專利名稱：：一種調(diào)和用生物柴油的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于綠色、可再生能源
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種由多種生物柴油調(diào)和而成的優(yōu)化生物柴油。
背景技術(shù)：
：生物柴油作為綠色能源的一種，具有較好的燃燒性質(zhì)及可再生、對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，成為前景最好的石油替代品。在石油資源的日益枯竭和人們環(huán)保意識(shí)的提高的今天，生物柴油得到越來越多的重視，發(fā)展生物柴油成了各國研究的重點(diǎn)。目前，包括美國、歐盟、閂本和中國在內(nèi)的國家都在大力發(fā)展生物柴油。然而，與發(fā)展相對(duì)成熟石化柴油相比，生物柴油要實(shí)現(xiàn)普遍商業(yè)化還不可避免地存在一些問題，主要表現(xiàn)為原料成本高、粘度大、易氧化而不耐貯存和低溫啟動(dòng)性能不佳等。在傳統(tǒng)的工藝中，一般是通過生物柴油與石化柴油混合使用，或通過加入添加劑等方法來改善生物柴油的低溫流動(dòng)性。如CN1821350A提供了一種利用植物油、添加劑調(diào)配生物柴油的方法。CN1847369A通過加入某種特定構(gòu)型抗氧化劑來增加生物柴油的氧化穩(wěn)定性。而這些方法大多比較復(fù)雜，生產(chǎn)成本比較高，因此目前為止還不能廣泛地應(yīng)用。生物柴油的使用基本上可以分為這3種情況1.作為石化柴油的潤滑性添加劑使用，一般加劑量為5%以下；2.作為石化柴油的調(diào)和組分，一般摻入量為20%-30%;3.以德國為代表的使用純態(tài)的生物柴油。在目前，絕大部分生物柴油在商業(yè)上的應(yīng)用是以摻燒形式出現(xiàn)的。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是解決目前生物柴油商業(yè)推廣中原料成本高、粘度大、易氧化不耐C存和低溫流動(dòng)性能不佳等問題，提供一種使用簡(jiǎn)單、低成本的調(diào)和用生物柴油。本發(fā)明的目的可以通過以下措施達(dá)到一種調(diào)和用生物柴油，該調(diào)和用生物柴油主要由棉籽油生物柴油、桐油生物柴油和精制地溝油生物柴油組成，其體積比為1535:1060:1535,優(yōu)選為2030:1050:2030。該調(diào)和用生物柴油還可加入椰子油生物柴油，其中椰子油生物柴油、棉籽油生物柴油、桐油生物柴油和精制地溝油生物柴油之間的體積比為1535:1535:1060:1535，優(yōu)選為1535:1535:1030:1535，最優(yōu)選為2030:2030:1520:2030。該調(diào)和用生物柴油還可以加入菜籽油生物柴油，其中椰子油生物柴油與菜籽油生物柴油的體積比為1535:1025，優(yōu)選為2030:1520。該調(diào)和用生物柴油還可摻入體積含量為6098%的石化柴油形成調(diào)和油來使用，體積含量為7090%。椰子油生物柴油、菜籽油生物柴油、棉籽油生物柴油、桐油生物柴油和精制地溝油生物柴油，分別以椰子油、菜籽油、棉籽油、桐油和精制地溝油為原料，采用堿催化酯交換法制得。在堿催化酯交換過程中，所使用的催化劑為NaOH，所使用的低碳醇為甲醇，醇油摩爾比為520:1，反應(yīng)溫度為3075。C,反應(yīng)時(shí)間為30min5h。本發(fā)明的具體的技術(shù)方案包括以下步驟1)生物柴油的制備本發(fā)明分別以椰子油、菜籽油、棉籽油、桐油和精制地溝油為原料制備生物柴油。通過堿催化酯交換反應(yīng)完成各原料生物柴油的制備，經(jīng)分離、純化、洗滌、干燥后供下面調(diào)配之用。