一种生物质柴油的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种生物质柴油的制备方法，包括：将稻壳、核桃壳粉、催化剂、水加入高压釜，密封高压釜，加热高压釜，调节高压釜内压力，反应，自然冷却至室温，得到油水混合物；取油水混合物和柴油搅拌进行混合，然后超声，在超声的过程中向混合液中通入纳米气泡，然后静置分层将油和水分离；取分离得到的油加入的不锈钢球形容器中，然后加入1,2,3‑三甲基环戊烷、硬脂酸乙酯、硝基乙烷、二苯基脲，将不锈钢球形容器密封后置于四轴研磨仪上，开启四轴研磨仪，带动不锈钢球形容器无规旋转，得到生物质柴油。本发明专利技术制备的生物质柴油具有热值高，十六烷值高，酸值小，稳定性好等优点，且燃烧后有害气体(CO、HC、NO)排放均有下降。

A Method for Preparing Biomass Diesel Oil

The invention discloses a preparation method of biomass diesel oil, which includes: adding rice husk, walnut husk powder, catalyst and water into autoclave, sealing autoclave, heating autoclave, adjusting pressure in autoclave, reacting, cooling naturally to room temperature, and obtaining oil-water mixture; mixing oil-water mixture with diesel oil, and then ultrasonic, passing through the mixture in the process of ultrasound. The oil is separated from water by layering and then into nanobubbles. The separated oil is added to the stainless steel spherical container, and then 1,2,3 trimethylcyclopentane, ethyl stearate, nitroethane and diphenylurea are added. The stainless steel spherical container is sealed and placed on a four-axis grinder. The four-axis grinder is opened to drive the stainless steel spherical container to rotate randomly to obtain biomass firewood. Oil. The biodiesel prepared by the invention has the advantages of high calorific value, high cetane number, low acid value and good stability, and the emission of harmful gases (CO, HC, NO) decreases after combustion.

【技术实现步骤摘要】
一种生物质柴油的制备方法
本专利技术涉及一种柴油的制备方法，尤其是一种利用生物质原料制备生物质柴油的方法。
技术介绍
随着全球经济的快速发展，石油的需求量也急剧上升，但石油储备量是有限的，人类面临着石油资源日益枯竭、石油价格日益攀升的困境；另一方面，由传统能源对环境带来的污染日趋严重。在这样的双重压力下，加快高效清洁的生物质柴油产业化进程就显得无比迫切。随着化石燃料的急剧消耗以及环境的恶化，生物质快速热解制备可再生燃油技术受到了研究者越来越多的重视。生物质液体燃料是生物质能的一种利用方式，其生产原料是林业“三剩物”(木材加工剩余物、森林采伐剩余物、造材剩余物)、各种木质下脚料、木质废弃物、农作物秸秆、以及灌木等。生产过程是将质地疏松、能力密度小的生物质原料，经过干燥、粉碎等工序，然后经高温常压热裂解后得到生物质液体燃料。生物质液体燃料能量密度大，燃烧热值大，运输和储存方便，没有二氧化硫排放，是一种环保无污染的生态燃料。但该技术所得的生物质柴油热值低、热稳定性差、酸度大、腐蚀性强，因此其进一步的应用受到了较大限制。