一种多元配方组合的生物燃油及其制备方法组成比例

本发明专利技术提供了一种多元配方组合的生物燃油及其制备方法，基于100重量份，包括甲醇改性复合体不大于85重量份且不为0重量份；油酸5～70重量份；甲醇或乙醇或其混合物5～80重量份；表面活性剂1～8重量份；改性添加剂1～15重量份；并可视具体用途添加工业纯水0～45重量份。该多元生物燃油的性状类似石化柴油，可以按一定比例与普通石化柴油混合使用，具有燃烧值高、闪点高和凝点低、冷滤点低、腐蚀性低、排放低及成本低的优势。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料油领域，特别是涉及一种运用多元配方组合的生物燃油及其制备的工艺方法。
技术介绍
我国缺油少气，煤炭资源相对丰富，煤基醇醚燃料来源广，以优势醇醚资源替代石油资源，或者使用醇醚类燃料和石油混合物来替代石油资源，有利于生态环境，促进经济的可持续发展，并可创造新的经济增长点。很多国家曾推广乙醇汽油，乙醇在石化汽油中的添加量一般为10~15%，但由于乙醇主要来源于农作物，其推广面临着成本和粮食安全等诸多问题，故近年重点推广添加甲醇。甲醇主要来源是煤化工或很多化工的副产品，且不与粮农业争夺资源，燃烧时碳排放低，发展甲醇燃油对于解决当前的能源紧缺具有重要的意义。众所周知市场上最紧缺的是柴油，柴油的用途广，用量大，我国石油燃料的需求缺口主要体现在柴油上，柴油成为紧缺能源中的紧缺产品，国家每年在进口原油的同时还要进口大量的成品柴油，能把甲醇与柴油以混合燃料简便应用并与化石柴油互换使用，是行业众多专家的技术梦想，但迄今尚未较好解决。甲醇(CH3OH)是低级醇中结构最简单的化合物,极性羟基(0H)在分子中比例很大，含氧量高达50%，具有燃烧速度快、放热快、热效率高的特点，理论加入到石化汽油或石化柴油中可大量节省石油资源，但现阶段甲醇添加在汽油的技术尚不理想(添加量一般< 15%)，鲜见添加在柴油的技术成功范例。甲醇是典型的亲水性化合物，而柴油属典型的油相碳氢高分子化合物，是含9到18个碳原子的链烷、环烷或芳烃的混合物，常规条件下甲醇和柴油完全不能互溶，存在甲醇与柴油的互溶、闪点低、十六烷值低、与水的乳化分层等公知的技术难题:据公开资料，德国试验用的M15甲醇-柴油混合燃料中，助溶剂的体积添加量为15%，着火促进剂的体积添加量为1%，燃料的十六烷值可达45，由于助溶剂和着火促进剂的价格都很高，而且用量太大，限制了其在市场燃料中的推广使用。申请号为201210200197.4的中国专利申请公开了一种通过多元添加剂混合甲醇基燃料与柴油混溶的技术，存在添加剂组分复杂、闪点与制造工艺、性价比难于取舍的缺点，例如甲醇基燃料采用甲醇和油酸简单混配时闪点低，而采用甲醇改性复合体混配又导致工艺复杂、成本高。在另一份申请号为201010274919.1的中国专利申请中公开了一种甲醇柴油，其表面活性剂采用非离子聚氧乙烯醚类，亲水亲油平衡值为3~6，以及其他助剂。这些配方都在一定程度可解决甲醇-柴油的互溶问题，但仍然存在着易分层、互溶度与澄明度不足等问题，或性价比低方面的缺陷。目前市场上常见的甲醇或乙醇改性燃料油，普遍存在热值低的缺陷；通常所述的生物柴油，大多是指油 酸甲酯或油酸甲酯与石化柴油的混合物，存在凝点高、冷滤点高、腐蚀性强及性价比不足的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于:提供一种基于甲醇或乙醇、甲醇改性复合体、油酸等多种常规生物原料与石化柴油混配的多元生物燃油，并可视具体用途添加纯水，可按一定比例与普通石化柴油混合使用，具有燃烧高清洁或低碳的特征，以图较大程度地实现节约石油资源、达到节能减排的技术应用目标。