堿催化酯交換反應(yīng)中使用的醇類為甲醇，催化劑為強(qiáng)堿NaOH，最佳的實(shí)驗(yàn)條件如下優(yōu)選醇油摩爾比約為6:1，優(yōu)選催化劑的量為油重的1%，優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間約為l-3h，優(yōu)選反應(yīng)溫度約為65'C，優(yōu)選攪拌速度約為600rpm。2)各原料生物柴油脂肪酸甲酯成分的定性、定量分析椰子油、菜籽油、棉籽油和桐油都是來源豐富的植物油料，地溝油主要是經(jīng)回收加工的餐飲業(yè)廢油，它們都含有大量的脂肪酸，是制備生物柴油的優(yōu)良原料。本發(fā)明采用GC/MS(氣質(zhì)聯(lián)用)對(duì)由各種原料制備的生物柴油的脂肪酸甲酯成分進(jìn)行分析，其主要成分及含量如下A.椰子油生物柴油中各脂肪酸甲酯的成分及含量為月桂酸44.1%，肉豆蔻酸20.9%，棕櫚酸11.2%，油酸9.2%，癸酸5.3%，辛酸4.8%、硬脂酸3.3%。B.菜籽油生物柴油中各脂肪酸甲酯的成分及含量為油酸87.3%，棕櫚酸6.4%，二十碳稀酸2.3%、十六碳稀酸1.2%，芥酸1.1%，硬脂酸0.77%。C.棉籽油生物柴油中各脂肪酸甲酯的成分及含量為亞油酸56.9P/。，棕櫚酸31.2%,硬脂酸5.03%，肉豆蔻酸3.8%，十六碳稀酸3.15%。D.桐油油生物柴油中各脂肪酸甲酯的成分及含量為&酮酸71.4%，亞油酸15.3%，十三碳烷酸3.8%,十五碳烷酸2.8%，花生四稀酸1.3%。E.地溝油生物柴油中各脂肪酸甲酯的成分及含量為油酸60.1%，棕櫚酸24.6%，硬脂酸5.8%，十六碳稀酸3.1%,月桂酸2.0%，肉豆蔻酸1.8%，二十碳稀酸1.3%，花生四烯酸0.5%，二十碳烷酸0.5%。3)不同原料生物柴油相互調(diào)配目前，生物柴油在實(shí)際應(yīng)用中，一般是將某一種原料制備的生物柴油與石化柴油摻和形成調(diào)和油來使用。本發(fā)明從不同原料生物柴油的混合物與石化柴油摻和的角度出發(fā)，先研究不同原料的生物柴油混合情況，在此基礎(chǔ)上與石化柴油進(jìn)行調(diào)和。綜合考慮原料成本，生物柴油脂肪酸甲酯的碳鏈長度，飽和與不飽和度等因素，將不同原料制備的生物柴油可以按照以下幾個(gè)不同的比例方向進(jìn)行調(diào)配A.分析各來源生物柴油脂肪酸甲酯的成分及含量，可以看出，不同原料生物柴油中不飽和脂肪酸甲酯含量從高到低的順序?yàn)橥┯?gt;菜籽油>地溝油>棉籽油〉椰子油；而飽和脂肪酸甲酯的含量與不飽和脂肪酸含量正好相反。生物柴油中脂肪酸甲酯的飽和與不飽和程度，對(duì)生物柴油的低溫流動(dòng)性及氧化安定性有直接的影響。據(jù)悉，當(dāng)生物柴油中飽和脂肪酸含量高時(shí)，有利于提高生物柴油的低溫流動(dòng)性；當(dāng)生物柴油中不飽和脂肪酸成分含量高時(shí)，有利于提高生物柴油的氧化安定性。從協(xié)調(diào)兩者的角度出發(fā)，一種優(yōu)選的配比為按照椰子油:菜籽油:棉籽油:桐油:地溝油=30:15:20:15:20(體積比)的比例進(jìn)行調(diào)配。B.菜籽油由于生長壞境的不同，可以分為高芥酸型和低芥酸型。在本發(fā)明所用到的原料菜籽油中，芥酸的含量很低，屬于低芥酸型菜籽油。再者，目前市.場(chǎng)上對(duì)使用食用油的需求量很大，導(dǎo)致菜籽油的價(jià)格日益攀高?？紤]到菜籽油存在類型的差別而不具有普遍性，且價(jià)格成本較高的因素，在本調(diào)配實(shí)驗(yàn)中不研究。從這個(gè)角度出發(fā)的一種優(yōu)選的配比為按照椰子油:棉籽油:桐油:地溝油=20:30:20:30(體積比)的比例進(jìn)行調(diào)配。C.棉籽油、桐油、地溝油這幾種非食用植物油，比菜籽油、棉籽油這些食用油的價(jià)格低廉，作為制備生物柴油的原料不存在與人爭(zhēng)糧的問題。