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种生物质柴油的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按重量份，将100～150份稻壳、5～15份核桃壳粉、1～3份催化剂、50～80份水加入高压釜，密封高压釜，加热高压釜至360℃～450℃，调节高压釜内压力至20MPa～45MPa，反应120～150min，自然冷却至室温，得到油水混合物；步骤二、按重量份，取100～150份油水混合物和15～25份柴油搅拌15～30min进行混合，然后超声120～150min，在超声的过程中向混合液中通入纳米气泡，然后静置分层将油和水分离；步骤三、按重量份，取步骤二分离得到的油50～80份加入的不锈钢球形容器中，然后加入1,2,3-三甲基环戊烷1.5～2.5份、硬脂酸乙酯1.5～2份、硝基乙烷0.5～1.5份、二苯基脲1～2份，将不锈钢球形容器密封后置于四轴研磨仪上，开启四轴研磨仪，带动不锈钢球形容器无规旋转90～120min，得到生物质柴油。优选的是，所述稻壳替换为秸秆、麦草、树叶中的任意一种；所述催化剂为重量比为2:1：1的1-乙基-3-甲基咪唑乳酸、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和纳米碳酸镁晶须。优选的是，所述稻壳为预处理稻壳，其制备方法为：将稻壳粉碎并置于低温等离子体处理仪中处理30～60min，按重量份，将处理后的稻壳10～20份、季铵盐溶液100～120份，加入超临界反应装置中，在体系密封后通入二氧化碳至25～45MPa、温度60～70℃的条件下搅拌反应1～3h，然后卸去二氧化碳压力，过滤，干燥，粉碎，将粉碎后的物料采用电子束进行辐照，得到预处理稻壳。优选的是，所述低温等离子体处理仪的气氛为氩气；所述低温等离子体处理仪的频率为30～85KHz，功率为30～90W，氩气的压强为45～75Pa。优选的是，所述采用电子束进行辐照的能量为18～25Mev，辐照剂量率为500～1500kGy/h，辐照剂量为500～1500kGy。优选的是，所述季铵盐溶液的质量百分比浓度为20～30wt％，所述季铵盐溶液为二烯丙基二甲基氯化铵溶液、十四烷基二甲基苄基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十六烷基二甲基苄基氯化铵溶液中的任意一种。优选的是，所述不锈钢球形容器的进料口通过螺纹盖密封，螺纹盖密封连接后与不锈钢球形容器的表面齐平；所述四轴研磨仪的转轴转速为200～300rpm，随机转变频率为20～30s。优选的是，所述步骤三中，还包括在不锈钢球形容器中加入增溶剂1～1.5份、抗氧剂1～1.5份、消烟助燃剂0.5～1份、分散剂1～2份、防锈剂1.5～2.5份、清洁剂0.5～1.5份。优选的是，所述增溶剂为重量比为2:1的1-辛基咪唑和山梨醇酐单油酸酯；所述消烟助燃剂为重量比为2:1的甲基环戊二烯三羰基锰与钛酸乙二酯；所述抗氧剂为3，5-二叔丁基-4-羟基苯丙酸异辛酯；所述防锈剂为重量比为1:1的N-油酰肌氨酸-十八胺盐和环烷酸锌；所述分散剂为重量比为1:1的双烯基丁二酰亚胺和硬脂酸单甘油酯；所述清洁剂为重量比为2:1的乙酰化羊毛醇和碳酸二甲酯。优选的是，所述步骤二中，超声的过程为：将油水混合物和柴油的混合液置于低温恒温槽中，选用探头式脉冲超声波仪器对混合进行处理，所述探头式脉冲超声波仪器的探头插入混合液下10～12cm，混合液的液面高度保持15～20cm，脉冲时间为15～20s，占空比为60％～95％，低温恒温槽中控制温度为5～10℃，声强为200～600W/cm2，超声频率35～55KHz；所述探头的直径为20mm；所述纳米气泡为氮气或氩气；所述纳米气泡的直径为0.1～10um；所述纳米气泡的通气速率为50～100mL/min。本专利技术至少包括以下有益效果：本专利技术制备的生物质柴油具有热值高，十六烷值高，酸值小，稳定性好等优点，且燃烧后有害气体(CO、HC、NO)排放均有下降；同时本专利技术以生物质原料为主要原料，将该原料应用于柴油生产行业，极大地降低了柴油的生产成本；制备的生物质油可用于发电、城市供暖、机动车行驶等多个领域。本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。具体实施方式：下面结合实施例对本专利技术做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。