—种生物质甲醇柴油及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种生物质甲醇柴油，由以下重量比例的组份组成：柴油100、脂肪酸甲酯40-60、甲醇15-40、复合助溶剂2-20。本发明的生物质甲醇柴油制备方法包括以下步骤：将100重量份的柴油加入到带搅拌装置、加热装置、温度计和恒压漏斗的反应器中，在25-500C温度下，加入2-20重量份的复合助溶剂，搅拌均匀，随后通过恒压漏斗逐渐加入40-60重量份的脂肪酸甲酯、15-40重量份甲醇，并充分搅拌，形成热力学稳定的均相生物质甲醇柴油。本发明的生物质甲醇柴油原来来源广泛且相对廉价，具有闪点高、十六烷值高、耐水性好、环保安全性好及可再生性等特点，在众多领域可直接替换普通柴油。
【专利说明】一种生物质甲醇柴油及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物质脂肪酸甲酯、甲醇、柴油为原料的生物质甲醇柴油及其制备方法。
【背景技术】
[0002]资源利用与环境保护是21世纪社会经济和可持续发展计划的重要议题，其中能源问题将面临着严峻的挑战，发展替代能源改变传统的能源结构、以优势能源替代稀缺能源、以可再生能源替代石化能源的思路，逐步提高替代能源在能源结构中的比重为我国今后长期发展的战略方针。
[0003]随着人们生产、生活水平的提高，作为动力驱动用燃油(如汽车、燃油发电机、内燃机等)用量飞速增加，以石油资源为主体的汽油、柴油已无法满足生产生活的要求，并日渐匮乏。1993年开始，我国已经从石油出口国转变成石油进口国，2005年开始，每年都要进口大量的石油，能源安全和可持续发展提上了议事日程，基于我国是一个人口众多且能源紧缺的石油进口大国，寻找和开发合适的新型石油替代能源已经成为能源研究的重要课题并列入了战略重点项目，我国新的能源中长期规划纲要中提出:要尽快调整优化能源结构，拓展醇类等替代能源的清洁高效开发利用。
[0004]作为煤-煤焦油-甲醇联产的甲醇，国际上公认为清洁能源，有着丰富的来源，我国“十五”、“十一五”期间，将生物质和煤制甲醇作为能源化工的主要发展方向，到2012年底，我国甲醇产能达5600万吨，产量约2700万吨，甲醇已经被确定为我国最重要的清洁能源和替代能源，但单独作为热源燃料或汽车、内燃机等动力燃油，其热值不够，十六烷值低，因而存在应用上的局限性。
[0005]动植物油脂不仅来源广，而且具有可再生性，作为替代能源符合我国能源发展战略。以动植物油脂为主要原料，开发新型生物质能源符合我国国情。其中，合成生物柴油作为国内外能源结构调整和发展方向已取得了较快的发展，但仍存在价格高、生产过程繁琐而难于广泛推广等局限性。
[0006]针对甲醇、动植物油脂来源的广泛性而实际使用时的局限性，很有必要开发一种新型动力燃料油，为目前内燃机、柴油动力机械及锅炉等提供一种价廉、清洁环保、可再生或部份可再生的燃料油。
【发明内容】
[0007]本发明是针对目前纯粹甲醇作为动力燃油十六烷值低，闪点低，热值低、润滑性差及对设备的腐蚀性等问题及以动植物油为原料制备生物柴油技术工艺繁琐，成本相对较高等问题，综合原料来源、环保特性、燃烧特性等因素，以资源相对丰富的甲醇和动植物油油脚、柴油为原料，制备了一种既相对廉价，又环保并可部分再生的新型生物质甲醇柴油。
