一种乙醇柴油及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种乙醇柴油及其制备方法，所述乙醇柴油的制备方法包括以下步骤：将树脂用自来水反复冲洗，除去水溶性杂质及其它杂物，至水清无泡沫后，依次用蒸馏水、乙醇、硫酸浸泡数小时，然后用蒸馏水冲洗至pH为6～7，风干，再烘干备用。在装有搅拌器、冷凝管、温度计的三口烧瓶中加入草酸和异戊醇，搅拌，待草酸全部溶解后，加入一定量树脂，溶液沸腾后停止搅拌，分水回流4h。反应完毕，用水洗涤反应液两次，滤出树脂，将反应液减压蒸馏，收集130～140℃馏份，加入到柴油中得到乙醇柴油。该方法制备得到的乙醇柴油具有来源广泛、生产加工技术成熟、经济性良好、环境友好等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种乙醇柴油及其制备方法
本专利技术涉及柴油技术，尤其涉及一种乙醇柴油及其制备方法。
技术介绍
柴油机因具有良好的动力性、经济性和耐久性等优点而得到广泛应用，并且上世纪末出现了汽车柴油化的趋势，在运输车辆、农用机械和工程机械等领域形成了主导地位。为了满足能源消耗需求增长和控制环境污染，学者们开始寻求柴油机的清洁替代能源。研究表明，在燃油中掺烧含氧燃料，可以减少PM排放量，而不显著影响NOx排放量。在众多含氧燃料中，醇类、酯类以及醚类最为常见。其中，在燃油中添加醇类对油品的理化性质、燃烧以及排放有显著的影响。醇类的排放性能与脂类、醚类以及其他含氧燃料相当，并且可以提高燃油的辛烷值。因此，许多学者希望在柴油中添加醇类含氧燃料来实现柴油的替代与清洁燃烧。尽管甲醇和乙醇在柴油中溶解性和稳定性不理想并且十六烷值低和吸湿性高，但由于其容易制备，价格低廉，含氧量高，可以不用改变传统内燃机结构，被认为是最有前景的柴油添加含氧燃料之一。能源问题是关系到社会进步与发展的重要问题，其中石油资源的日趋紧张最为社会所关注。近年来，国内外对代用燃料的开发和应用进行了广泛的研究。乙醇是一种可行性好的代用燃料，它可以由甘蔗、谷物等粮食制备，且乙醇的工业制备工艺已经非常成熟。乙醇代用燃料中以乙醇汽油的研究较多，美国已经把10％体积比的乙醇汽油E10作为商品销售。柴油机与汽油机相比，具有更高的效率和更好的燃油经济性，其能源消耗为汽油机的45～60％，二氧化碳排放量比汽油机大约低30～35％。因此，对乙醇柴油的研究也得到广泛关注。乙醇和柴油在理化性质上的差别很大，不可能将乙醇完全代替柴油应用于现有的柴油机上，只能是在柴油中掺加一定比例的乙醇。在掺加方式上，可采用双燃料系统法，即乙醇和柴油在进入喷油器之前进行混合，也可直接燃烧乙醇柴油混合燃料。这些研究显示，乙醇柴油混合燃料能够降低柴油机尾气的烟度、NOx。前者需要对现有的柴油机进行改进。目前，研究的方向重要致力于开发理化性质与纯柴油接近的乙醇柴油混合燃料，使其可以在现有的柴油机上燃烧。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对目前乙醇柴油的诸多问题，提出一种乙醇柴油的制备方法，该方法制备得到的乙醇柴油具有来源广泛、生产加工技术成熟、经济性良好、环境友好等特点，可以满足国家能源战略的补充需求。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种乙醇柴油的制备方法，包括以下步骤：以草酸和异戊醇为原料，以阳离子交换树脂为催化剂进行酯化反应制得；将树脂用自来水反复冲洗，除去水溶性杂质及其它杂物，至水清无泡沫后，依次用蒸馏水、乙醇、0.5mol/L硫酸浸泡数小时，然后用蒸馏水冲洗至pH为6～7，并检查无SO2-4存在，风干，再烘干备用。在装有搅拌器、冷凝管、温度计的三口烧瓶中加入草酸和异戊醇，搅拌，待草酸全部溶解后，加入一定量树脂，溶液沸腾后停止搅拌，分水回流4h。反应完毕，用水洗涤反应液两次，滤出树脂，将反应液减压蒸馏，真空度控制为2×103Pa，收集130～140℃馏份，加入到柴油中得到乙醇柴油。进一步地，所述树脂经洗涤、烘干后重复使用。进一步地，所述烘干温度为120±5℃。进一步地，收集136～138℃馏份。进一步地，所述阳离子交换树脂为732型阳离子交换树脂。本专利技术的另一个目的还公开了一种乙醇柴油，采用上述方法制备而成。本专利技术乙醇柴油的制备方法，与现有技术相比较具有以下优点：1)由于乙醇的十六烷值极低，在柴油中添加乙醇会导致混合燃料的十六烷值下降，使乙醇柴油混合燃料的着火特性变差，不易着火。本专利技术尝试在乙醇柴油混合燃料中加入十六烷值改进剂以提高乙醇柴油混合燃料的十六烷值。在柴油发动机上，对不同配比的混合燃料进行排放特性进行实验，考察十六烷值改进剂对排放的影响。2)乙醇柴油混合燃料排放的碳烟、NOx浓度比燃烧纯柴油时明显减低。十六烷值改进剂的添加进一步降低了碳烟和NOx的排放。