为了实现该目标，本专利技术主要是运用胶体表面化学原理，解决了甲醇或乙醇或其混合物与纯水的改性以及与油酸、甲醇改性复合体的低成本互溶的技术难题，在一定比例范围可与石化柴油充分互溶，使多种原材料互溶成的生物燃料油稳定期长，利于运输储备；又通过表面活性剂的助乳化作用，使生物燃料油及其混溶柴油形成稳定的油状微胶囊结构，有效地提高燃烧效率，降低碳排放量的目的。为实现上述目的，本专利技术提供了一种多元配方组合而成的生物燃油，基于100重量份，包括:甲醇改性复合体不大于85重量份，且不为O重量份；油酸5~70重量份；甲醇或乙醇，或其混合物5~80重量份；表面活性剂I~8重量份；改性添加剂I~15重量份；工业纯水O~45重量份。所述的甲醇改性复合体，至少包含如下物质中的一种或多种:甲醇与醇缩合而成的醚类(例如叔丁基甲醚)、甲醇与酸缩合而成的酯类(如碳酸二乙酯、油酸甲酯)，其加入可有效降低石化柴油的添加量，节省工业成本；但甲醇改性复合体的来源较复杂，其结构链因来源不同而含饱和链的丰度不同，当饱和链丰度太高时会带来燃烧排放增大，同时影响低温流动性，具体制造时可酌情添加。所述油酸(化学简式CH3 (CH2)7CH=CH(CH2)7COOH)为含18个碳原子和I个双键的不饱和脂肪酸，是构成动、植物油脂的一种重要成分，不溶于水，油酸的来源同样较复杂，其结构链因来源不同而含饱和链的丰度不同，饱和链丰度太高的油酸低温流动性差，具体制造时宜选择含不饱和链较多的产品；油酸既可以视为甲醇或乙醇或其混合物的乳化剂，又是将其改性为“亲油”的共聚物。所述的甲醇和乙醇的混合物中，甲醇与乙醇混合的比例可以任意。在现有公开的燃料油技术文献中，有以甲醇改性复合体为主体与石化柴油的互溶体系，也有运用油酸对甲醇或乙醇改性后添加入石化柴油的互溶体系，鲜见甲醇改性复合体与油酸、甲醇或乙醇的互溶体系。实验证明，后者在表面活性剂作用下，更易形成稳定的胶粒相界面，理论认为，正因为甲醇改性复合体与油酸、甲醇或乙醇的空间结构不同，带来了分子团簇组合的空间结构多样性，即有可能形成燃烧性状表现更理想的复合异构体，这取决于表面活性剂的选用。所述的表面活性剂包括以下物质的一种或多种:司盘系列乳化剂、吐温系列乳化剂、烷基磺酸纳系列、乙醇胺、三乙醇胺、一乙醇胺、溴化十六烷基磺酸纳、二甲基甲酰胺、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇。使用不同的表面活性剂对最终合成的燃油性状有所不同，各种表面活性剂各有其特点，亲水亲油平衡值各有差异，即使是同一组分的表面活性剂，也会因含量、纯度不同而影响其亲水亲油平衡值；有的表面活性剂的亲水亲油平衡值较高，例如烷基磺酸纳系列中的十二烷基磺酸纳，使用前应把表面活性剂的亲水亲油平衡值调节至10~14，推荐在所述的表面活性剂中复配调节，例如使用司盘系列和吐温系列乳化剂进行复配调节。使用所述的表面活性剂可将甲醇或乙醇或其混合物、水与油酸形成稳定的混合体系。使用其他的表面活性剂也可以起到类似的效果，但从综合性能方面比较检验，其他类型的表面活性剂不及所述的表面活性剂，会对产品的综合性能有一定程度的影响。