同時(shí)，棉籽油和地溝油生物柴油的不飽和脂肪酸含量相近，約60%-70%;而桐油生物柴油的不飽和脂肪酸含量占了主導(dǎo)地位。從這個(gè)角度出發(fā)的一種優(yōu)選的配比為按照棉籽油桐油地溝油=25:50:25(體積比)的比例進(jìn)行調(diào)配。4)生物柴油與石化柴油的調(diào)和將三種比例體系的生物柴油混合物分別以100%、30%、20%、10%、0%的比例摻入到0#柴油中，形成三種不同比例的調(diào)和油，這幾種調(diào)和油相應(yīng)地表示B100、B30、B20、BIO、B0。5)調(diào)和油某些重要性能的測(cè)定遵照GB/T265分別測(cè)定并比較調(diào)和油B100、B30、B20、BIO和BO的硫含量，結(jié)果見表1;遵照GBT5538-2005分別測(cè)定并比較調(diào)和油BIOO、B30、B20、BIO和BO的過氧化值，結(jié)果見表2;遵照SH/T0248分別測(cè)定并比較調(diào)和油B100、B30、B20、BIO禾卩BO的冷濾點(diǎn)，結(jié)果見表3。本發(fā)明通過不同原料制備而來的生物柴油相互調(diào)配效果的研究，很大程度上解決了生物柴油在實(shí)際應(yīng)用上存在的一些不足,使生物柴油的優(yōu)勢(shì)得以充分發(fā)揮。本發(fā)明立意較新，達(dá)成了實(shí)際效益，主要具有以下優(yōu)點(diǎn)一.成本方面)原料成本降低本發(fā)明利用可再生植物油椰子油、菜籽油、棉籽油、桐油作為原料，這些原料的來源廣；其中，棉籽油、桐油、地溝油這幾種非食用油的使用，避免了與人爭(zhēng)糧的問題。地溝油作為制備生物柴油的原料，還可以解決餐飲業(yè)的廢油問題，凈化了污物排放。不同原料生物柴油的調(diào)配使用，為生物柴油大規(guī)模生產(chǎn)中對(duì)某種原料的過分依賴提供了便利，減輕了大規(guī)模生產(chǎn)受原料產(chǎn)地影響的限制。2)生產(chǎn)成本降低生物柴油與石化柴油的相互調(diào)配，操作過程簡(jiǎn)單易行。相比之下，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，降低生產(chǎn)成本。二.在環(huán)保方面主要表現(xiàn)在生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低；生物柴油中不含對(duì)環(huán)境會(huì)造成污染的芳香族垸烴，因而廢氣對(duì)人體損害低于柴油。因此，在礦物柴油中摻加一定量的生物柴油來使用，能達(dá)到良好的環(huán)保效應(yīng)。三.改善生物柴油的性能方面通過不同原料生物柴油與石化柴油的相互調(diào)配，能更好地改善生物柴油的性能。1)提高氧化安定性純生物柴油不飽和脂肪酸的含量高時(shí)，容易被氧化；調(diào)和后的生物柴油過氧化值明顯比純生物柴油低，對(duì)長期貯存有利。2)提高低溫流動(dòng)性調(diào)和后生物柴油的冷濾點(diǎn)低于石化柴油，低溫流動(dòng)性能更好。具體實(shí)施方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1:稱取棉籽油100g于帶有攪拌裝置、冷凝回流裝置和溫度計(jì)的三口燒瓶中，置于己經(jīng)設(shè)定好溫度約65'C的恒溫水浴裝置。取油重約P/。的NaOH，溶解于無水甲醇中，無水甲醇與棉籽油的摩爾比為6:l。將溶解NaOH的無水甲醇與椰子油混合，在轉(zhuǎn)速約為600r/min下攪拌反應(yīng)約2h。反應(yīng)結(jié)束后轉(zhuǎn)入分液漏斗中靜止8h以上，上層即為生物柴油粗品。取上層生物柴油粗品，在8(TC下蒸發(fā)除去多余的甲醇。用蒸餾水洗蒸發(fā)后的生物柴油數(shù)次，直至洗滌水澄清透明。