一種微乳化生物柴油的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物柴油，具體一種微乳化生物柴油。
【背景技術】
[0002] 生物柴油是一種可再生且安全性高的新型燃料，它是以大豆和油菜籽等油料作 物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為 原料制成的液體燃料。生物柴油能以任意比與石化柴油混合，是優(yōu)質(zhì)的石油柴油代用品。
[0003] 但是生物柴油也有其缺點，如生物柴油粘度較高、揮發(fā)性較差，NOx排放量也較高 且熱值低。而微乳化生物柴油能夠有效降低生物柴油的粘度，改善霧化性能，降低NOx和碳 煙排放。
[0004] 微乳化生物柴油是由生物柴油、乳化劑(表面活性劑）和水自發(fā)形成的熱力學穩(wěn) 定系統(tǒng)。尋找合適的乳化劑(表面活性劑)是配制穩(wěn)定的微乳化生物柴油的關鍵，此外，恰當 的油、水和乳化劑(表面活性劑）比例也是影響微乳化生物柴油性能的關鍵因素之一。
[0005] 目前微乳化生物柴油技術研究取得了一些成果，但仍舊存在著一定的缺陷。例如 :孫平等（CN10140773, 一種環(huán)保型微乳化生物柴油及其配制方法）報道了一種由辛基酚聚 氧乙烯醚0P-4和0P-7復配的生物柴油-水微乳液；伍林等（CN101250431，一種微乳化生 物柴油及其制備方法)研究了一種由SPAN80和TWEEN80混合后用油酸溶解成的復配乳化 齊U，和水、生物柴油、乙醇胺及助溶劑混合配制而成；高永建等（CN10134874，一種微乳化 生物柴油及其配制方法）發(fā)現(xiàn)了一種微乳化生物柴油的制備方法，該方法配制的生物柴油 是由礦物柴油、動物油脂、甲醇、環(huán)烷酸、OP乳化劑、十二烷基磺酸鈉、三乙醇胺等組成。
[0006] 這些配方雖然都能夠得到微乳化生物柴油，但是均存在乳化劑用量過多、揮發(fā)性 能差或配方過于復雜等問題。中國專利CN102382713 A提供的微乳化柴油能夠明顯降低乳 化劑用量，但其微乳化柴油仍具有熵高不穩(wěn)定、粘度高、揮發(fā)度低等問題。目前，國際油價格 一路飆升，石油資源愈顯緊張，因此，研究性能良好的微乳化生物柴油不僅可以降低成本， 而且可以節(jié)約能源和環(huán)保，是一項非常重要且迫在眉睫的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 有鑒于此，本發(fā)明公開一種高含水量低粘度、強揮發(fā)性、穩(wěn)定的微乳化柴油。
[0008] 本發(fā)明的目的通過以下技術方案實現(xiàn)：一種微乳化生物柴油，其配方由如下各組 分組成： 按重量計生物柴油61?85份、復配乳化劑3?8份、水20?46份；所述復配乳化劑 按重量計包括按重量計23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、16%的白藜蘆醇、11%的順丁烯二酸 二甲酯、20%的順丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
[0009] 脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3為現(xiàn)有技術，能夠在生物柴油中形成油包水的乳化粒 子。但對于高含水量的生物柴油，其油包水的乳化粒子必然具有更大的粒徑，穩(wěn)定性差而容 易潰縮，最終油水分離。尤其是生物柴油在燃燒時，高溫導致微乳化柴油的油-水乳化體系 熵值升高而混亂度上升，最終微乳化體系崩潰。當應用在內(nèi)燃機中，油水分離將損傷內(nèi)燃 機的結構，甚至導致內(nèi)燃機突發(fā)的熄滅。本發(fā)明的復配乳化劑，白藜蘆醇能夠特異性地降低 水的表面活化能，以促進水滴的聚集而不影響生物柴油的表面活性，使生物柴油包裹在水 滴的表面形成微乳化顆粒。丁烯二酸二甲酯和順丁烯二酸酐配合，能夠增強微乳化顆粒的 穩(wěn)定性，尤其是順丁烯二酸酐可以催化微乳化顆粒中水在高溫下分解為一氧化碳等助燃物 質(zhì)，避免水分過高而降低內(nèi)燃機中微乳化生物柴油的溫度降低而無法達到燃點，造成燃燒 不充分。甘露醇則能夠在高溫高壓的燃燒環(huán)境下限制微乳化生物柴油體系的熵增，維持體 系的穩(wěn)定性，防止油水分離。本發(fā)明原料的生物柴油可選用任一種現(xiàn)有技術獲得。
