专利名称：一种水溶性纤维素汽油的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种以纤维素为原料来替代部分汽油的能源生产エ艺，特别涉及ー种具有操作流程简单、保存时间长、环保节能型的含有纤维素的乳化汽油生产エ艺。
背景技术：
纤维素是由是由葡萄糖组成的大分子多糖，主要由D-葡萄糖以β-1，4_糖苷键组成的大分子多糖。纤维素是地球上最古老、最丰富的天然高分子，可以说是取之不尽用之不竭的天然可再生资源。一般木材中，纤维素占40 50%，木质素占20 30%，半纤维素占10 30%。纤维素是植物细胞壁的主要成分，在自然界中分布最广、含量最多的ー种多糖。理论上，纤维素是含量最多的ー种多糖，占植物界碳含量的50%以上，组成纤维素的葡萄糖化学组成含碳44. 44%、氢6. 17%、氧49. 39%，与同样含碳、氢、氧的こ醇含量相当。·葡萄糖燃烧热约为2807KJ/mol，こ醇燃烧热约为1365. 5KJ/mol,因纤维素的比重比较大，所以葡萄糖的体积燃烧热约是こ醇的I. 5倍，因此纤维素具有替代こ醇作为汽油添加剂的条件。实际上，早在20世纪20年代，巴西就已经开始用こ醇来替代部分汽油的使用了，至今こ醇汽油已经在全国得到了使用及推广。但是目前乳化汽油的产品还一直没有得到应用和发展，本エ艺就是用水溶性纤维素替代部分汽油来作为现在发动机的动カ燃料。水溶性纤维素，不溶于汽油。本发明就是完全改变こ醇汽油的思路提出将溶有纤维素的水溶液与汽油形成一种油包水的乳剂，形成ー种均一稳定得乳化汽油，以此来解决水溶性纤维素与汽油的难溶性。得到的水溶性纤维素汽油的功能、动カ与原汽油相同。
发明内容
本发明涉及一种以纤维素为原料来替代部分汽油的能源生产エ艺，特别涉及ー种具有操作流程简单、保存时间长、环保节能型的含有纤维素的乳化汽油生产エ艺。首先对纤维素类生物质进行浓酸水解，经过扩散渗析膜分离得到酸液和水溶性纤维素水溶液，酸液经过负压成膜设备进行浓缩并回用；然后将亲水性乳化剂溶解在纤维素的水溶液中，再将亲油性乳化剂溶解在汽油中，再通过物理手段将含有亲水性乳化剂的纤维素的水溶液缓慢匀速地加入到含有亲油性乳化剂的汽油中进行强力分散，待溶液混匀之后再将助乳化剂匀速注入上述体系中。強力分散循环一定时间，得到的液体即为水溶性纤维素汽油。本发明的优点I本发明エ艺具有仪器设备简单、操作エ艺简便、成本低廉、易于扩大至产业化等优点。2本发明所得水溶性纤维素汽油颜色透明、体系稳定、流动性好。3本发明所应用的纤维素产量大、资源丰富、价格低廉。4本发明可以为符合国家的节约能源、安全环保计划。具体实施方案下面对本发明的实施例作进ー步详细描述首先对纤维素类生物质进行浓酸水解，经过扩散渗析膜分离得到酸液和水溶性纤维素水溶液，酸液经过负压成膜设备进行浓缩并回用；然后将亲水性乳化剂溶解在纤维素的水溶液中，再将亲油性乳化剂溶解在汽油中，再通过物理手段将含有亲水性乳化剂的纤维素的水溶液缓慢匀速地加入到含有亲油性乳化剂的汽油中进行强力 分散，待溶液混匀之后再将助乳化剂匀速注入上述体系中強力分散循环一定时间，得到的液体即为水溶性纤维素汽油。所述的纤维素生物质浓酸水解的固液比为3:1，酸浓度为60%，水解温度为20°C，水解时间为1.5h。所述亲水性乳化剂和亲油性乳化剂可以是任何两种或三种含有亲水基团或亲油基团的表面活性剂，且混合后的HLB值范围应满足8 16，优选HLB范围为1广15。所述的亲水性乳化剂优选为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、亲油性乳化剂的选择优选的山梨糖醇酐油酸酯(Span-80)，其质量比分比例为2% 8%，优选范围为3 7%。所述的汽油优选为93#的汽油，汽油在水溶性纤维素汽油成品中的质量百分比例为80% 95%，优选范围为85% 95%。所述的助乳化剂为短链醇或非离子型表面活性剤，优选异戊醇，且助乳化剂在水溶性纤维素汽油成品中的质量百分比例为O. 5% 8%，优选范围为1% 5%。所述的纤维素水溶液中纤维素的质量百分含量在3°/Γ20%，其中优选范围为10%"I5%O所述加入的半纤维素水溶液在水溶性纤维素汽油成品中的质量百分比例为3 20%，优选范围为5% 15%。所述的含有亲水性乳化剂的半纤维素水溶液和含有亲油性乳化剂汽油循环分散时间为15 60分钟，优选范围为20 45分钟。实例I :首先将亲水性乳化剂CTAB与纤维素水溶液按比例均匀混合，其中CTAB质量为
2.27kg、纤维素水溶液体积为5kg ;后将亲油性乳化剂Span-80与93#汽油按比例均匀混合，其中Span-80质量为O. 731kg、汽油的质量为42. Okgo然后将含有CTAB的纤维素水溶液迅速注入到含有Span-80的汽油中，用磁力搅拌器充分混勻。之后在把O. 5kg的异戍醇(助乳化剤)逐滴加入到上述混合液中，用磁力搅拌器进行强カ循环分散30分钟。取出混合液即是水溶性纤维素汽油。实例2 首先将亲水性乳化剂CTAB与纤维素水溶液按比例均匀混合，其中CTAB质量为
