專利名稱：用動植物油脂直接生產(chǎn)生物柴油的添加劑以及由該添加劑制備的生物柴油的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于燃料油加工技術領域，尤其涉及一種采用直接法利用動植物油脂生產(chǎn)生物柴油的添加劑及使用該添加劑制備的生物柴油。
背景技術：
如將植物油加工成生物柴油，目前國內(nèi)外全部采用傳統(tǒng)的酯化加工技術，需要甲醇或乙醇做酯化原料，酸或堿做催化劑。產(chǎn)生的脂肪酸甲脂或脂肪酸乙脂——生物柴油來替代柴油，在產(chǎn)生生物柴油的同時也產(chǎn)生非標準甘油和含酸含油廢水，批量生產(chǎn)需要對產(chǎn)生的大量廢水進行處理，生產(chǎn)成本高，對環(huán)境有污染。我國是石油消耗大國，對柴油需求量非常緊張，如何有效利用可再生資源，有效提高可再生資源的綜合利用和經(jīng)濟效益是迫切需要解決的技術問題。
目前，國內(nèi)外采用傳統(tǒng)的酯化法將植物油加工成生物柴油，即增加成本又污染環(huán)境，現(xiàn)在酯化法多將動植物油脂加工成生物柴油，還沒有直接利用動植物油脂生產(chǎn)生物柴油的技術。

發(fā)明內(nèi)容
針對目前傳統(tǒng)轉(zhuǎn)酯化法生產(chǎn)生物柴油污染嚴重、成本高的問題，提出在動植物油脂中添加添加劑生產(chǎn)生物柴油的方法。
本發(fā)明的目的在于提供一種直接利用動植物油脂生產(chǎn)生物柴油的添加劑及使用該添加劑制備的生物柴油。
本發(fā)明采用的技術方案如下一種直接利用動植物油脂生產(chǎn)生物柴油的添加劑，其特征在于該添加劑由下述重量百分比的原料制成碳酸二甲脂35～45％，氫氧化鉀10～15％，催化劑0.75～1.25％，皂化抑制劑8.25～13.75％，斷鏈劑6～10％，乙二醇單甲醚30～40％。其中催化劑為改性雜醇油，皂化抑制劑為碳數(shù)為12～18的高碳脂肪醇，斷鏈劑為環(huán)氧乙烷；改性雜醇油為醚化的玉米雜醇油。
所述的動植物油脂為牛毛油、羊毛油、豬毛油、雞毛油、鴨毛油、油菜籽毛油、大豆毛油、玉米毛油、花生毛油、棕櫚毛油、米糠油、棉籽毛油等動植物毛油；所述的柴油為石化0#柴油；所述的毛油為人不能食用的初級動植物油脂。
一種采用直接法在動植物油脂中加入添加劑生產(chǎn)的生物柴油，其特征在于生物柴油中動植物油脂、柴油和添加劑的重量比為動植物油脂∶柴油∶添加劑＝30～60∶38～65∶2～5，所述添加劑由下述重量百分比的原料制成碳酸二甲脂35～45％，氫氧化鉀10～15％，催化劑0.75～1.25％，皂化抑制劑8.25～13.75％，斷鏈劑6～10％，乙二醇單甲醚30～40％。其中催化劑為改性雜醇油，皂化抑制劑為高碳脂肪醇，斷鏈劑為環(huán)氧乙烷；改性雜醇油為醚化的玉米雜醇油。
采用常規(guī)的制備方法制備醚化的玉米雜醇油，即在玉米雜醇油中加入硫酸醚化，所得反應液用堿液中和后精餾、冷凝即可得到。
本發(fā)明的添加劑由六種原料組成，其制備方法具體為先將硫酸醚化的玉米雜醇油按配比與碳數(shù)為12～18的脂肪醇混合，再將所得產(chǎn)物與環(huán)氧乙烷混合，然后加溫至80℃±5℃， 在此溫度下保持2小時后，再將氫氧化鉀加入其中并混合均勻得產(chǎn)物(a)；按比例將碳酸二甲酯與乙二醇單甲醚混合得到產(chǎn)物(b)，最后將產(chǎn)物(a)和產(chǎn)物(b)混合均勻即可。
將所述的添加劑、柴油和動植物油脂按重量比以30～60∶38～65∶2～51混合均勻即可。所述的柴油為石化0#柴油。添加劑加入動植物油脂后與柴油可以互溶，只需要使用通常的攪拌設備，操作簡單。
本發(fā)明中添加劑原料碳酸二甲脂、乙二醇單甲醚、氫氧化鉀均為市售工業(yè)原料，催化劑、皂化抑制劑和斷鏈劑為黑龍江省能源環(huán)境研究院實驗工廠生產(chǎn)。例如碳酸二甲脂的生產(chǎn)廠家有濟南匯豐化工有限公司、南洋德潤化工有限公司、遼寧中石油錦西國際化工有限公司；所述的乙二醇單甲醚生產(chǎn)廠家有江陰市怡達化工有限公司、江蘇瑞佳化工有限公司、江蘇天音化工股份有限公司；所述的氫氧化鈉生產(chǎn)廠家有廣州重化化工有限公司、上海青鴻化工有限公司、鄭州康迪化工有限公司。
