专利名称：一种生物合成柴油及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物合成柴油及其制备方法，属于柴油乳化技术领域。
背景技术：
自1913年，英国剑桥大学HopKinson提出柴油掺水燃烧技术，迄今已有100历史，各国科学工作者相继采用超声波、激光、乳化等技术手段，实现了柴油掺水燃烧，在科学实验和锅炉中燃烧的实际应用中取得了可喜的成果，然而，由于化学工业发展进程中的种种原因，乳化技术也相应受到一定阻碍。柴油掺水的乳化液大多数为白色液体，其水颗粒大，容易分层、出水，存放时间短，因此推广应用中问题颇多。另一方面许多研究人员为追求排放标准的提高，片面追求经济效益，柴油掺水的水含量过高，导致燃烧中的动力不足，冷起动困难。因此，许多研究人员的科研成果在推广应用中夭折，不能实现商品化，其重要原因，柴油掺水技术的添加剂尚未真正过关。
近年来，由于全球性的石油资源短缺，促使各国对新能源的研究越来越重视，柴油掺水技术不仅能大大节约能源，同时可以有效的控制燃烧过程中排放出的有害物质对大气层的污染，保护人类的身体健康。由此世界各国政府投入大量资金，尝试不同的技术手段，攻克难关，获取新型燃料，以满足市场商品化的要求，满足国民经济的发展的需要。
本申请人曾经于2003年11月7日提出了名称为“一种乳化柴油及其制备方法”的发明专利，专利号为200310103534.9，该专利公开了一种乳化柴油，该乳化柴油的缺点是其抗腐蚀性能不好，还达不到国家规定的标准；乳化柴油在接触到水以后容易变色，造成出水，影响乳化柴油的燃烧性能；乳化柴油的氧化速度快，油品容易变黑，影响燃烧性能，最终影响了柴油的动力性能。
发明内容
本发明的目的是提出一种生物合成柴油及其制备方法，改变已有技术中添加剂的成分和乳化柴油的制备方法，以解决柴油掺水乳化燃烧中所存在的问题，提高由添加剂制备的生物合成柴油的燃烧性能。
本发明提出的生物合成柴油，各成分的重量百分比为油性添加剂 4％-7％水性添加剂 2％-3％硝酸异辛脂 0.1％-0.15％柴油78％-90％水 4％-12％
上述生物合成柴油的制备方法，包括如下步骤(1)按上述比例将油性添加剂、柴油总量的1/2-2/3和水相混，加温至45℃-50℃后搅拌，搅拌速度为650-700转/分；(2)在步骤(1)的溶液中按比例加入水性添加剂，搅拌10-20分钟；(3)待油料清透后，按比例加入剩余柴油，最后按比例加入硝酸异辛脂搅拌均匀。
上述生物合成柴油的制备方法中，所用的水性添加剂，其中各成分的重量百分比为三乙醇胺 2％～7％一乙醇胺 3％～10％环己胺5％～15％乙二醇单乙醚 3％～7％异丙醇1％～3％碳酸环己胺1％～6％苯骈三氮唑(其化学代号T706)1％～5％甲醇 3％～12％氨水(其中含氨量为21.2％) 45％～55％乙二醇1％～8％上述水性添加剂的制备方法，包括如下步骤(1)按比例将苯骈三氮唑加入到甲醇中搅拌溶解，再按比例加入碳酸环己胺，完全溶解后，按比例加入乙二醇单乙醚，最后按比例加入异丙醇；(2)按比例每相隔10分钟依次将三乙醇胺、一乙醇胺、环己胺，后者加入前者搅拌；(3)将上述步骤(1)和步骤(2)制备的溶液分别加入到氨水溶液中，待溶解后将两种溶液相混，搅拌10分钟；(4)按比例将乙二醇加入到上述步骤(3)制备的溶液中，搅拌均匀即得水性添加剂。
本发明提出的生物合成柴油的制备方法，与已有技术相比，改变了其中水性添加剂的成分，增加了硝酸异辛脂，以使柴油燃烧充分；提高制备过程中的油温，以加快柴油与添加剂的反应，缩短柴油的合成时间。利用本发明方法制备的生物合成柴油，经国家有关部门检测，废气烟度排放明显下降，降幅为40％以上，烟气中所含颗粒物值从3.8Rb下降为1.0Rb，达到欧III标准；冷启动性能和油耗情况与纯柴油相比，无明显差异，动力性能提高6.4％，而且合成柴油的制造成本明显低于纯柴油的价格。本发明方法制备的柴油，其特点是外观透彻明亮，没有机械杂质，物理性能稳定，存放期超过一年，油品互溶性较好，抗氧化性强，抗冻性强，冷凝点可达-11℃，防腐性能达国家标准的1a级，动力性能基本相同于0#柴油。在使用中不需要调整喷油嘴角度和清洗油箱，冷起动性能优良。同时节约能源16％-20％，又能充分利用植物再生资源，燃烧的排放效果明显改善，对净化大气、造福人类具有十分重要的经济效益和社会效益。
