籽油放入离心混合器内，并向离心混合器中均匀加入浓磷酸进行酸化处理，随后开始搅拌使菜籽油与浓磷酸在离心混合器中混合，混合完成后菜籽油自然冷却待用，浓磷酸的浓度为85％，且浓磷酸的质量占比为0.15％，离心混合器内部的温度控制为75℃，当菜籽油的pH值为3.5时，停止添加浓磷酸，可以增加菜籽油的酸化处理效率，避免菜籽油燃料在燃烧时产生烟尘；
(4)酸渣物的去除：将酸化后的菜籽油加入反应釜中，然后对反应釜进行加热，使菜籽油的温度升高并持续搅拌一段时间，搅拌完成后停止加热并静置，放出反应釜底部分层后的酸渣物，保留菜籽油备用，反应釜中菜籽油的温度为40℃，且搅拌时间和静置时间均为30min，可以使菜籽油与酸渣物分离，且能够增加酸渣物的去除效率；
(5)酯化反应：将菜籽油、甲醇和氢氧化钾加入搅拌釜内，加热并开始搅拌，接着向搅拌釜内依次加入硫酸锌、硫酸铝、氧化铬和硫化铝，混合均匀后在恒温条件下进行酯化反应3h，甲醇和菜籽油的质量之比为4∶3，且菜籽油、甲醇和氢氧化钾在60℃条件下反应80min，搅拌转速控制为120r/min，且恒温时温度控制为65℃，可以降低菜籽油燃料的粘度，同时增加菜籽油的酯化反应速率，进而能够提升菜籽油燃料的生产效率；
(6)燃料制取：反应结束后向混合油中加入抗氧化剂，常温下进行离心处理，除去比重较大的甘油，剩余的轻液部分在65℃条件下进行蒸馏，除去水分后得到成品菜籽油燃料，抗氧化剂为叔丁基对苯二酚和没食子酸丙酯的混合物，离心处理时转速控制为2000r/min，且离心时间为5min，抗氧化剂可以防止菜籽油空气中因自动氧化而变质，且离心处理能够增加菜籽油燃料生产质量，进而能够增加菜籽油燃料的稳定性，便于菜籽油燃料的长期保存。
甲醇与菜籽油混合燃料作为可再生能源，其使用能一定程度上解决对化石燃料资源的过度依赖。甲醇作为醇类的的高挥发性能够促进油气混合过程，低粘度能够降低菜籽油作为燃料过高的粘度，且甲醇自身也含氧，有利于降低排放，从而能够增加菜籽油燃料的燃烧效率，防止对环境造成污染，没食子酸丙酯可以防止油脂或油基食品在空气中因自动氧化而引起酸败和回味，叔丁基对苯二酚有较强的抗氧化能力，且叔丁基对苯二酚除了具有抗氧作用外还有一定的抑菌作用，保证菜籽油燃料能够稳定使用与保存。
本发明通过菜籽油制得的菜籽油燃料燃烧效率高，具有良好的抗氧化作用，且植物油燃料热值高、燃烧充分，燃烧过程中无黑烟和积碳，不会产生燃烧残渣，符合环保要求，不会对环境造成污染，解决了目前菜籽油燃料含有较高的有害物质，燃烧过程中会产生大量油烟，且菜籽油燃料容易氧化降低菜籽油燃料的燃烧效率，不仅会对环境造成污染，而且燃烧后有残渣剩余的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：其方法包括如下步骤：
(1)菜籽油榨取及过滤：首先制备得到菜籽原料，并将菜籽原料置于压榨机中进行压榨处理，压榨处理后得到压榨菜籽毛油和压榨榨饼，将压榨菜籽毛油倒入叶片过滤机内进行过滤，并收集过滤完成的菜籽油待用；
(2)菜籽油处理：将过滤后的菜籽油置于加热罐内，持续加热使菜籽油充分煮沸，直至菜籽油中的水分完全蒸发，静置30min后滤出菜籽油，随后将菜籽油放入高压罐中进行高压处理；
(3)酸化处理：将高压处理后的菜籽油放入离心混合器内，并向离心混合器中均匀加入浓磷酸进行酸化处理，随后开始搅拌使菜籽油与浓磷酸在离心混合器中混合，混合完成后菜籽油自然冷却待用；
(4)酸渣物的去除：将酸化后的菜籽油加入反应釜中，然后对反应釜进行加热，使菜籽油的温度升高并持续搅拌一段时间，搅拌完成后停止加热并静置，放出反应釜底部分层后的酸渣物，保留菜籽油备用；
(5)酯化反应：将菜籽油、甲醇和氢氧化钾加入搅拌釜内，加热并开始搅拌，接着向搅拌釜内依次加入硫酸锌、硫酸铝、氧化铬和硫化铝，混合均匀后在恒温条件下进行酯化反应3h；
(6)燃料制取：反应结束后向混合油中加入抗氧化剂，常温下进行离心处理，除去比重较大的甘油，剩余的轻液部分在60～65℃条件下进行蒸馏，除去水分后得到成品菜籽油燃料。
2.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中，叶片过滤机内部的压力控制为0.4～0.5pa，且压榨菜籽毛油的温度为45～55℃。
3.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中，高压罐内部的压力控制为50～60MPa，且高压处理时间为5～8min。
4.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，浓磷酸的浓度为85％，且浓磷酸的质量占比为0.15％，离心混合器内部的温度控制为70～75℃。
5.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，当菜籽油的pH值为3～4时，停止添加浓磷酸。
6.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中，反应釜中菜籽油的温度为40℃，且搅拌时间和静置时间均为30min。
7.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，甲醇和菜籽油的质量之比为3～4∶2～3.5，且菜籽油、甲醇和氢氧化钾在50～60℃条件下反应80～120min。
8.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，搅拌转速控制为100～120r/min，且恒温时温度控制为65℃。
9.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，抗氧化剂为叔丁基对苯二酚和没食子酸丙酯的混合物。
10.根据权利要求1所述的一种无烟菜籽油燃料制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中，离心处理时转速控制为1500～2000r/min，且离心时间为5～10min。
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