本發(fā)明中的動植物油脂為牛毛油、羊毛油、豬毛油、雞毛油、鴨毛油、油菜籽毛油、大豆毛油、玉米毛油、花生毛油、棕櫚毛油、米糠油、棉籽毛油等動植物毛油。動植物油脂可以提高生物柴油的含氧量，使用時能減少冷空氣的大量吸入對動力效果的影響并可以提高十六烷值。在該高十六烷值柴油燃燒時，動植物油脂具有自供氧效用，這就使發(fā)動機中的柴油燃燒均勻，減少缺氧的幾率，使燃燒趨于完全，一氧化碳和碳氫化合物的生成量和排放量降低。同時動植物油脂還能改善柴油機運動部件的潤滑性能，延長柴油機的使用壽命。
添加劑中的碳酸二甲脂可提高生物柴油的熱值，使用時能增大柴油車的動力效果；催化劑可以提高柴油機的動力特性，使發(fā)動機燃燒完全、運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，減少燃料中的膠質(zhì)在發(fā)動機燃燒不完全時所產(chǎn)生的積炭，又能提高柴油機的低溫起動性能，避免冬季時柴油機低溫起動困難；氫氧化鉀能降低動植物油脂中含有的大量的酸性物質(zhì)。由于氫氧化鉀與動植物油脂接觸會形成皂化反應，皂化抑制劑就是抑制氫氧化鉀和動植物油脂發(fā)生皂化反應的；斷鏈劑可以有效地將高凝點、高粘度的動植物油脂轉(zhuǎn)變成低凝點、低粘度的動植物油脂；乙二醇單甲醚可提高動植物油脂與碳酸二甲脂、催化劑、皂化抑制劑、斷鏈劑及柴油之間的溶解性，提高燃料的均勻度和穩(wěn)定性。
以植物毛油為原料生產(chǎn)生物柴油時，該添加劑和柴油可以在常溫、常壓下與植物毛油混合，生產(chǎn)出的生物柴油達到高標號柴油的指標并長期存貯理化指標不反彈。
以動物毛油為原料生產(chǎn)生物柴油時，需將動物毛油加溫到40至50攝氏度后，再和添加劑、柴油在常壓下與動物毛油混合，生產(chǎn)出的生物柴油達到高標號柴油的指標并長期存貯理化指標不反彈。
本發(fā)明的有益效果在于，該添加劑能夠明顯提高生物柴油的各項物化性能指標，使動物毛油、植物毛油和添加劑、柴油等的混合物具有很好的相溶性、酸值低、粘度低，并具有優(yōu)良的抗氧化性能。該生物柴油在催化劑作用下燃燒時，熱值高，最大限度的釋放能量；該生物柴油因采用直接法而不是酯化法，所以生產(chǎn)方法簡單、安全、環(huán)保，投資成本低，生產(chǎn)穩(wěn)定，產(chǎn)品成本低、質(zhì)量可靠。與柴油相比利潤空間大，使用時不需要改變柴油機的供油系統(tǒng)并能代替柴油使用。
具體實施例方式
實施例1 按下列重量添加劑取各原料40kg碳酸二甲脂、12kg氫氧化鉀、0.75kg醚化玉米雜醇油，8.25kg碳數(shù)為15的脂肪醇，6kg的環(huán)氧乙烷，30kg乙二醇單甲醚。將醚化玉米雜醇油與脂肪醇混合，再將所得混和物與環(huán)氧乙烷混合，然后加溫至80℃±5℃，在此溫度下保持2小時后，再將氫氧化鉀加入其中并混合均勻得產(chǎn)物(a)，另將碳酸二甲脂和乙二醇單甲醚均勻混合得產(chǎn)物(b)，最后將產(chǎn)物(a)和產(chǎn)物(b)混合均勻即得到該生物柴油的添加劑。
實施例2 按下列重量添加劑取各原料40kg安徽省產(chǎn)的油菜籽毛油、5kg實施例1提供的添加劑和55kg柴油，三者混合均勻，可得到十六烷值為48以上的柴油。
該高十六烷值的各項技術指標檢測數(shù)據(jù)與現(xiàn)有0#柴油的對比數(shù)據(jù)見表1。
表1實施例2制備的高十六烷值生物柴油與現(xiàn)有0#柴油的技術指標對比

實施例3 按下列重量添加劑取各原料35kg碳酸二甲脂，14kg氫氧化鉀，1kg醚化玉米雜醇油，11kg碳數(shù)為13的脂肪醇，8kg的環(huán)氧乙烷，30kg乙二醇單甲醚。將醚化玉米雜醇油與脂肪醇混合，再將所得混和物與環(huán)氧乙烷混合，然后加溫至80℃±5℃，在此溫度下保持2小時后，再將氫氧化鉀加入其中并混合均勻得產(chǎn)物(a)，另將碳酸二甲脂和乙二醇單甲醚均勻混合得產(chǎn)物(b)，最后將產(chǎn)物(a)和產(chǎn)物(b)混合均勻即得到該生物柴油的添加劑。
實施例4 按下列重量添加劑取各原料50kg柬蒲寨產(chǎn)的棕櫚油、4kg實施例3提供的添加劑和46kg0#柴油，三者混合均勻，可得到十六烷值高達的生物柴油。該高十六烷值生物柴油的各項技術指標檢測數(shù)據(jù)與現(xiàn)有0#柴油的對比數(shù)據(jù)見表2。
