專利名稱：一種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以纖維素為原料來替代部分汽油的能源生產(chǎn)エ藝，特別涉及ー種具有操作流程簡單、保存時間長、環(huán)保節(jié)能型的含有纖維素的乳化汽油生產(chǎn)エ藝。
背景技術(shù)：
纖維素是由是由葡萄糖組成的大分子多糖，主要由D-葡萄糖以β-1，4_糖苷鍵組成的大分子多糖。纖維素是地球上最古老、最豐富的天然高分子，可以說是取之不盡用之不竭的天然可再生資源。一般木材中，纖維素占40 50%，木質(zhì)素占20 30%，半纖維素占10 30%。纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，在自然界中分布最廣、含量最多的ー種多糖。理論上，纖維素是含量最多的ー種多糖，占植物界碳含量的50%以上，組成纖維素的葡萄糖化學(xué)組成含碳44. 44%、氫6. 17%、氧49. 39%，與同樣含碳、氫、氧的こ醇含量相當(dāng)。·葡萄糖燃燒熱約為2807KJ/mol，こ醇燃燒熱約為1365. 5KJ/mol,因纖維素的比重比較大，所以葡萄糖的體積燃燒熱約是こ醇的I. 5倍，因此纖維素具有替代こ醇作為汽油添加劑的條件。實際上，早在20世紀(jì)20年代，巴西就已經(jīng)開始用こ醇來替代部分汽油的使用了，至今こ醇汽油已經(jīng)在全國得到了使用及推廣。但是目前乳化汽油的產(chǎn)品還一直沒有得到應(yīng)用和發(fā)展，本エ藝就是用水溶性纖維素替代部分汽油來作為現(xiàn)在發(fā)動機(jī)的動カ燃料。水溶性纖維素，不溶于汽油。本發(fā)明就是完全改變こ醇汽油的思路提出將溶有纖維素的水溶液與汽油形成一種油包水的乳劑，形成ー種均一穩(wěn)定得乳化汽油，以此來解決水溶性纖維素與汽油的難溶性。得到的水溶性纖維素汽油的功能、動カ與原汽油相同。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種以纖維素為原料來替代部分汽油的能源生產(chǎn)エ藝，特別涉及ー種具有操作流程簡單、保存時間長、環(huán)保節(jié)能型的含有纖維素的乳化汽油生產(chǎn)エ藝。首先對纖維素類生物質(zhì)進(jìn)行濃酸水解，經(jīng)過擴(kuò)散滲析膜分離得到酸液和水溶性纖維素水溶液，酸液經(jīng)過負(fù)壓成膜設(shè)備進(jìn)行濃縮并回用；然后將親水性乳化劑溶解在纖維素的水溶液中，再將親油性乳化劑溶解在汽油中，再通過物理手段將含有親水性乳化劑的纖維素的水溶液緩慢勻速地加入到含有親油性乳化劑的汽油中進(jìn)行強(qiáng)力分散，待溶液混勻之后再將助乳化劑勻速注入上述體系中。強(qiáng)力分散循環(huán)一定時間，得到的液體即為水溶性纖維素汽油。本發(fā)明的優(yōu)點I本發(fā)明エ藝具有儀器設(shè)備簡單、操作エ藝簡便、成本低廉、易于擴(kuò)大至產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點。2本發(fā)明所得水溶性纖維素汽油顏色透明、體系穩(wěn)定、流動性好。3本發(fā)明所應(yīng)用的纖維素產(chǎn)量大、資源豐富、價格低廉。4本發(fā)明可以為符合國家的節(jié)約能源、安全環(huán)保計劃。具體實施方案下面對本發(fā)明的實施例作進(jìn)ー步詳細(xì)描述首先對纖維素類生物質(zhì)進(jìn)行濃酸水解，經(jīng)過擴(kuò)散滲析膜分離得到酸液和水溶性纖維素水溶液，酸液經(jīng)過負(fù)壓成膜設(shè)備進(jìn)行濃縮并回用；然后將親水性乳化劑溶解在纖維素的水溶液中，再將親油性乳化劑溶解在汽油中，再通過物理手段將含有親水性乳化劑的纖維素的水溶液緩慢勻速地加入到含有親油性乳化劑的汽油中進(jìn)行強(qiáng)力 分散，待溶液混勻之后再將助乳化劑勻速注入上述體系中強(qiáng)力分散循環(huán)一定時間，得到的液體即為水溶性纖維素汽油。