最后用無水NaS04除去多余的水分，過濾后得到生物柴油產(chǎn)□口口o椰子油生物柴油、菜籽油生物柴油、桐油生物柴油、地溝油生物柴油的制備同棉籽油生物^油。實(shí)施例2:取實(shí)施例1的30體積份數(shù)椰子油生物柴油、15體積份數(shù)菜籽油生物柴油、20體積份數(shù)棉籽油生物柴油、15體積份數(shù)桐油生物柴油和20體積份數(shù)地溝油生物柴油置于試管1中進(jìn)行充分混合。該混合生物柴油表示為B100。取試管1中的混合生物柴油分別與礦物柴油按混合比例30%、20%、10%、0%進(jìn)行混合，形成調(diào)和油。調(diào)和油相應(yīng)地表示為B30、B20、BIO、B0。遵照GB380-77分別測(cè)定調(diào)和油BIOO、B30、B20、B10和B0的硫含量；遵照GBT5538-2005分別測(cè)定調(diào)和油B亂B30、B20、B10和B0的過氧化值；遵照SH/T0248分別測(cè)定調(diào)和油BIOO、B30、B20、B10和B0的冷濾點(diǎn)。其硫含量、過氧化值、冷濾點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果見表1-3。實(shí)施例3:取實(shí)施例1的20體積份數(shù)椰子油生物柴油、30體積份數(shù)棉籽油生物柴油、20體積份數(shù)桐油生物柴油和30體積份數(shù)地溝油生物柴油置于試管2中進(jìn)行充分混合。該混合生物柴油表示為BIOO。取試管2中的混合生物柴油分別與礦物柴油按混合比例30%、20%、10%、0%進(jìn)行混合，形成調(diào)和油。調(diào)和油相應(yīng)地表示為B30、B20、BIO、BO。遵照GB380-77分別測(cè)定調(diào)和油BIOO、B30、B20、B10和BO的硫含量；遵照GBT5538-2005分別測(cè)定調(diào)和油BIOO、B30、B20、B10和BO的過氧化值；遵照SH/T0248分別測(cè)定調(diào)和油BIOO、B30、B20、B10和B0的冷濾點(diǎn)。硫含量、過氧化值、冷濾點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果見表l-3。實(shí)施例4:取實(shí)施例1的25體積份數(shù)棉籽油生物柴油、50體積份數(shù)桐油生物柴油和25體積份數(shù)地溝油生物柴油置于試管3中進(jìn)行充分混合。該混合生物柴油表示為BIOO。取試管3中的混合生物柴油分別與礦物柴油按混合比例30%、20%、10%、0%進(jìn)行混合，形成調(diào)和油。調(diào)和油相應(yīng)地表示為B30、B20、BIO、BO。遵照GB380-77分別測(cè)定調(diào)和油BIOO、B30、B20、B10和BO的硫含量；遵照GBT5538-2005分別測(cè)定調(diào)和油BIOO、B30、B20、B10和BO的過氧化值；遵照SH/T0248分別測(cè)定調(diào)和油BIOO、B30、B20、B10和B0的冷濾點(diǎn)。硫含量、過氧化值、冷濾點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果見表l-3。實(shí)施例5:取實(shí)施例1的IO體積份數(shù)椰子油生物柴油、IO體積份數(shù)菜籽油生物柴油、IO體積份數(shù)棉籽油生物柴油、10體積份數(shù)桐油生物柴油和10體積份數(shù)地溝油生物柴油置于試管3中進(jìn)行充分混合。該混合生物柴油表示為BIOO。取試管3中的混合生物柴油分別與礦物柴油按混合比例30%、20%、10%進(jìn)行混合，形成調(diào)和油。