表2實施例4制備高十六烷值的生物柴油與現(xiàn)有0#柴油的技術指標對比

實施例5 按下列重量添加劑取各原料45kg碳酸二甲脂，15kg氫氧化鉀，1.25kg醚化玉米雜醇油，13.75kg碳數(shù)為18的脂肪醇，10kg的環(huán)氧乙烷，35kg乙二醇單甲醚。將醚化玉米雜醇油與脂肪醇混合，再將所得混和物與環(huán)氧乙烷混合，然后加溫至80℃±5℃，在此溫度下保持2小時后，再將氫氧化鉀加入其中并混合均勻得產(chǎn)物(a)，另將碳酸二甲脂和乙二醇單甲醚均勻混合得產(chǎn)物(b)，最后將產(chǎn)物(a)和產(chǎn)物(b)混合均勻即得到該生物柴油的添加劑。
實施例6按下列重量添加劑取各原料40kg內(nèi)蒙古產(chǎn)的牛羊毛油、3kg實施例5提供的添加劑和57kg0#柴油，三者在45℃下混合均勻，可得到較高十六烷值的生物柴油。該具有較高十六烷值的生物柴油的各項技術指標檢測數(shù)據(jù)與現(xiàn)有0#柴油的對比數(shù)據(jù)見表3。
表3實施例6制備高十六烷值的生物柴油與現(xiàn)有0#柴油的技術指標對比

權利要求
1.一種直接利用動植物油脂生產(chǎn)生物柴油的添加劑，其特征在于該添加劑由下述重量百分比的原料制成碳酸二甲脂35～45％，氫氧化鉀10～15％，催化劑0.75～1.25％，皂化抑制劑8.25～13.75％，斷鏈劑6～10％，乙二醇單甲醚30～40％。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種直接利用動植物油脂生產(chǎn)生物柴油的添加劑，其特征在于催化劑為改性雜醇油，皂化抑制劑為碳數(shù)為12～18的高碳脂肪醇，斷鏈劑為環(huán)氧乙烷，其中改性雜醇油為硫酸醚化的玉米雜醇油。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種直接利用動植物油脂生產(chǎn)生物柴油的添加劑，其特征在于所述的動植物油脂為牛毛油、羊毛油、豬毛油、雞毛油、鴨毛油、油菜籽毛油、大豆毛油、玉米毛油、花生毛油、棕櫚毛油、米糠油或棉籽毛油；所述的毛油為人不能食用的初級動植物油脂。
4.一種采用直接法在動植物油脂中加入添加劑生產(chǎn)的生物柴油，其特征在于該生物柴油由動植物油脂、柴油和添加劑組成，動植物油脂、柴油和添加劑的重量比為動植物油脂∶柴油∶添加劑＝30～60∶38～65∶2～5，所述添加劑的原料重量百分比組成為碳酸二甲脂35～45％，氫氧化鉀10～15％，催化劑0.75～1.25％，皂化抑制劑8.25～13.75％，斷鏈劑6～10％，乙二醇單甲醚30～40％。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種采用直接法在動植物油脂中加入添加劑生產(chǎn)的生物柴油，其特征在于催化劑為改性雜醇油，皂化抑制劑為碳數(shù)為12～18的高碳脂肪醇，斷鏈劑為環(huán)氧乙烷；其中改性雜醇油為硫酸醚化的玉米雜醇油。
6.根據(jù)權利要求4所述的一種采用直接法在動植物油脂中加入添加劑生產(chǎn)的生物柴油，其特征在于所述的動植物油脂為牛毛油、羊毛油、豬毛油、雞毛油、鴨毛油、油菜籽毛油、大豆毛油、玉米毛油、花生毛油、棕櫚毛油、米糠油或棉籽毛油；所述的柴油為石化0#柴油；所述的毛油為人不能食用的初級動植物油脂。
全文摘要
一種直接利用動植物油脂生產(chǎn)生物柴油的添加劑以及使用該添加劑生產(chǎn)的生物柴油，其中該添加劑由下述重量百分比的原料制成碳酸二甲脂35～45％，氫氧化鉀10～15％，催化劑0.75～1.25％，皂化抑制劑8.25～13.75％，斷鏈劑6～10％，乙二醇單甲醚30～40％。所得生物柴油中動植物油脂、柴油和添加劑的重量比為動植物油脂∶柴油∶添加劑＝30～60∶38～65∶2～5。
文檔編號C10G3/00GK101050376SQ20071010720
公開日2007年10月10日 申請日期2007年5月23日 優(yōu)先權日2007年5月23日
發(fā)明者曹志德 申請人:曹志德