所述的纖維素生物質(zhì)濃酸水解的固液比為3:1，酸濃度為60%，水解溫度為20°C，水解時間為1.5h。所述親水性乳化劑和親油性乳化劑可以是任何兩種或三種含有親水基團(tuán)或親油基團(tuán)的表面活性劑，且混合后的HLB值范圍應(yīng)滿足8 16，優(yōu)選HLB范圍為1廣15。所述的親水性乳化劑優(yōu)選為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、親油性乳化劑的選擇優(yōu)選的山梨糖醇酐油酸酯(Span-80)，其質(zhì)量比分比例為2% 8%，優(yōu)選范圍為3 7%。所述的汽油優(yōu)選為93#的汽油，汽油在水溶性纖維素汽油成品中的質(zhì)量百分比例為80% 95%，優(yōu)選范圍為85% 95%。所述的助乳化劑為短鏈醇或非離子型表面活性剤，優(yōu)選異戊醇，且助乳化劑在水溶性纖維素汽油成品中的質(zhì)量百分比例為O. 5% 8%，優(yōu)選范圍為1% 5%。所述的纖維素水溶液中纖維素的質(zhì)量百分含量在3°/Γ20%，其中優(yōu)選范圍為10%"I5%O所述加入的半纖維素水溶液在水溶性纖維素汽油成品中的質(zhì)量百分比例為3 20%，優(yōu)選范圍為5% 15%。所述的含有親水性乳化劑的半纖維素水溶液和含有親油性乳化劑汽油循環(huán)分散時間為15 60分鐘，優(yōu)選范圍為20 45分鐘。實例I :首先將親水性乳化劑CTAB與纖維素水溶液按比例均勻混合，其中CTAB質(zhì)量為
2.27kg、纖維素水溶液體積為5kg ;后將親油性乳化劑Span-80與93#汽油按比例均勻混合，其中Span-80質(zhì)量為O. 731kg、汽油的質(zhì)量為42. Okgo然后將含有CTAB的纖維素水溶液迅速注入到含有Span-80的汽油中，用磁力攪拌器充分混勻。之后在把O. 5kg的異戍醇(助乳化剤)逐滴加入到上述混合液中，用磁力攪拌器進(jìn)行強(qiáng)カ循環(huán)分散30分鐘。取出混合液即是水溶性纖維素汽油。實例2 首先將親水性乳化劑CTAB與纖維素水溶液按比例均勻混合，其中CTAB質(zhì)量為
4.54kg、纖維素水溶液體積為10. Okg ;后將親油性乳化劑Span-80與93#汽油按比例均勻混合，其中Span-80質(zhì)量為I. 46kg、汽油的質(zhì)量為84. 00kg。然后將含有CTAB的纖維素水溶液迅速注入到含有Span-80的汽油中，用磁力攪拌器充分混勻。之后在把I. Okg的異戍醇(助乳化剤)逐滴加入到上述混合液中，用乳化泵進(jìn)行強(qiáng)力循環(huán)分散15分鐘。取出混合液即是水溶性纖維素汽油。
權(quán)利要求
1.ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，包括以下步驟首先對纖維素類生物質(zhì)進(jìn)行濃酸水解，經(jīng)過擴(kuò)散滲析膜分離得到酸液和水溶性纖維素水溶液，酸液經(jīng)過負(fù)壓成膜設(shè)備進(jìn)行濃縮并回用；然后將親水性乳化劑溶解在纖維素的水溶液中，再將親油性乳化劑溶解在汽油中，再通過物理手段將含有親水性乳化劑的纖維素的水溶液緩慢勻速地加入到含有親油性乳化劑的汽油中進(jìn)行強(qiáng)力分散，待溶液混勻之后再將助乳化劑勻速注入上述體系中。強(qiáng)力分散循環(huán)一定時間，得到的液體即為水溶性纖維素汽油。
2.按照權(quán)利要求I所述的ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，其特征在于，纖維素生物質(zhì)濃酸水解的固液比為3:1,酸濃度為60%,水解溫度為20°C,水解時間為I. 5h。
