一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，包括以下步驟：將氫氧化鈉加入到三口燒瓶中，然后加入甲醇，在50℃下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻后，將預(yù)熱至50℃的稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)1小時(shí)，所述稻米油與甲醇的摩爾比為稻米油：甲醇＝1:5?10，所述氫氧化鈉用量為稻米油質(zhì)量的0.5?1.2％，所述煤直接液化柴油的用量為稻米油體積的10?200％；本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，不僅工藝簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且很好的改善了生物柴油的低溫流動(dòng)性，提高了生物柴油的產(chǎn)率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法
[技術(shù)領(lǐng)域]
[0001]本發(fā)明屬于合成化學(xué)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法。
[【背景技術(shù)】]
[0002]生物柴油，即由動(dòng)植物油脂(或廢食用油)醇解而制成的混合脂肪酸酯，是一種綠色可再生的生物燃料。作為石化柴油的替代燃料，在國(guó)外特別是歐美一些國(guó)家己經(jīng)形成較大生產(chǎn)規(guī)模，對(duì)此國(guó)內(nèi)外都有報(bào)道。我國(guó)清華大學(xué)，中國(guó)科技大學(xué)，石油化工科學(xué)研究院，華東理工大學(xué)等許多單位也在積極研究開(kāi)發(fā)生物柴油技術(shù);在國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化，海南正和生物能源有限公司2001年9月已建成年產(chǎn)I萬(wàn)噸的生物柴油試驗(yàn)工廠。這些事實(shí)表明生物柴油有著廣闊的前景。
[0003]生物柴油作為石化柴油的替代燃料，具有與石化柴油相近的物理性質(zhì)，而且生物柴油的含硫量很低，對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害，因此被稱(chēng)為環(huán)境友好型燃料。與石化柴油相比，生物柴油具有的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(I)可再生性；(2)良好的環(huán)保特性；(3)可生物降解；(4)安全性能高；(5)較好的潤(rùn)滑性能;6)良好的燃燒特性；(7)生物柴油與石化柴油的理化性能和使用性能是非常相似的，在未改造柴油機(jī)的前提下，可直接替代石化柴油使用，或者以某一比例與石化柴油調(diào)合使用。因此，生物柴油被認(rèn)為是一種重要的石化柴油的替代燃料。
[0004]生物柴油是綠色環(huán)保的可再生能源，大力發(fā)展生物柴油，對(duì)我國(guó)的能源安全，環(huán)境保護(hù)和農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整等都具有重要意義。我國(guó)是一個(gè)石油凈進(jìn)口國(guó)，石油儲(chǔ)量非常有限，能源短缺已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的瓶頸，而大量進(jìn)口石油會(huì)對(duì)我國(guó)的能源安全造成威脅。因此，大力發(fā)展可再生的生物能源對(duì)我國(guó)具有現(xiàn)實(shí)意義，生物柴油的可再生優(yōu)勢(shì)對(duì)我國(guó)能源安全具有十分重大的戰(zhàn)略意義。
[0005]目前，生物柴油的合成方法有很多種，主要是物理方法、化學(xué)方法和生物方法三種。其中，物理方法包括直接混合法和微乳化法;化學(xué)方法包括熱裂解、無(wú)催化超臨界法和酸堿催化酯交換法;生物方法主要是酶催化酯交換法。其中堿催化因其反應(yīng)條件溫和，操作簡(jiǎn)單，最為普遍，但是使用堿作催化劑容易產(chǎn)生皂化現(xiàn)象，反應(yīng)完成后的分離與洗滌變得很麻煩。
[
【發(fā)明內(nèi)容】
]
[0006]本發(fā)明的目的就是要解決上述的不足而提供一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，不僅工藝簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且很好的改善了生物柴油的低溫流動(dòng)性，提高了生物柴油的產(chǎn)率。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的設(shè)計(jì)一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，以稻米油和甲醇為原料，以氫氧化鈉做催化劑，以煤直接液化柴油做助溶劑，在常壓下加熱回流反應(yīng)合成混合生物柴油。
[0008]該制備方法包括以下步驟:將氫氧化鈉加入到三口燒瓶中，然后加入甲醇，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻后，將預(yù)熱至50°C的稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)I小時(shí)。
[0009]作為優(yōu)選，所述稻米油與甲醇的摩爾比為稻米油:甲醇= 1:5-10，所述氫氧化鈉用量為稻米油質(zhì)量的0.5-1.2%，所述煤直接液化柴油的用量為稻米油體積的10-200%。
[0010]作為優(yōu)選，所述加熱回流反應(yīng)的溫度為40-65°C。
[0011]作為優(yōu)選，所述加熱回流反應(yīng)的時(shí)間為50-70min。
[0012]進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括以下步驟:加熱回流反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，將所得的混合生物柴油轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液1-2小時(shí)，將上層粗制生物柴油旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用適量的去離子水洗滌3-4次，除去少量的甘油等雜質(zhì)，最后再旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾，即得到精制柴油。