[0010] 所述復配乳化劑其制備方法為將所述甘露醇加熱至KKTC，加入所述脂肪醇聚氧 乙烯醚AE0-3和白藜蘆醇、順丁烯二酸酐，在密封的容器內(nèi)0. 4?0. 7MPa的壓力下加熱至 150°C，并保持20?40min ;釋放容器壓力并使溫度降至50°C，加入丁烯二酸二甲酯，保持 60min獲得所述復配乳化劑。
[0011] 所述密封容器可選用任一種耐高壓設備實現(xiàn)。高溫和高壓有助于活化AE0-3、白藜 蘆醇、順丁烯二酸酐，而且必須將三者同時采用高溫和高壓處理。
[0012] 本發(fā)明還特別提供一種制備所述的微乳化生物柴油的方法，包括如下工序：在標 況下，向生物柴油中依次加入所述復配乳化劑、水，每分鐘向其通入IOL/千克水的空氣，同 時向其施加波長200?275nm的紫外光，處理140?200min后獲得所述微乳化生物柴油。
[0013] 紫外光照射可以提高復配乳化劑的活性，降低生物柴油和水發(fā)生乳化的活化能， 使之形成的微乳化生物柴油更加均勻而不發(fā)生分層。
[0014]
【具體實施方式】
[0015] 為了便于本領域技術人員理解，下面將結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述： 實施例1 本實施例提供一種微乳化生物柴油，其配方由如下各組分組成： 按重量計生物柴油76份、復配乳化劑5份、水47份；所述復配乳化劑按重量計包括按 重量計23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3U6%的白藜蘆醇、11%的順丁烯二酸二甲酯、20%的順 丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
[0016] 所述復配乳化劑其制備方法為將所述甘露醇加熱至KKTC，加入所述脂肪醇聚氧 乙烯醚AE0-3和白藜蘆醇、順丁烯二酸酐，在密封的容器內(nèi)0. 5MPa的壓力下加熱至150°C， 并保持35min ;釋放容器壓力并使溫度降至50°C，加入丁烯二酸二甲酯，保持60min獲得所 述復配乳化劑。
[0017] -種制備上述微乳化生物柴油的方法，包括如下工序：在標況(溫度為0°C和壓強 為101. 325千帕）下，向生物柴油中依次加入所述復配乳化劑、水，每分鐘向其通入IOL/千 克水的空氣，同時向其施加波長200?275nm連續(xù)波長的紫外光（30W市售紫外LED產(chǎn)生， 距離5cm)，處理200min后獲得所述微乳化生物柴油。
[0018] 實施例2 本實施例提供一種微乳化生物柴油，其配方由如下各組分組成： 按重量計生物柴油83份、復配乳化劑3份、水48份；所述復配乳化劑按重量計包括按 重量計23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、16%的白藜蘆醇、11%的順丁烯二酸二甲酯、20%的順 丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
[0019] 所述復配乳化劑其制備方法為將所述甘露醇加熱至KKTC，加入所述脂肪醇聚氧 乙烯醚AE0-3和白藜蘆醇、順丁烯二酸酐，在密封的容器內(nèi)0. 7MPa的壓力下加熱至150°C， 并保持30min ;釋放容器壓力并使溫度降至50°C，加入丁烯二酸二甲酯，保持60min獲得所 述復配乳化劑。
[0020] 本實施例的微乳化柴油為將各種原料加入機械攪拌機中攪拌至均勻制得。
[0021] 實施例3 本實施例提供一種微乳化生物柴油，其配方由如下各組分組成： 按重量計生物柴油61份、復配乳化劑4份、水36份；所述復配乳化劑按重量計包括按 重量計23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3U6%的白藜蘆醇、11%的順丁烯二酸二甲酯、20%的順 丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