3.按照權(quán)利要求I所述的ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，其特征在于，親水性乳化劑和親油性乳化劑的選擇可以是任何兩種或三種含有親水基團(tuán)或親油基團(tuán)的表面活性齊U，且混合后的HLB值范圍應(yīng)滿足8 16，優(yōu)選HLB范圍為If 15。
4.按照權(quán)利要求I所述的ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，其特征在于，親水性乳化劑的選擇優(yōu)選為十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)、親油性乳化劑的選擇優(yōu)選的山梨糖醇酐油酸酯(Span-80)，其質(zhì)量比分比例為2% 8%，優(yōu)選范圍為3 7%。
5.按照權(quán)利要求I所述的ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，其特征在于，汽油優(yōu)選為93#的汽油，汽油在水溶性纖維素汽油成品中的質(zhì)量百分比例為80% 95%，優(yōu)選范圍為85% 95%。
6.按照權(quán)利要求I所述的ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，其特征在于，助乳化劑為短鏈醇或非離子型表面活性剤，優(yōu)選異戊醇，且助乳化劑在水溶性纖維素汽油成品中的質(zhì)量百分比例為O. 5% 8%，優(yōu)選范圍為1% 5%。
7.按照權(quán)利要求I所述的ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，其特征在于，纖維素水溶液中纖維素的質(zhì)量百分含量在3°/Γ20%，其中優(yōu)選范圍為10°/Γ15%。
8.按照權(quán)利要求I所述的ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，其特征在于，加入的半纖維素水溶液在水溶性纖維素汽油成品中的質(zhì)量百分比例為3 20%,優(yōu)選范圍為5% 15%。
9.按照權(quán)利要求I所述的ー種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)エ藝，其特征在于，含有親水性乳化劑的半纖維素水溶液和含有親油性乳化劑汽油循環(huán)分散時間為15 60分鐘，優(yōu)選范圍為20 45分鐘。
全文摘要
一種水溶性纖維素汽油的生產(chǎn)工藝，其特征在于首先對纖維素類生物質(zhì)進(jìn)行濃酸水解，經(jīng)過擴(kuò)散滲析膜分離得到酸液和水溶性纖維素水溶液，酸液經(jīng)過負(fù)壓成膜設(shè)備進(jìn)行濃縮并回用；然后將親水性乳化劑溶解在纖維素的水溶液中，再將親油性乳化劑溶解在汽油中，再通過物理手段將含有親水性乳化劑的纖維素的水溶液緩慢勻速地加入到含有親油性乳化劑的汽油中進(jìn)行強(qiáng)力分散，待溶液混勻之后再將助乳化劑勻速注入上述體系中。強(qiáng)力分散循環(huán)一定時間，得到的液體即為水溶性纖維素汽油。本工藝是以纖維素的低聚糖狀態(tài)為原料來替代部分汽油而生產(chǎn)出的水溶性纖維素汽油，具有儀器設(shè)備簡單、操作工藝簡便、易于擴(kuò)大、易產(chǎn)業(yè)化的優(yōu)點。
文檔編號C10L1/32GK102732344SQ201210230430
公開日2012年10月17日 申請日期2012年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月5日
發(fā)明者劉文俊, 孫志強(qiáng), 孫曉莉, 張軍, 張寶友, 張秀男, 張瑩, 李汶罡, 楊逢建, 祖元剛, 祖柏實, 葛云龍, 趙修華, 趙春健, 路祺 申請人:東北林業(yè)大學(xué), 祖元剛