[0013]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0014](I)本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，操作方便，生產(chǎn)效率高，反應(yīng)條件溫和，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，既能取得良好的經(jīng)濟(jì)效益，又能減少環(huán)境污染；
[0015](2)以煤直接液化柴油做助溶劑，不需要像其他助溶劑(如四氫呋喃)那樣反應(yīng)結(jié)束后還要分離除去助溶劑，節(jié)約了時(shí)間，提高了效率；
[0016](3)本發(fā)明在堿做催化劑的基礎(chǔ)上加入煤直接液化柴油做助溶劑，由于煤直接液化柴油黏度很小，稀釋了稻米油中的水含量，很好的改善了只用堿做催化劑產(chǎn)生的皂化問(wèn)題，使后續(xù)的分離和洗滌變得簡(jiǎn)單，提高了產(chǎn)率；
[0017](4)由于煤直接液化柴油的低溫流動(dòng)性非常好，傾點(diǎn)低于_70°C，冷濾點(diǎn)低于-50°C，加入少量柴油就能稀釋生物柴油中飽和的脂肪酸甲酯，同時(shí)，煤直接液化柴油中長(zhǎng)鏈的烷烴又能和生物柴油中長(zhǎng)鏈的飽和脂肪酸甲酯形成低共熔物，二者作用都能降低生物柴油的傾點(diǎn)和冷濾點(diǎn)，改善生物柴油的低溫流動(dòng)性；
[0018](5)以煤直接液化柴油做溶劑，增加了反應(yīng)體系的接觸面積，加快了反應(yīng)速率，同時(shí)由于洗滌的時(shí)候乳化現(xiàn)象減弱，提高了生物柴油的產(chǎn)率，節(jié)約了成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。
[【具體實(shí)施方式】]
[0019]本發(fā)明提供了一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，該方法以稻米油、甲醇為原料，以氫氧化鈉做催化劑，以煤直接液化柴油做助溶劑，在常壓下加熱回流合成混合生物柴油。該方法中，所用物料的摩爾比為稻米油:甲醇=1:5-10，氫氧化鈉用量為稻米油質(zhì)量的0.5-1.2%,煤直接液化柴油的用量為稻米油的10 %-200 % (體積比)，所述的物料、催化劑按照比例投料混合攪拌，反應(yīng)的溫度為40-65°C，反應(yīng)的時(shí)間為50-70min。加熱回流反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，將所得的混合生物柴油轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液1-2小時(shí)，將上層粗制生物柴油旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用適量的去離子水洗滌3-4次，除去少量的甘油等雜質(zhì)，最后再旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾，即得到精制柴油。
[0020]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以下進(jìn)一步說(shuō)明:
[0021]實(shí)施例1
[0022]本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的生物柴油的制備方法。
[0023]取1.1g的氫氧化鈉(質(zhì)量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入1ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預(yù)熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)I小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液2小時(shí)，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產(chǎn)品，重復(fù)3-4次，除去少量甘油等雜質(zhì)，然后在80 0C下旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾得到精制柴油。經(jīng)測(cè)定，冷濾點(diǎn)為_(kāi)17°C，傾點(diǎn)為_(kāi)19°C。
[0024]實(shí)施例2
[0025]本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的生物柴油的制備方法。
[0026]取1.1g的氫氧化鈉(質(zhì)量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入30ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預(yù)熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)I小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液I小時(shí)，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產(chǎn)品，重復(fù)3-4次，除去少量甘油等雜質(zhì)，然后在80 0C下旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾得到精制柴油。經(jīng)測(cè)定，冷濾點(diǎn)為_(kāi)19°C，傾點(diǎn)為_(kāi)20°C。
[0027]實(shí)施例3
[0028]本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的生物柴油的制備方法。
[0029]取1.1g的氫氧化鈉(質(zhì)量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入50ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預(yù)熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)I小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液1.5小時(shí)，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產(chǎn)品，重復(fù)3-4次，除去少量甘油等雜質(zhì)，然后在80°C下旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾得到精制柴油。經(jīng)測(cè)定，冷濾點(diǎn)為_(kāi)22°C，傾點(diǎn)為_(kāi)22°C。