4.54kg、纤维素水溶液体积为10. Okg ;后将亲油性乳化剂Span-80与93#汽油按比例均匀混合，其中Span-80质量为I. 46kg、汽油的质量为84. 00kg。然后将含有CTAB的纤维素水溶液迅速注入到含有Span-80的汽油中，用磁力搅拌器充分混勻。之后在把I. Okg的异戍醇(助乳化剤)逐滴加入到上述混合液中，用乳化泵进行強力循环分散15分钟。取出混合液即是水溶性纤维素汽油。
权利要求
1.ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，包括以下步骤首先对纤维素类生物质进行浓酸水解，经过扩散渗析膜分离得到酸液和水溶性纤维素水溶液，酸液经过负压成膜设备进行浓缩并回用；然后将亲水性乳化剂溶解在纤维素的水溶液中，再将亲油性乳化剂溶解在汽油中，再通过物理手段将含有亲水性乳化剂的纤维素的水溶液缓慢匀速地加入到含有亲油性乳化剂的汽油中进行强力分散，待溶液混匀之后再将助乳化剂匀速注入上述体系中。強力分散循环一定时间，得到的液体即为水溶性纤维素汽油。
2.按照权利要求I所述的ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，其特征在于，纤维素生物质浓酸水解的固液比为3:1,酸浓度为60%,水解温度为20°C,水解时间为I. 5h。
3.按照权利要求I所述的ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，其特征在于，亲水性乳化剂和亲油性乳化剂的选择可以是任何两种或三种含有亲水基团或亲油基团的表面活性齐U，且混合后的HLB值范围应满足8 16，优选HLB范围为If 15。
4.按照权利要求I所述的ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，其特征在于，亲水性乳化剂的选择优选为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、亲油性乳化剂的选择优选的山梨糖醇酐油酸酯(Span-80)，其质量比分比例为2% 8%，优选范围为3 7%。
5.按照权利要求I所述的ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，其特征在于，汽油优选为93#的汽油，汽油在水溶性纤维素汽油成品中的质量百分比例为80% 95%，优选范围为85% 95%。
6.按照权利要求I所述的ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，其特征在于，助乳化剂为短链醇或非离子型表面活性剤，优选异戊醇，且助乳化剂在水溶性纤维素汽油成品中的质量百分比例为O. 5% 8%，优选范围为1% 5%。
7.按照权利要求I所述的ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，其特征在于，纤维素水溶液中纤维素的质量百分含量在3°/Γ20%，其中优选范围为10°/Γ15%。
8.按照权利要求I所述的ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，其特征在于，加入的半纤维素水溶液在水溶性纤维素汽油成品中的质量百分比例为3 20%,优选范围为5% 15%。
9.按照权利要求I所述的ー种水溶性纤维素汽油的生产エ艺，其特征在于，含有亲水性乳化剂的半纤维素水溶液和含有亲油性乳化剂汽油循环分散时间为15 60分钟，优选范围为20 45分钟。
全文摘要
一种水溶性纤维素汽油的生产工艺，其特征在于首先对纤维素类生物质进行浓酸水解，经过扩散渗析膜分离得到酸液和水溶性纤维素水溶液，酸液经过负压成膜设备进行浓缩并回用；然后将亲水性乳化剂溶解在纤维素的水溶液中，再将亲油性乳化剂溶解在汽油中，再通过物理手段将含有亲水性乳化剂的纤维素的水溶液缓慢匀速地加入到含有亲油性乳化剂的汽油中进行强力分散，待溶液混匀之后再将助乳化剂匀速注入上述体系中。强力分散循环一定时间，得到的液体即为水溶性纤维素汽油。本工艺是以纤维素的低聚糖状态为原料来替代部分汽油而生产出的水溶性纤维素汽油，具有仪器设备简单、操作工艺简便、易于扩大、易产业化的优点。
文档编号C10L1/32GK102732344SQ201210230430
公开日2012年10月17日 申请日期2012年7月5日 优先权日2012年7月5日
发明者刘文俊, 孙志强, 孙晓莉, 张军, 张宝友, 张秀男, 张莹, 李汶罡, 杨逢建, 祖元刚, 祖柏实, 葛云龙, 赵修华, 赵春健, 路祺 申请人:东北林业大学, 祖元刚