一种高能量耐腐蚀型生物柴油的制备方法技术

本发明专利技术涉及生物柴油制备技术领域，具体涉及一种高能量耐腐蚀型生物柴油的制备方法。在加压条件下用自制催化剂催化地沟油和棕榈油并与甲醇反应制得生物柴油，利用活性炭的疏水性能，可以消弱反应体系中极性溶剂，提高生物柴油的能量利用率，将地沟油和棕榈油进行密封发酵，使其碳链的长度逐渐缩短，大分子变成小分子，有利于生物柴油的燃烧使用，利用唑类化合物作为金属腐蚀抑制剂，不仅防止铜制构件的腐蚀，还对铝和铸铁有一定的缓蚀作用，延长生物柴油的使用寿命，配方稳定性好，具有长效抑制腐蚀能力，从而提高生物柴油的抗腐蚀性，具有广阔的使用前景。

Preparation method of high energy and corrosion resistant biodiesel

The invention relates to the technical field of biodiesel preparation, in particular to a preparation method of high energy and corrosion resistant biodiesel. Under the condition of pressure, the oil and palm oil are catalyzed by self-made catalyst, and the biodiesel is prepared by reaction with methanol. Using the hydrophobic properties of the activated carbon, the polar solvents in the reaction system can be weakened, the energy utilization of the biodiesel is improved, the gutter oil and the palm oil are sealed and fermented, and the length of the carbon chain is gradually shortened. Large molecules become small molecules, which are beneficial to the combustion of biodiesel and use azolol as a metal corrosion inhibitor, not only to prevent corrosion of copper components, but also to corrosion of aluminum and cast iron, and to prolong the service life of biodiesel. The corrosion resistance of high biodiesel has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
一种高能量耐腐蚀型生物柴油的制备方法
本专利技术涉及生物柴油制备
，具体涉及一种高能量耐腐蚀型生物柴油的制备方法。
技术介绍
进入21世纪以来，能源危机和环境污染已经成为全人类面临的重大课题。石油供需矛盾日益突出，研究新的可替代能源成为当务之急。因此，各国纷纷加快石化燃料替代能源开发的步伐，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。生物柴油是一种较为洁净的合成油，普遍用于拖拉机、卡车、船舶等。它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料，素有“绿色柴油”之称。生物柴油是生物质能的一种，其在物理性质上与石化柴油接近，但化学组成不同。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如：酯、醚、醛、酮、酚、有机酸、醇等。生物柴油的制备方法主要有物理法和化学法，物理方法包括直接使用法、混合法和微乳液法；化学方法包括高温裂解法和酯交换法。目前工业生产生物柴油的主要方法是酯交换法。酯交换法包括：酸或碱催化法、生物酶法、工程微藻法和超临界法。生物柴油具有具有以下优点：1、优良的环保性。与石化柴油相比，生物柴油中几乎不含硫；2、较好的润滑性能。较少对机体的磨损率，延长使用寿命；3、氧含量高，燃烧性能优于石化柴油；4、较好的安全性能。生物柴油闪电远高于石化柴油；另外，生物柴油的降解性能好，不会污染环境、危害人体健康。