專利名稱：一種b5生物柴油調(diào)和燃料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生物質(zhì)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種B5生物柴油調(diào)和燃料及其制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)人均石油資源占有量只有世界平均水平的十分之一，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)石油的需求越來(lái)越大，經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源短缺的矛盾日益突出。2011年我國(guó)原油進(jìn)口2. 5億噸，對(duì)外依存度達(dá)到55. 2%，從2009年以來(lái)我國(guó)石油對(duì)外依存度開始超過(guò)50%的“國(guó)際警戒線”，預(yù)計(jì)2020年對(duì)外依存度將達(dá)65%以上。車用燃油消耗占石油消耗的近55%，并每年遞增15%左右，2020年車用燃油消費(fèi)量預(yù)計(jì)將達(dá)到全國(guó)石油消費(fèi)量的65%。生物質(zhì)不僅是綠色的潔凈能源，而且是可再生能源中唯一能轉(zhuǎn)化為液體燃料的碳資源。我國(guó)有豐富的植物油料和動(dòng)物油脂資源，目前生產(chǎn)生物液體燃料的原料多為植物油、動(dòng)物油脂、油腳料、煎炸廢油、地溝油等，而這些生物質(zhì)液體燃料的生產(chǎn)能力將遠(yuǎn)低于國(guó)家預(yù)期目標(biāo)，其根本原因是缺乏可持續(xù)供應(yīng)的原料資源和經(jīng)濟(jì)可行的轉(zhuǎn)化技術(shù)，特別是核心技術(shù)或關(guān)鍵技術(shù)的研究與開發(fā)力度不夠。因此，有必要立足我國(guó)的資源現(xiàn)狀，開發(fā)出生物質(zhì)液體燃料制備新技術(shù)和新工藝，大幅度提升我國(guó)生物質(zhì)煉制技術(shù)水平，為生物質(zhì)能源與化學(xué)品煉制這一新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可靠的技術(shù)保障。我國(guó)農(nóng)林剩余物等生物質(zhì)非常豐富，其中農(nóng)業(yè)剩余物每年的生產(chǎn)量達(dá)7億多噸，可作燃料利用的有3 4億噸，折合I. 5 2億噸標(biāo)煤；林業(yè)剩余物中每年可作燃料利用的有2 3億噸，折合I. 2 I. 8億噸標(biāo)煤。這些生物質(zhì)在水解條件下可生成乙酰丙酸，乙酰丙酸是一種具有成為新型綠色平臺(tái)化合物潛力的產(chǎn)品，其分子中包含有一個(gè)羰基和一個(gè)羧基，能夠進(jìn)行酯化、氧化還原、取代、聚合等多種反應(yīng)，將乙酰丙酸與乙醇反應(yīng)可生成乙酰丙酸乙酯。乙酰丙酸和乙醇目前均有技術(shù)可從生物質(zhì)資源獲得，乙酰丙酸乙酯的生產(chǎn)可實(shí)現(xiàn)可再生和可持續(xù)發(fā)展。隨著生物質(zhì)基乙酰丙酸和乙醇技術(shù)的進(jìn)步和其生產(chǎn)成本的下降，乙酰丙酸乙酯作為柴油替代燃料應(yīng)用將逐步推廣。目前，美國(guó)的Biofine和Texaco公司提出的將乙酰丙酸乙酯作為低煙柴油的添加組分，他們將乙酰丙酸乙酯作為了氧化添加劑，以20%的比例和另外1%的添加劑及79%的柴油進(jìn)行混合，稱為21:79配方柴油，該配方柴油可用于普通柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。美國(guó)太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，美國(guó)殼牌石油等進(jìn)行了乙酰丙酸乙酯替代燃料的研究，證實(shí)了替代燃料的動(dòng)力和環(huán)保性能，在柴油中添加8-10%的乙酰丙酸乙酯不僅能改善動(dòng)力和環(huán)保性能，而且能提高其潤(rùn)滑性。國(guó)內(nèi)對(duì)生物柴油、乙醇、二甲醚等的車用燃料利用研究較多。例如，生物柴油具有減排污染氣體的作用，并具有較高的閃點(diǎn)即運(yùn)輸儲(chǔ)存安全性，但生物柴油粘度過(guò)高容易導(dǎo)致燃燒不完全，冷濾點(diǎn)較高導(dǎo)致低溫流動(dòng)性較差，其直接利用或與柴油混合使用的效果并不十分理想；而乙醇、二甲醚等主要用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)用很少。由于生物質(zhì)基乙酰丙酸乙酯是一種新的液體燃料，在國(guó)內(nèi)很少詳細(xì)的對(duì)其在內(nèi)燃機(jī)尤其是柴油機(jī)上燃燒及排放性能進(jìn)行研究。目前，還沒(méi)有查到以乙酰丙酸乙酯為核心并且理化特性滿足《GB/T25199-2010 :生物柴油調(diào)合燃料(B5)》的調(diào)和燃料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種B5生物柴油調(diào)和燃料及其制備方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種B5生物柴油調(diào)和燃料，所述調(diào)和燃料的體積百分比組成為:0#柴油94-95%、乙酰丙酸乙酯2-4%、生物柴油1-3%和助溶劑O. 03-0. 05%,十六烷值提高劑O. 01-0. 05%。所述助溶劑為聚乙二醇300。所述十六烷值提高劑為硝酸異辛酯。本發(fā)明還提供了一種所述B5生物柴油調(diào)和燃料的制備方法，先將乙酰丙酸乙酯、生物柴油混勻形成混合液，然后依次加入助溶劑、十六烷值提高劑得到混合物，之后再在攪拌下將上述混合物加入0#柴油中混勻，即得調(diào)和燃料。本發(fā)明得到的生物質(zhì)基乙酰丙酸乙酯生物柴油調(diào)和燃料具有以下性能指標(biāo)