所述的改性添加剂，基于100重量份的改性添加剂，包括:pH值缓冲剂20~50重量份；硝酸异辛酯5~20重量份；抗氧剂0.5~5重量份；有机溶剂10~40重量份；功能改性剂O~40重量份。其中，pH值缓冲剂的作用为维持体系的pH值的稳定性，为石油磺酸钠和石油磺酸钡的复配混合物，其中石油磺酸钠占10~40重量份，石油磺酸钡占10~40重量份，复配混合物的重量不低于20重量份、不超过50重量份。可选用的pH缓冲剂必须具有如下的特征:溶于有机溶剂，并且最好是液体，对发动机无腐蚀，并且不会破坏甲醇-油相乳化体系的稳定性，有一定的缓冲能力，凡具有此特征的化合物或者其组合均可以适用于PH缓冲剂。对于本专利技术，优选石油磺酸钡和石油磺酸钠的组合。石油磺酸钡(T701)和石油磺酸钠(T702)为行业公知的金属表面防锈剂，分子结构中都有一个强亲水性的磺酸基与烃基相联结，这两种高级脂肪醇的硫酸酯盐的PH值均为7-8，但在溶液状态下由于同离子效应，离解的可逆平衡度不同，在足够浓度及适当比例下可组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多元配方组合的生物燃油，其特征在于，基于100重量份的生物燃油，包括：甲醇改性复合体不大于85重量份，且不为0重量份；油酸5～70重量份；甲醇或乙醇，或其混合物5～80重量份；表面活性剂1～8重量份；改性添加剂1～15重量份；工业纯水0～45重量份；所述的甲醇改性复合体，至少包含如下物质中的一种或多种：甲醇与醇缩合而成的醚类、甲醇与酸缩合而成的酯类；所述的工业纯水为去离子水。

【技术特征摘要】
1.一种多元配方组合的生物燃油，其特征在于，基于100重量份的生物燃油，包括: 甲醇改性复合体不大于85重量份，且不为O重量份； 油酸5~70重量份； 甲醇或乙醇，或其混合物5~80重量份； 表面活性剂1~8重量份； 改性添加剂1~15重量份； 工业纯水O~45重量份； 所述的甲醇改性复合体，至少包含如下物质中的一种或多种:甲醇与醇缩合而成的醚类、甲醇与酸缩合而成的酯类；所述的工业纯水为去离子水。2.根据权利要求1所述的生物燃油，其特征在于，所述的表面活性剂包括以下物质的一种或多种:司盘系列乳化剂、吐温系列乳化剂、烷基磺酸纳、二乙醇胺、三乙醇胺、一乙醇胺、二甲基甲酰胺、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇。3.根据权利要求1所述的生物燃油，其特征在于，所述工业纯水含量不为O重量份时，所述工业纯水与甲醇或乙醇或其混合物的质量比为1:0.5~2.0，所述甲醇或乙醇或其混合物与所述的油酸的质量比为1:0.5~3.0 ;所述生物燃油不包含工业纯水时，所述的甲醇或乙醇或其混合物和所述的油酸的质量比为1:0.5~2.5。4.根据权利要求1所述的生物燃油，其特征在于，所述的改性添加剂，基于100重量份包括: pH值缓冲剂20~50重量份； 硝酸异辛酯5~20重量份； 抗氧剂0.5~5重量份； 有机溶剂10~40重量份； 功能改性剂O~40重量份； 所述PH值缓冲剂为石油磺酸钠和石油磺酸钡的复配混合物，所述石油磺酸钠占10~40重量份，所述石油磺酸钡占10~40重量份，所述复配混合物的重量不低于20重量份，不超过50重量份； 所述的抗氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘粤荣，陈方，
申请(专利权)人：刘粤荣，陈方，
类型：发明
国别省市：浙江;33