一种醇基燃料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及燃料领域，具体涉及一种将植物纤维制备成的醇基燃料及其制备方法。本发明专利技术的醇基燃料，主要成分由甲醇、乙醇、二甲醚和羟基戊酸甲酯组成；主要成分中各组分的重量份含量如下：甲醇40～50份，乙醇2～4份，二甲醚2～4份，羟基戊酸甲酯40～50份。该醇基燃料沸点温度65～70℃，闪点75℃(高于理想的生物柴油闪点50℃)，燃烧值高，储存时间长。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料领域，具体涉及一种将植物纤维制备成的醇基燃料及其制备方法。
技术介绍
能源是人类赖以生存和持续发展的重要物质基础，而常规化石能源的储量有限， 特别是进入21世纪后，全球能源消耗急剧增加。全球已探明的石油、天然气和煤都将可能在本世纪耗尽，同时化石能源造成的环境污染和气候变化对人类生存和发展提出来了严峻挑战。因此，各国从能源安全和环保的角度考虑，开始寻找清洁的替代能源。生物质能源可再生，在循环过程中不会增加大气中CO2净排放量，生物质能源还可降低燃烧所产生的有害物排放。目前，通过发酵玉米淀粉、甘蔗等生产的乙醇燃料，加剧粮食危机，同时乙醇汽油开口存放时间只有一天，密封储存期也仅为一周。现有的乙醇燃料具有原料来源不足、成本高、不易储存等缺陷，不利于广泛应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有乙醇燃料的不足之处，提出了。该醇基燃料是一种无毒、无残液、无烟尘、无有害废气、无积垢，既安全又经济的燃料。本专利技术将植物纤维作为原料，植物纤维主要是农业秸杆、竹片、木片等，原料来源广泛。本专利技术的技术方案是一种醇基燃料，主要成分由甲醇、乙醇、二甲醚和羟基戊酸甲酯组成，主要成分中各组分的重量份含量如下甲醇40份-50份，乙醇2份-4份，二甲醚2份-4份，羟基戊酸甲酯40份-50份。醇基燃料中主要成分占醇基燃料总质量的98%以上，其余2%为制备过程中产生的副产物。一种醇基燃料的制备方法，采用植物纤维作为原料，具体步骤如下(参见图I)(I)将植物纤维晒干、去杂、切段、粉碎，加水浸泡15min-45min ；(2)加杂多酸调pH值为4. 5 5. 5，加纤维素酶水解，纤维素酶加入量为绝对干燥植物纤维总重的I. 5% 2. 2%，搅拌并保持温度在40°C 60°C，发酵24h 48h，得到乙醇和葡萄糖；然后过滤去除固体，脱水浓缩得含水小于5%的葡萄糖溶液；(3)在高压反应釜中加入镍触媒作为催化剂，再加入上述葡萄糖溶液并搅拌，镍触媒的加入量为葡萄糖溶液总重量的0. 1% 0. 3%，pH值控制在7. 5 8. 5之间；然后通入3氢气，IL葡萄糖溶液中通入3L 3. 2L氢气，进行还原反应得到甲醇和羟基戊酸，压力控制在4.0 4. 5Mpa之间，温度为145°C 155°C ；(4)再加入酯化催化剂，羟基戊酸化反应得到羟基戊酸甲酯，羟基戊酸甲酯与酯化催化剂的摩尔比为I. 2 2. 5 1，温度120°C 130°C，氢气压力1.2 1.8Mpa，搅拌均匀， 反应2h 2. 5h ;(5)然后过滤去除固体催化剂，蒸馏脱水，部分甲醇转化为二甲醚，最终制得醇基燃料。所述植物纤维包括农业秸杆、杂草、竹片和木片中的一种或几种。步骤⑴中将植物纤维粉碎成2cm 3cm长的小段。步骤⑷中所述酯化催化剂为PW12/Si02或磷钨酸。步骤(5)中所述蒸馏脱水加入二甲亚砜。