(I)在密度、運(yùn)動(dòng)黏度、閃點(diǎn)、冷濾點(diǎn)、硫含量、10%蒸余物殘?zhí)俊⒒曳?、水含量、機(jī)械雜質(zhì)、銅片腐蝕、十六烷值、氧化安定性、酸值、90%回收溫度、低溫流動(dòng)性等理化特性方面滿足《GB/T25199-2010生物柴油調(diào)合燃料(B5)》的要求。(2)在柴油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性方面和柴油基本持平，滿足車用性能要求。(3)在排放性方面降低了碳煙達(dá)50%以上，一氧化碳、氮氧化物等污染物排放較柴油有所降低。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，有以下優(yōu)點(diǎn)
本發(fā)明配制的B5系列調(diào)和燃料，其理化特性和動(dòng)力性能滿足GB/T25199-2010《生物柴油調(diào)合燃料(B5 )》，其在柴油機(jī)中燃燒的碳煙、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等污染物排放比燃燒柴油有明顯降低，可廣泛用于車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。


圖I為調(diào)和燃料與柴油的外特性扭矩比較圖。
具體實(shí)施例方式以下以具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此
實(shí)施例1-4中所用助溶劑為聚乙二醇300，所用十六烷值提高劑為硝酸異辛酯。實(shí)施例I
一種B5生物柴油調(diào)和燃料，其體積百分比組成為0#柴油94. 9%、乙酰丙酸乙酯4%、生物柴油1%和助溶劑O. 05%,十六烷值提高劑O. 05%。制備方法如下(1)按體積百分比將乙酰丙酸乙酯、生物柴油混勻形成混合液，然后依次加入助溶劑與十六烷值提高劑；(2)將步驟(I)的混合液在攪拌情況下加入0#柴油中混勻，即得調(diào)和燃料。該燃料用E4B1表示。實(shí)施例2
一種B5生物柴油調(diào)和燃料，其體積百分比組成為0#柴油94. 93%、乙酰丙酸乙酯3%、生物柴油2%和助溶劑O. 03%,十六烷值提高劑O. 04%。制備方法同實(shí)施例I。該燃料用E3B2表示。實(shí)施例3
一種B5生物柴油調(diào)和燃料，其體積百分比組成為0#柴油94. 94%、乙酰丙酸乙酯2. 5%、生物柴油2. 5%和助溶劑O. 03%,十六烷值提高劑O. 03%。制備方法同實(shí)施例I。該燃料用E2. 5B2. 5表示。實(shí)施例4
一種B5生物柴油調(diào)和燃料，其體積百分比組成為0#柴油94. 94%、乙酰丙酸乙酯2%、生物柴油3%和助溶劑O. 05%,十六烷值提高劑O. 01%。制備方法同實(shí)施例I。該燃料用E2B3表示。對(duì)實(shí)施例1-4制得的B5生物柴油調(diào)和燃料進(jìn)行互溶性、理化特性的測(cè)定和動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)、排放性的測(cè)定。將實(shí)施例1-4配制的調(diào)和燃料分別密封于藍(lán)蓋瓶中，分別在4°C、10°C、15°C、20°C、25°C、30°C下放置一個(gè)月，結(jié)果顯示均無(wú)分層和渾濁現(xiàn)象。表I為實(shí)施例1-4獲得的B5生物柴油調(diào)和燃料的理化特性，全部滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T25199-2010《生物柴油調(diào)合燃料(B5)》。表I
權(quán)利要求
1.一種B5生物柴油調(diào)和燃料，其特征在于，所述調(diào)和燃料的體積百分比組成為:0#柴油94-95%、乙酰丙酸乙酯2-4%、生物柴油1-3%和助溶劑O. 03-0. 05%、十六烷值提高劑.O.01-0. 05%。
2.如權(quán)利要求I所述的B5生物柴油調(diào)和燃料，其特征在于，所述助溶劑為聚乙二醇300。
3.如權(quán)利要求I所述的B5生物柴油調(diào)和燃料，其特征在于，所述十六烷值提高劑為硝酸異辛酯。
4.權(quán)利要求I所述B5生物柴油調(diào)和燃料的制備方法，其特征在于，先將乙酰丙酸乙酯、生物柴油混勻形成混合液，然后依次加入助溶劑、十六烷值提高劑得到混合物，之后再在攪拌下將上述混合物加入0#柴油中混勻，即得調(diào)和燃料。
全文摘要
本發(fā)明屬于生物質(zhì)能技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種B5生物柴油調(diào)和燃料及其制備方法。所述調(diào)和燃料的體積百分比組成為0#柴油94-95%、乙酰丙酸乙酯2-4%、生物柴油1-3%和助溶劑0.03-0.05%，十六烷值提高劑0.01-0.05%。本發(fā)明配制的B5系列調(diào)和燃料，其理化特性和動(dòng)力性能滿足GB/T25199-2010《生物柴油調(diào)合燃料(B5)》，其在柴油機(jī)中燃燒的碳煙、一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等污染物排放比燃燒柴油有明顯降低，可廣泛用于車用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。
文檔編號(hào)C10L1/02GK102925224SQ201210435378
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者雷廷宙, 王志偉, 劉亮, 李在峰, 楊樹華, 何曉峰, 朱金陵, 李士瑄 申請(qǐng)人:河南省科學(xué)院能源研究所有限公司, 河南省生物質(zhì)能源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室