[0022] 所述復配乳化劑其制備方法為將所述甘露醇加熱至KKTC，加入所述脂肪醇聚氧 乙烯醚AE0-3和白藜蘆醇、順丁烯二酸酐，在密封的容器內(nèi)0. 6MPa的壓力下加熱至150°C， 并保持40min ;釋放容器壓力并使溫度降至50°C，加入丁烯二酸二甲酯，保持60min獲得所 述復配乳化劑。
[0023] 本實施例的制備方法與實施例1 一致。
[0024] 對比例1 本對比例提供一種微乳化生物柴油。改微乳化生物柴油由申請?zhí)枮?00810047153. 6 中國專利所提供。含水量25wt%。
[0025] 對比例2 本對比例提供一種微乳化生物柴油，其配方由如下各組分組成： 按重量計生物柴油76份、復配乳化劑5份、水47份；所述復配乳化劑按重量計包括按 重量計23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3U9%的順丁烯二酸二甲酯、28%的順丁烯二酸酐以及 30%的甘露醇。
[0026] 對比例3 本對比例提供一種微乳化生物柴油，其配方由如下各組分組成： 按重量計生物柴油76份、復配乳化劑5份、水47份；所述復配乳化劑按重量計包括按 重量計28%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、21%的白藜蘆醇、16%的順丁烯二酸二甲酯以及35% 的甘露醇。
[0027] 對比例4 本對比例提供一種微乳化生物柴油，其配方由如下各組分組成： 按重量計生物柴油76份、復配乳化劑5份、水47份；所述復配乳化劑按重量計包括按 重量計33%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、26%的白藜蘆醇、21%的丁烯二酸二甲酯、20%的順丁 烯二酸酐。
[0028] 乳化效果及體系穩(wěn)定性測試。
[0029] 將對比例和對比例所提供的生物柴油，個組分別裝滿4個IOOOmL的量杯中，分別 進行下述處理：觀察其底部分出的水的體積vl，同時記錄其體積減少量。將量杯置于30°C 的遮光環(huán)境中，記錄50日后量杯底部分理出的水的體積v2。將量杯內(nèi)的微乳化柴油加熱至 50°C，記錄5日后量杯底部分尚出的水的體積v3。將量杯內(nèi)的微乳化柴油加熱至80°C，記 錄5小時候量杯底部分尚出水的體積v4。其結果如表1所不。
[0030] 表 1。
【主權項】
1. 一種微乳化生物柴油，其配方由如下各組分組成： 按重量計生物柴油61?85份、復配乳化劑3?8份、水30?50份；所述復配乳化劑 按重量計包括按重量計23%脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3、16%的白藜蘆醇、11%的順丁烯二酸 二甲酯、20%的順丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
2. 根據(jù)權利要求1所述的微乳化生物柴油，其特征在于：所述復配乳化劑其制備方法 為將所述甘露醇加熱至l〇〇°C，加入所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3和白藜蘆醇、順丁烯二酸 酐，在密封的容器內(nèi)0. 4?0. 7MPa的壓力下加熱至150°C，并保持20?40min ;釋放容器壓 力并使溫度降至50°C，加入順丁烯二酸二甲酯，保持60min獲得所述復配乳化劑。
3. -種制備如權利要求1或2所述的微乳化生物柴油的方法，包括如下工序：在標況 下，向生物柴油中依次加入所述復配乳化劑、水，每分鐘向其通入10L/千克水的空氣，同時 向其施加波長200?275nm的紫外光，處理140?200min后獲得所述微乳化生物柴油。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種微乳化生物柴油及其制備方法，本發(fā)明的微乳化生物柴油具有高含水量低粘度、強揮發(fā)性、穩(wěn)定的優(yōu)點。
【IPC分類】C10L1-182, C10L1-198, C10L1-18, C10L1-32, C10L1-19
【公開號】CN104531244
【申請?zhí)枴緾N201510022784
【發(fā)明人】黃雯婷
【申請人】黃家亨
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月18日