下面对本专利技术的醇基燃料的制备方法做进一步的解释和说明I、农业秸杆、杂草或竹片、树枝、木片分类清理晒干，去除泥沙、瓦砾等杂质；2、分类将植物纤维切段、粉碎成2 3cm长的小段，粉碎时为防止机器过热可适当加水，加水后粉碎的植物纤维及时进入下一道工序，防止堆积过程中发热过高；3、将粉碎后的植物纤维加入清水浸泡15 45min,因为植物纤维以晒干加水浸泡时，需要适当的搅拌才能浸泡充分；4、当植物纤维全部浸透时，加入杂多酸调节PH值为4. 5 5. 5，优选磷钨酸，磷钨酸的酸强度PKa = -13. 16，比硫酸的酸强度pKa = -11. 93强，硫酸中的硫回收困难，且残留硫酸对纤维素酶的活性有影响；5、加入纤维素酶，温度维持在40 60°C，发酵24 48h，在适宜温度范围内，温度提高发酵时间减短，发酵过程中为调节发酵料的整体温度需要适当的搅拌，防止剧部温度过度或过低，影响整体发酵率；水解产生乙醇和葡萄糖。权利要求1.一种醇基燃料，其特征是，主要成分由甲醇、乙醇、二甲醚和羟基戊酸甲酯组成，主要成分中各组分的重量份含量如下甲醇40份-50份，乙醇2份-4份，二甲醚2份-4份，羟基戊酸甲酯40份-50份。2.权利要求I所述醇基燃料的制备方法，其特征是，采用植物纤维作为原料，具体步骤如下(1)将植物纤维晒干、去杂、切段、粉碎，加水浸泡15min-45min；(2)加杂多酸调pH值为4.5 5. 5，加纤维素酶水解，纤维素酶加入量为绝对干燥植物纤维总重的I. 5% 2. 2%，搅拌并保持温度在40°C 60°C，发酵24h 48h，得到乙醇和葡萄糖；然后过滤去除固体，脱水浓缩得含水小于5%的葡萄糖溶液；(3)在高压反应釜中加入镍触媒作为催化剂，再加入上述葡萄糖溶液并搅拌，镍触媒的加入量为葡萄糖溶液总重量的0. I % 0.3%，pH值控制在7. 5 8. 5之间；然后通入氢气，IL葡萄糖溶液中通入3L 3. 2L氢气，进行还原反应得到甲醇和羟基戊酸，压力控制在 4. 0 4. 5Mpa之间，温度为145°C 155°C ；(4)再加入酯化催化剂，羟基戊酸化反应得到羟基戊酸甲酯，羟基戊酸甲酯与酯化催化剂的摩尔比为I. 2 2. 5 1，温度120°C 130°C，氢气压力1.2 1.8Mpa，搅拌均匀，反应 2h 2. 5h ;(5)然后过滤去除固体催化剂，蒸馏脱水，部分甲醇转化为二甲醚，最终制得醇基燃料。3.根据权利要求2所述醇基燃料的制备方法，其特征是，所述植物纤维包括农业秸杆、 杂草、竹片和木片中的一种或几种。4.根据权利要求2所述醇基燃料的制备方法，其特征是，步骤(I)中将植物纤维粉碎成 2cm 3cm长的小段。5.根据权利要求2所述醇基燃料的制备方法，其特征是，步骤(4)中所述酯化催化剂为 PW12/Si02或磷钨酸。6.根据权利要求2所述醇基燃料的制备方法，其特征是，步骤(5)中所述蒸馏脱水加入二甲亚砜。全文摘要本专利技术涉及燃料领域，具体涉及一种将植物纤维制备成的醇基燃料及其制备方法。本专利技术的醇基燃料，主要成分由甲醇、乙醇、二甲醚和羟基戊酸甲酯组成；主要成分中各组分的重量份含量如下甲醇40～50份，乙醇2～4份，二甲醚2～4份，羟基戊酸甲酯40～50份。该醇基燃料沸点温度65～70℃，闪点75℃(高于理想的生物柴油闪点50℃)，燃烧值高，储存时间长。文档编号C10L1/182GK102533352SQ201210004228公开日2012年7月4日 申请日期2012年1月6日 优先权日2012年1月6日专利技术者祝加铧, 雷学军, 雷谨榕 申请人:雷学军本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：雷学军，祝加铧，雷谨榕，
申请(专利权)人：雷学军，
类型：发明
国别省市：