[0030]實(shí)施例4
[0031]本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的生物柴油的制備方法。
[0032]取1.1g的氫氧化鈉(質(zhì)量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入10ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預(yù)熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)I小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液2小時(shí)，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產(chǎn)品，重復(fù)3-4次，除去少量甘油等雜質(zhì)，然后在80 0C下旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾得到精制柴油。經(jīng)測(cè)定，冷濾點(diǎn)為_(kāi)27°C，傾點(diǎn)為低于_70°C。
[0033]實(shí)施例5
[0034]本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的生物柴油的制備方法。
[0035]取1.1g的氫氧化鈉(質(zhì)量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50 °C下攪拌1分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入150ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預(yù)熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)I小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液2小時(shí)，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產(chǎn)品，重復(fù)3-4次，除去少量甘油等雜質(zhì)，然后在80 0C下旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾得到精制柴油。經(jīng)測(cè)定，冷濾點(diǎn)為_(kāi)30°C，傾點(diǎn)為低于_70°C。
[0036]實(shí)施例6
[0037]本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的生物柴油的制備方法。
[0038]取1.1g的氫氧化鈉(質(zhì)量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入200ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預(yù)熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)I小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液2小時(shí)，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產(chǎn)品，重復(fù)3-4次，除去少量甘油等雜質(zhì)，然后在80 0C下旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾得到精制柴油。經(jīng)測(cè)定，冷濾點(diǎn)為_(kāi)35°C，傾點(diǎn)為低于_70°C。
[0039]本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，其特征在于:以稻米油和甲醇為原料，以氫氧化鈉做催化劑，以煤直接液化柴油做助溶劑，在常壓下加熱回流反應(yīng)合成混合生物柴油。2.如權(quán)利要求1所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，其特征在于，包括以下步驟:將氫氧化鈉加入到三口燒瓶中，然后加入甲醇，在50 0C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻后，將預(yù)熱至50°C的稻米油加入到混合體系里，回流反應(yīng)I小時(shí)。3.如權(quán)利要求1或2所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，其特征在于:所述稻米油與甲醇的摩爾比為稻米油:甲醇= 1:5-10，所述氫氧化鈉用量為稻米油質(zhì)量的0.5-1.2%，所述煤直接液化柴油的用量為稻米油體積的10-200%。4.如權(quán)利要求3所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，其特征在于:所述加熱回流反應(yīng)的溫度為40-65 °C。5.如權(quán)利要求4所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，其特征在于:所述加熱回流反應(yīng)的時(shí)間為50-70min。6.如權(quán)利要求5所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動(dòng)性的方法，其特征在于，還包括以下步驟:加熱回流反應(yīng)完成后，冷卻至室溫，將所得的混合生物柴油轉(zhuǎn)移到分液漏斗中靜置分液1-2小時(shí)，將上層粗制生物柴油旋蒸脫除過(guò)量的甲醇，然后用適量的去離子水洗滌3-4次，除去少量的甘油等雜質(zhì)，最后再旋蒸除去產(chǎn)品中少量的水分，加入無(wú)水氯化鈣，過(guò)濾，即得到精制柴油。
【文檔編號(hào)】C10L1/02GK106010678SQ201610392864
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月5日
【發(fā)明人】韓生, 何抗抗, 薛原, 趙志成, 藺華林, 韓治亞, 楊超, 趙維娜
【申請(qǐng)人】上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院