但是，目前我国生物柴油还面临着一些问题，如：NOx排量高，对环境会产生污染；粘度大、安全性差；对器件的腐蚀性差；酯化的酸值无法在短时间内降低，酸渣分离效果不佳；酯交换时成皂多；醇耗远大于实际所需量（一般在25%以上，而理论上最低醇耗大约仅为15%）；能量利用率低、产率普遍低于80%等。因此，研制出一种能够解决上述性能问题的生物柴油非常有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对目前普通生物柴油在制备过程中易于酸性增强，对器件有一定的腐蚀性，并其能量利用率较低，无法在市场上使用的缺陷，提供了一种高能量耐腐蚀型生物柴油的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：一种高能量耐腐蚀型生物柴油的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取80～100g纤维素放入马弗炉中，在氮气保护条件下碳化，得到碳化产物，将碳化产物研磨后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和硫酸溶液混合置于烧杯中，在氮气保护条件下磺化，自然冷却至室温后，得到混合物，将混合物倒入混合物质量2～4倍的蒸馏水中混合搅拌，过滤去除滤渣，得到滤液，并用氢氧化钠溶液洗涤至滤液呈中性，并放入烘箱中干燥后，冷却出料，得到自制催化剂；（2）称取20～30g活性炭研磨，得到活性炭粉末，将活性炭粉末放入窑炉中煅烧后，得到煅烧活性炭，并用盐酸洗涤煅烧活性炭，过滤去除滤液，自然风干，得到氧化活性炭，将氧化活性炭和硅烷偶联剂KH-560混合置于烧杯中混合搅拌，干燥出料，得到改性活性炭；（3）按重量份数计，分别称取异辛酸、己二酸、三氮唑、硝酸钠和硅酸钠混合搅拌，得到自制腐蚀抑制剂；（4）将地沟油、棕榈油、甲醇和河底淤泥混合置于发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，即为发酵油，将发酵油放入反应釜中搅拌，再向反应釜中加入发酵油质量4％的自制催化剂、发酵油质量3％的改性活性炭和发酵油质量7％的自制腐蚀抑制剂混合反应，自然冷却至室温，过滤去除自制催化剂，得到滤液，并用减压蒸馏器对滤液减压蒸馏，去除反应过程中生成的水和未反应的甲醇，出料，即可制得高能量耐腐蚀型生物柴油。步骤（1）所述的碳化温度为200～400℃，碳化时间为2～4h，研磨时间为6～8min，过筛粉末和质量分数为24％的硫酸溶液的质量比为1：2，磺化温度为80～100℃，磺化时间为1～3h，搅拌时间为8～10min，氢氧化钠溶液的质量分数为15％，干燥温度为70～90℃，干燥时间为1～2h。步骤（2）所述的研磨时间为8～10min，煅烧温度为100～120℃，煅烧时间为12～16min，盐酸的质量分数为20％，氧化活性炭和硅烷偶联剂KH-560的质量比为2：1，搅拌温度为80～100℃，搅拌时间为35～45min。步骤（3）所述的按重量份数计，分别称取10～12份异辛酸、6～8份己二酸、3～5份三氮唑、1～3份硝酸钠和1～3份硅酸钠，搅拌时间为1～2h。步骤（4）所述的地沟油、棕榈油、甲醇和河底淤泥的体积比为2：2：1：3，发酵温度为35～45℃，发酵时间为5～7天，搅拌时间为4～6min，反应温度为120～160℃，反应转速为200～400r/min，反应时间为1～3h。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术首先以纤维素为原料制备自制催化剂，活性炭作为吸附载体，在加压条件下催化地沟油、棕榈油和甲醇酯化反应制备生物柴油，形成具有较高的催化活性特性，不断催化地沟油和棕榈油，从而提高生物柴油的能量利用率，再以活性炭作为载体，利用其具有疏水性能，可以消弱反应体系中极性溶剂，促使延长催化剂的使用寿命，再次提高生物柴油的能量利用率，在制备过程中，先将地沟油和棕榈油进行密封发酵，使其碳链的长度逐渐缩短，以及使大分子变成小分子，有利于生物柴油的燃烧使用，进一步提高生物柴油的能量利用率；（2）本专利技术利用唑类化合物作为金属腐蚀抑制剂，不仅防止铜制构件的腐蚀，还对铝和铸铁有一定的缓蚀作用，当对器件系统中发生腐蚀时，生物柴油的pH降低，呈现中性的环境，再加入脂肪酸，脂肪酸由离子转变为分子游离出来吸附在发生腐蚀的活性点处，防止腐蚀进一步发生，从而延长生物柴油的使用寿命，配方稳定性好，具有长效抑制腐蚀能力，从而提高生物柴油的抗腐蚀性，具有广阔的使用前景。