從表1可以看出，這種調(diào)和用生物柴油的硫含量明顯比0#柴油低，其燃燒對(duì)空氣質(zhì)量的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于石化柴油，環(huán)保效果較好。從表2可以看出，這種調(diào)和用生物柴油的過氧化值隨著石化柴油的加入明顯降低，提高了生物柴油的氧化安定性，對(duì)其長期貯存有利。從表3可以看出，這種調(diào)和用生物柴油的冷濾點(diǎn)低于Ott柴油，低溫流動(dòng)性能更好。表l各例的硫含量對(duì)比表<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表3各例的冷濾點(diǎn)對(duì)比表冷濾點(diǎn)/'CB100B30B20B100#柴油<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>權(quán)利要求1、一種調(diào)和用生物柴油，其特征在于該調(diào)和用生物柴油主要由棉籽油生物柴油、桐油生物柴油和精制地溝油生物柴油組成，其體積比為15～35∶10～60∶15～35。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于該調(diào)和用生物柴油還包括椰子油生物柴油，其中椰子油生物柴油與棉籽油生物柴油之間的體積比為1535:1535。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于所述的椰子油生物柴油與棉籽油生物柴油之間的體積比為2030:2030。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于該調(diào)和用生物柴油還包括菜籽油生物柴油，其中菜籽油生物柴油與棉籽油生物柴油的體積比為1025:1535。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于所述的菜籽油生物柴油與棉籽油生物柴油的體積比為1520:2030。6、根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于該調(diào)和用生物柴油還包括體積含量為6098%的石化柴油。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于調(diào)和用生物柴油中礦物柴油的體積含量為7090%。8、根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于所述的椰子油生物柴油、菜籽油生物柴油、棉籽油生物柴油、桐油生物柴油和精制地溝油生物柴油，分別以椰子油、菜籽油、棉籽油、桐油和精制地溝油為原料，采用堿催化酯交換法制得。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于堿催化酯交換過程中，所使用的催化劑為NaOH，所使用的低碳醇為甲醇。10、根據(jù)權(quán)利要求8所述的調(diào)和用生物柴油，其特征在于堿催化酯交換過程中，醇油摩爾比為520:1，反應(yīng)溫度為3075°C，反應(yīng)時(shí)間為30min5h。全文摘要本發(fā)明公開了一種調(diào)和用生物柴油，該調(diào)和用生物柴油主要由棉籽油生物柴油、桐油生物柴油和地溝油生物柴油組成，其體積比為15～35∶10～60∶15～35。本發(fā)明成本低，操作過程簡(jiǎn)單易行，環(huán)保，集各原料生物柴油和石化柴油的優(yōu)點(diǎn)，能更好地改善生物柴油的性能。文檔編號(hào)C10G3/00GK101302448SQ200810122679公開日2008年11月12日申請(qǐng)日期2008年6月6日優(yōu)先權(quán)日2008年6月6日發(fā)明者于文濤,李曉菲,謝麗霞,和黃申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)