[0008]本发明的生物质甲醇柴油由以下重量比例的组份组成:柴油100、脂肪酸甲酯40-60、甲醇15-40、复合助溶剂2-20。[0009]其中复合助溶剂为非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、助表面活性剂和稳定剂的复配。非离子型表面活性剂包括span60、span80、Tween60、Tween80、NP-10、乳化剂OP-1O、平平加0(包括0-8，0-9，0-10，0-15) ,AEO-3、AE0_9中的一种或多种组合；阴离子型表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，硬脂酸钠、油酸钠、油酸钾、十二烷基硫酸钠、二丁基萘磺酸钠、异辛醇聚氧乙烯醚磷酸钠、单油酸聚乙二醇400磷酸酯、琥珀酸二(2-甲基戊酯)磺酸钠、月桂酸聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸钠中的一种或多种组合；助表面活性剂包括戊醇、异戊醇、2-己醇、正丁醇中的一种或多种组合；稳定剂为乙二胺四乙酸钠、磷酸钠、草酸或其钠盐、酒石酸或其钠盐、柠檬酸或其钠盐中的一种或多种组合。
[0010]本发明的生物质甲醇柴油的制备方法:将100重量份的柴油加入到带搅拌装置、加热装置、温度计和恒压漏斗的反应器中，在25_50°c温度下，加入2-20重量份的复合助溶剂，搅拌均匀，随后通过恒压漏斗逐渐加入40-60重量份的脂肪酸甲酯、15-40重量份甲醇，并充分搅拌，形成热力学稳定的均相生物质甲醇柴油。
[0011]本发明的优点是:
1)以动植物油为主体原料的脂肪酸甲酯，具有原料来源的广阔性和相对廉价性，为产品的经济适用性提供了原料的保证；
2)采用复合助溶剂，以甲醇-脂肪酸甲酯为液核、柴油为连续相的生物质甲醇柴油具有闪点高、十六烷值高、耐水性好等特点，其运动粘度与普通柴油一致，在众多领域可以用生物质甲醇柴油直接替换普通柴油；
3)通过生物脂肪酸甲酯、柴油及甲醇的调配，制备生物质甲醇柴油，具有闪点高、经济适用性强、环保安全性好及可再生性的特点，符合我国今后中长期能源发展战略。
【专利附图】
【附图说明】
`[0012]图1是本发明生物质醇烃燃料油体系的结构示意图。
[0013]其中:a、乳液核:由脂肪酸甲酯、甲醇构成的均相体系，并含有少量表面活性剂剂及稳定剂；
b、界面膜:由乳化剂、稳定剂、酸化油和中性油组成，它们的亲水部分伸向乳液核，疏水部分伸向柴油连续相；
C、柴油连续相:由柴油组成，还含有少量的表面活性剂剂、稳定剂。
【具体实施方式】
[0014]通过下面给出的本发明的具体实施例可以进一步清楚地理解本发明，但下述实施例并不是对本发明的限定。
[0015]实施例1:
生物质甲醇柴油的组成与配比:柴油100重量份，脂肪酸甲酯40重量份，甲醇15重量份，复合助溶剂8重量份。
[0016]其中复合助溶剂的原料组成及配比:烷基酚聚氧乙烯醚100重量份，十二烷基磺酸钠75重量份,戍醇25重量份，乙二胺四乙酸钠10重量份。
[0017]本实施例的制备方法是:
(I)复合助溶剂的制备:将100重量份的烷基酚聚氧乙烯醚，75重量份的十二烷基磺酸钠，25重量份的戊醇，10重量份的乙二胺四乙酸钠依次加入到装有搅拌器反应器中，搅拌均匀，得到复合助溶剂体系，其中乙二胺四乙酸钠作为稳定剂，起络合重金属离子的作用。
[0018](2)生物质甲醇柴油的制备:
将100重量份的柴油加入到带搅拌装置、加热装置、温度计和恒压漏斗的反应器中，在25-50°C温度下，加入8重量份的复合助溶剂，搅拌均匀，随后通过恒压漏斗逐渐加入40重量份的脂肪酸甲酯、15重量份甲醇，并充分搅拌，形成热力学稳定的均相生物质甲醇柴油。
[0019]实施例2:
生物质甲醇柴油的组成与配比:柴油100重量份，脂肪酸甲酯50重量份，甲醇20重量份，复合助溶剂15重量份。
[0020]其中复合助溶剂的原料组成及配比:Tween80:100重量份，十二烷基苯磺酸钠:60重量份,异丁醇:20重量份,酒石酸钠:15重量份。
[0021]本实施例的制备方法是:
(I)复合助溶剂的制备:
将100重量份的Tween80，60重量份的十二烷基苯磺酸钠，20重量份的异丁醇，15重量份的酒石酸钠依次加入到装有搅拌器的反应器中，搅拌均匀，得到复配助溶剂体系，其中酒石酸钠作为稳定剂，起络合重金属离子的作用。
[0022](2)生物质甲醇柴油的制备:
将100重量份的柴油加入到带搅拌装置`、加热装置、温度计和恒压漏斗的反应器中，在25-50°C温度下，加入15重量份的复合助溶剂，搅拌均匀，随后通过恒压漏斗逐渐加入50重量份的脂肪酸甲酯、20重量份甲醇，并充分搅拌，形成热力学稳定的均相生物质甲醇柴油。
[0023]实施例3:
生物质甲醇柴油的组成与配比:柴油100重量份，脂肪酸甲酯50重量份，甲醇30重量份，复合助溶剂20重量份。
[0024]其中复合助溶剂的原料组成及配比:Span80:100重量份，十二烷基苯磺酸钠:70重量份，异戊醇:25重量份，柠檬酸钠:20重量份。
[0025]本实施例的制备方法是:
(I)复合助溶剂的制备:
将100重量份的Span80，70重量份的十二烷基苯磺酸钠，25重量份的异戊醇，20重量份的柠檬酸钠依次加入到装有搅拌器的反应器中，搅拌均匀，得到复合助溶剂体系，其中酒石酸钠作为稳定剂，起络合重金属离子的作用。
[0026](2)生物质甲醇柴油的制备:
将100重量份的柴油加入到带搅拌装置、加热装置、温度计和恒压漏斗的反应器中，在25-50°C温度下，加入20重量份的复合助溶剂，搅拌均匀，随后通过恒压漏斗逐渐加入50重量份的脂肪酸甲酯、30重量份甲醇，并充分搅拌，形成热力学稳定的均相生物质甲醇柴油。
【权利要求】
1.一种生物质甲醇柴油，其特征在于:由以下重量比例的组份组成:柴油100、脂肪酸甲酯40-60、甲醇15-40、复合助溶剂2-20。
2.如权利要求1所述的生物质甲醇柴油，其特征在于:所述复合助溶剂为非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂、助表面活性剂和稳定剂的复配。
3.如权利要求2所述的的生物质甲醇柴油，其特征在于:所述非离子型表面活性剂包括 span60、span80、Tween60、Tween80、NP-10、乳化剂 0P-10、平平加 0、AEO-3、AE0-9 中的一种或多种组合。
4.如权利要求2所述的的生物质甲醇柴油，其特征在于:所述阴离子型表面活性剂包括十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠，硬脂酸钠、油酸钠、油酸钾、十二烷基硫酸钠、二丁基萘磺酸钠、异辛醇聚氧乙烯醚磷酸钠、单油酸聚乙二醇400磷酸酯、琥珀酸二(2-甲基戊酯)磺酸钠、月桂酸聚氧乙烯醚琥珀酸酯磺酸钠中的一种或多种组合。
5.如权利要求2所述的的生物质甲醇柴油，其特征在于:助表面活性剂包括戊醇、异戊醇、2-己醇、正丁醇中的一种或多种组合。
6.如权利要求2所述的的生物质甲醇柴油，其特征在于:稳定剂为乙二胺四乙酸钠、磷酸钠、草酸或其钠盐、酒石酸或其钠盐、柠檬酸或其钠盐中的一种或多种组合。
7.如权利要求1所述的生物质甲醇柴油的制备方法，其特征在于:将100重量份的柴油加入到带搅拌装置、加热装置、温度计和恒压漏斗的反应器中，在25-50°C温度下，加入2-20重量份的复 合助溶剂，搅拌均匀，随后通过恒压漏斗逐渐加入40-60重量份的脂肪酸甲酯、15-40重量份甲醇，并充分搅拌，形成热力学稳定的均相生物质甲醇柴油。
【文档编号】C10L1/04GK103695048SQ201310739996
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年12月30日
【发明者】肖细梅, 彭钢, 陈洪, 贺治国, 王正祥, 傅学正 申请人:湖南亿通新能源开发有限公司