具体实施方式称取80～100g纤维素放入马弗炉中，在温度为200～400℃以及氮气保护条件下碳化2～4h，得到碳化产物，将碳化产物研磨6～8min后过100目筛，收集过筛粉末，按质量比为1：2将过筛粉末和质量分数为24％的硫酸溶液混合置于烧杯中，在温度为80～100℃以及氮气保护条件下磺化1～3h，自然冷却至室温后，得到混合物，将混合物倒入混合物质量2～4倍的蒸馏水中混合搅拌8～10min，过滤去除滤渣，得到滤液，并用质量分数为15％的氢氧化钠溶液洗涤至滤液呈中性，并放入70～90℃的烘箱中干燥1～2h后，冷却出料，得到自制催化剂，称取20～30g活性炭研磨8～10min，得到活性炭粉末，将活性炭粉末放入窑炉中，在100～120℃下煅烧12～16min后，得到煅烧活性炭，并用质量分数为20％的盐酸洗涤煅烧活性炭，过滤去除滤液，自然风干，得到氧化活性炭，按质量比为2：1将氧化活性炭和硅烷偶联剂KH-560混合置于烧杯中，在80～100℃下混合搅拌35～45min，干燥出料，得到改性活性炭，按重量份数计，分别称取10～12份异辛酸、6～8份己二酸、3～5份三氮唑、1～3份硝酸钠和1～3份硅酸钠混合搅拌1～2h，得到自制腐蚀抑制剂，按体积比为2：2：1：3将地沟油、棕榈油、甲醇和河底淤泥混合置于发酵罐中，在35～45℃下密封发酵5～7天，取出发酵产物，即为发酵油，将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高能量耐腐蚀型生物柴油的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取80～100g纤维素放入马弗炉中，在氮气保护条件下碳化，得到碳化产物，将碳化产物研磨后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和硫酸溶液混合置于烧杯中，在氮气保护条件下磺化，自然冷却至室温后，得到混合物，将混合物倒入混合物质量2～4倍的蒸馏水中混合搅拌，过滤去除滤渣，得到滤液，并用氢氧化钠溶液洗涤至滤液呈中性，并放入烘箱中干燥后，冷却出料，得到自制催化剂；（2）称取20～30g活性炭研磨，得到活性炭粉末，将活性炭粉末放入窑炉中煅烧后，得到煅烧活性炭，并用盐酸洗涤煅烧活性炭，过滤去除滤液，自然风干，得到氧化活性炭，将氧化活性炭和硅烷偶联剂KH‑560混合置于烧杯中混合搅拌，干燥出料，得到改性活性炭； （3）按重量份数计，分别称取异辛酸、己二酸、三氮唑、硝酸钠和硅酸钠混合搅拌，得到自制腐蚀抑制剂；（4）将地沟油、棕榈油、甲醇和河底淤泥混合置于发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，即为发酵油，将发酵油放入反应釜中搅拌，再向反应釜中加入发酵油质量4％的自制催化剂、发酵油质量3％的改性活性炭和发酵油质量7％的自制腐蚀抑制剂混合反应，自然冷却至室温，过滤去除自制催化剂，得到滤液，并用减压蒸馏器对滤液减压蒸馏，去除反应过程中生成的水和未反应的甲醇，出料，即可制得高能量耐腐蚀型生物柴油。...

【技术特征摘要】
1.一种高能量耐腐蚀型生物柴油的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取80～100g纤维素放入马弗炉中，在氮气保护条件下碳化，得到碳化产物，将碳化产物研磨后过100目筛，收集过筛粉末，将过筛粉末和硫酸溶液混合置于烧杯中，在氮气保护条件下磺化，自然冷却至室温后，得到混合物，将混合物倒入混合物质量2～4倍的蒸馏水中混合搅拌，过滤去除滤渣，得到滤液，并用氢氧化钠溶液洗涤至滤液呈中性，并放入烘箱中干燥后，冷却出料，得到自制催化剂；（2）称取20～30g活性炭研磨，得到活性炭粉末，将活性炭粉末放入窑炉中煅烧后，得到煅烧活性炭，并用盐酸洗涤煅烧活性炭，过滤去除滤液，自然风干，得到氧化活性炭，将氧化活性炭和硅烷偶联剂KH-560混合置于烧杯中混合搅拌，干燥出料，得到改性活性炭；（3）按重量份数计，分别称取异辛酸、己二酸、三氮唑、硝酸钠和硅酸钠混合搅拌，得到自制腐蚀抑制剂；（4）将地沟油、棕榈油、甲醇和河底淤泥混合置于发酵罐中，密封发酵，取出发酵产物，即为发酵油，将发酵油放入反应釜中搅拌，再向反应釜中加入发酵油质量4％的自制催化剂、发酵油质量3％的改性活性炭和发酵油质量7％的自制腐蚀抑制剂混合反应，自然冷却至室温，过滤去除自制催化剂，得到滤液，并用减压蒸馏器对滤液减压蒸馏，去除反应过程中生成的水和未反应的甲醇，出料，即可制得高能量耐腐蚀型生物柴油。2.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玲玲，杨亚生，张建初，
申请(专利权)人：江苏奔拓电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32