实施例1：一种生物质柴油的制备方法，包括以下步骤：步骤一、按重量份，将150份稻壳、15份核桃壳粉、3份催化剂、50份水加入高压釜，密封高压釜，加热高压釜至380℃，调节高压釜内压力至35MPa，反应150min，自然冷却至室温，得到油水混合物；所述催化剂为重量比为2:1:1的1-乙基-3-甲基咪唑乳酸、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和纳米碳酸镁晶须；步骤二、按重量份，取150份油水混合物和20份0#柴油搅拌30min进行混合，然后超声150min，在超声的过程中向混合液中通入纳米气泡，然后静置分层将油和水分离；所述超声的过程为：将油水混合物和柴油的混合液置于低温恒温槽中，选用探头式脉冲超声波仪器对混合进行处理，所述探头式脉冲超声波仪器的探头插入混合液下12cm，混合液的液面高度保持15cm，脉冲时间为20s，占空比为85％，低温恒温槽中控制温度为5℃，声强为400W/cm2，超声频率55KHz；所述探头的直径为20mm；所述纳米气泡为氮气；所述纳米气泡的直径为1um；所述纳米气泡的通气速率为100mL/min；步骤三、按重量份，取步骤二分离得到的油80份加入的不锈钢球形容器中，然后加入1,2,3-三甲基环戊烷1.5份、硬脂酸乙酯1.5份、硝基乙烷1份、二苯基脲2份，将不锈钢球形容器密封后置于四轴研磨仪上，开启四轴研磨仪，带动不锈钢球形容器无规旋转120min，得到生物质柴油；所述不锈钢球形容器的进料口通过螺纹盖密封，螺纹盖密封连接后与不锈钢球形容器的表面齐平；所述四轴研磨仪的转轴转速为300rpm，随本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物质柴油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按重量份，将100～150份稻壳、5～15份核桃壳粉、1～3份催化剂、50～80份水加入高压釜，密封高压釜，加热高压釜至360℃～450℃，调节高压釜内压力至20MPa～45MPa，反应120～150min，自然冷却至室温，得到油水混合物；步骤二、按重量份，取100～150份油水混合物和15～25份柴油搅拌15～30min进行混合，然后超声120～150min，在超声的过程中向混合液中通入纳米气泡，然后静置分层将油和水分离；步骤三、按重量份，取步骤二分离得到的油50～80份加入的不锈钢球形容器中，然后加入1,2,3‑三甲基环戊烷1.5～2.5份、硬脂酸乙酯1.5～2份、硝基乙烷0.5～1.5份、二苯基脲1～2份，将不锈钢球形容器密封后置于四轴研磨仪上，开启四轴研磨仪，带动不锈钢球形容器无规旋转90～120min，得到生物质柴油。

【技术特征摘要】
1.一种生物质柴油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、按重量份，将100～150份稻壳、5～15份核桃壳粉、1～3份催化剂、50～80份水加入高压釜，密封高压釜，加热高压釜至360℃～450℃，调节高压釜内压力至20MPa～45MPa，反应120～150min，自然冷却至室温，得到油水混合物；步骤二、按重量份，取100～150份油水混合物和15～25份柴油搅拌15～30min进行混合，然后超声120～150min，在超声的过程中向混合液中通入纳米气泡，然后静置分层将油和水分离；步骤三、按重量份，取步骤二分离得到的油50～80份加入的不锈钢球形容器中，然后加入1,2,3-三甲基环戊烷1.5～2.5份、硬脂酸乙酯1.5～2份、硝基乙烷0.5～1.5份、二苯基脲1～2份，将不锈钢球形容器密封后置于四轴研磨仪上，开启四轴研磨仪，带动不锈钢球形容器无规旋转90～120min，得到生物质柴油。2.如权利要求1所述的生物质柴油的制备方法，其特征在于，所述稻壳替换为秸秆、麦草、树叶中的任意一种；所述催化剂为重量比为2:1:1的1-乙基-3-甲基咪唑乳酸、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和纳米碳酸镁晶须。3.如权利要求1所述的生物质柴油的制备方法，其特征在于，所述稻壳为预处理稻壳，其制备方法为：将稻壳粉碎并置于低温等离子体处理仪中处理30～60min，按重量份，将处理后的稻壳10～20份、季铵盐溶液100～120份，加入超临界反应装置中，在体系密封后通入二氧化碳至25～45MPa、温度60～70℃的条件下搅拌反应1～3h，然后卸去二氧化碳压力，过滤，干燥，粉碎，将粉碎后的物料采用电子束进行辐照，得到预处理稻壳。4.如权利要求3所述的生物质柴油的制备方法，其特征在于，所述低温等离子体处理仪的气氛为氩气；所述低温等离子体处理仪的频率为30～85KHz，功率为30～90W，氩气的压强为45～75Pa。5.如权利要求3所述的生物质柴油的制备方法，其特征在于，所述采用电子束进行辐照的能量为18～25Mev...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥，颜凤生，
申请(专利权)人：李祥，
类型：发明
国别省市：四川,51