在最大负荷时，E30+3％助溶剂+1％十六烷值改进剂混合燃料排放的碳烟和NOx分别比纯柴油低42％和15％。3)添加乙醇一定程度上会导致燃料的THC、CO、乙醇、乙醛排放量增加。而十六烷值改进剂的加入能显著降低THC、CO、乙醇、乙醛排放。综上，优良的醇类替代燃料应该具有来源广泛、生产加工技术成熟、经济性良好、环境友好等特点，可以满足国家能源战略的补充需求。更为重要的是，我国醇类燃料的发展，还应结合自身“人口大国”与“富煤贫油”的特点，规划自主的能源发展道路。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术进一步说明：实施例1本实施例公开了一种一种乙醇柴油的制备方法，包括以下步骤：以草酸和异戊醇为原料，以阳离子交换树脂为催化剂进行酯化反应制得；将树脂用自来水反复冲洗，除去水溶性杂质及其它杂物，至水清无泡沫后，依次用蒸馏水、乙醇、0.5mol/L硫酸浸泡数小时，然后用蒸馏水冲洗至pH为6～7，并检查无SO2-4存在，风干，再烘干备用。在装有搅拌器、冷凝管、温度计的三口烧瓶中加入草酸和异戊醇，搅拌，待草酸全部溶解后，加入一定量树脂，溶液沸腾后停止搅拌，分水回流4h。反应完毕，用水洗涤反应液两次，滤出树脂，将反应液减压蒸馏，真空度控制为2×103Pa，收集136℃馏份，加入到柴油中得到乙醇柴油。所述树脂经洗涤、烘干后重复使用。所述烘干温度为120℃。本专利技术的另一个目的还公开了一种乙醇柴油，采用上述方法制备而成。本专利技术乙醇柴油的制备方法，与现有技术相比较具有以下优点：1)由于乙醇的十六烷值极低，在柴油中添加乙醇会导致混合燃料的十六烷值下降，使乙醇柴油混合燃料的着火特性变差，不易着火。本专利技术尝试在乙醇柴油混合燃料中加入十六烷值改进剂以提高乙醇柴油混合燃料的十六烷值。在柴油发动机上，对不同配比的混合燃料进行排放特性进行实验，考察十六烷值改进剂对排放的影响。2)乙醇柴油混合燃料排放的碳烟、NOx浓度比燃烧纯柴油时明显减低。十六烷值改进剂的添加进一步降低了碳烟和NOx的排放。在最大负荷时，E30+3％助溶剂+1％十六烷值改进剂混合燃料排放的碳烟和NOx分别比纯柴油低42％和15％。3)添加乙醇一定程度上会导致燃料的THC、CO、乙醇、乙醛排放量增加。而十六烷值改进剂的加入能显著降低THC、CO、乙醇、乙醛排放。综上，优良的醇类替代燃料应该具有来源广泛、生产加工技术成熟、经济性良好、环境友好等特点，可以满足国家能源战略的补充需求。更为重要的是，我国醇类燃料的发展，还应结合自身“人口大国”与“富煤贫油”的特点，规划自主的能源发展道路。实施例2本实施例公开了一种乙醇柴油的制备方法，包括以下步骤：以草酸和异戊醇为原料，以732型阳离子交换树脂为催化剂进行酯化反应制得；将树脂用自来水反复冲洗，除去水溶性杂质及其它杂物，至水清无泡沫后，依次用蒸馏水、乙醇、0.5mol/L硫酸浸泡数小时，然后用蒸馏水冲洗至pH为6～7，并检查无SO2-4存在，风干，再烘干备用。在装有搅拌器、冷凝管、温度计的三口烧瓶中加入草酸和异戊醇，搅拌，待草酸全部溶解后，加入一定量树脂，溶液沸腾后停止搅拌，分水回流4h。反应完毕，用水洗涤反应液两次，滤出树脂，将反应液减压蒸馏，真空度控制为2×103Pa，收集138℃馏份，加入到柴油中得到乙醇柴油。所述树脂经洗涤、烘干后重复使用。所述烘干温度为125本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙醇柴油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以草酸和异戊醇为原料，以阳离子交换树脂为催化剂进行酯化反应制得；将树脂用自来水反复冲洗，除去水溶性杂质及其它杂物，至水清无泡沫后，依次用蒸馏水、乙醇、0.5mol/L硫酸浸泡数小时，然后用蒸馏水冲洗至pH为6～7，并检查无SO

【技术特征摘要】
1.一种乙醇柴油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以草酸和异戊醇为原料，以阳离子交换树脂为催化剂进行酯化反应制得；将树脂用自来水反复冲洗，除去水溶性杂质及其它杂物，至水清无泡沫后，依次用蒸馏水、乙醇、0.5mol/L硫酸浸泡数小时，然后用蒸馏水冲洗至pH为6～7，并检查无SO2-4存在，风干，再烘干备用。在装有搅拌器、冷凝管、温度计的三口烧瓶中加入草酸和异戊醇，搅拌，待草酸全部溶解后，加入一定量树脂，溶液沸腾后停止搅拌，分水回流4h。反应完毕，用水洗涤反应液两次，滤出树脂，将反应液减压蒸馏，真空度...

【专利技术属性】
技术研发人员：禾苗，
申请(专利权)人：大连智讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21