具体实施例方式
本发明提出的生物合成柴油的制备过程中，所用的油性添加剂，已经在专利号为200310103533.4的专利文件中公开，各成分的重量百分比为棉籽油酸66％-75％二茂铁 0.1％-0.5％1010抗氧剂 0.5％-3％山梨糖醇本酐单硬脂酸聚氧乙烯(20)醚(简称司盘-20)和聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯(简称吐温-20)的混合物，其混合比例为山梨糖醇本酐单硬脂酸聚氧乙烯(20)醚∶聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯的混合物＝30％∶70％0.5％-5％邻二甲苯5％-10％0#柴油 7％-16％上述油性添加剂的制备方法，包括如下步骤(1)按上述比例将二茂铁和1010抗氧剂加入到邻二甲苯中，搅拌溶解；(2)按上述比例将山梨糖醇本酐单硬脂酸聚氧乙烯(20)醚和聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯的混合液加入到棉籽油酸液体中，加温至50℃搅拌10分钟；(3)将上述第1步制备的溶液倒入第2步制备的溶液中，搅拌10分钟；(4)按上述百分比将0#柴油倒入上述第3步的溶液中，即得油性添加剂。
上述油性添加剂中，所用的棉籽油酸由江苏永林油脂化工有限公司生产，其中的1010抗氧剂，其化学名称、化学分子式、性状、生产厂家等参见“化工产品手册”，1999年1月第3版。
以下列举油性添加剂的制备实施例，并设每个实施例的制备量为100公斤实施例一(1)将500克二茂铁和3公斤1010抗氧剂加入到10公斤邻二甲苯中，搅拌溶解；(2)将500克山梨糖醇本酐单硬脂酸聚氧乙烯(20)醚和聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯的混合液体加入到72公斤棉籽油酸液体中，加温至50℃搅拌10分钟；(3)将上述第一步制备的溶液倒入第二步制备的溶液中，搅拌10分钟。
(4)将14公斤0#柴油倒入上述第3步的溶液中，搅拌均匀后即得油性添加剂。
实施例二(1)将1公斤二茂铁和2公斤1010抗氧剂加入到7公斤邻二甲苯中，搅拌溶解；(2)将1公斤山梨糖醇本酐单硬脂酸聚氧乙烯(20)醚和聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯的混合液加入到73公斤棉籽油酸液体中，加温至50℃搅拌10分钟；(3)将上述第1步制备的溶液倒入第2步制备的溶液中，搅拌10分钟。
(4)将16公斤0#柴油倒入上述第3步的溶液中，搅拌均匀后即得油性添加剂。
实施例三(1)将1.5公斤二茂铁和1.5公斤1010抗氧剂加入到7公斤邻二甲苯中，搅拌溶解；
(2)将1公斤山梨糖醇本酐单硬脂酸聚氧乙烯(20)醚和聚氧乙烯(20)山梨醇酐单月桂酸酯组合液体加入到75公斤棉籽油酸液体中，加温至50℃搅拌10分钟；(3)将上述第1步制备的溶液倒入第2步制备的溶液中，搅拌10分钟。
(4)将14公斤0#柴油倒入上述第3步的溶液中，搅拌均匀后即得油性添加剂。
上述油性添加剂应放在不锈钢密封罐体内，温度保持在15℃～25℃之间，避免在阳光下暴晒，存放地点具备防火设施，存放时间为3个月。
以下列举本发明方法中所用的水性添加剂的制备实施例，并设每个实施例的制备量为100公斤实施例一(1)将3公斤的苯骈三氮唑(化学代号为T706)加入10公斤甲醇中搅拌溶解，后加入5公斤乙二醇单乙醚，再加入5公斤碳酸环己胺，完全溶解后加入1公斤异丙醇。搅拌溶解；(2)将5公斤三乙醇胺、5公斤一乙醇胺、10公斤环己胺、按顺序每相隔10分钟，后者加入前者搅拌；(3)将上述步骤(1)和步骤(2)制备的溶液分别加入到氨水溶液中，氨水总量为53公斤，待溶解后将两种溶液相混，搅拌10分钟；(4)在上述步骤(3)的溶液中，加入3公斤乙二醇，搅拌混合，即得水性添加剂。
实施例二(1)将5公斤T706加入到12公斤甲醇中搅拌溶解，然后加入5公斤乙二醇单乙醚，再加入5公斤碳酸环己胺，完全溶解后，最后加入1公斤异丙醇，搅拌溶解；(2)将5公斤三乙醇胺、5公斤一乙醇胺、10公斤环己胺、按顺序每相隔10分钟，后者加入前者搅拌；(3)将上述步骤(1)和步骤(2)制备的溶液分别加入到氨水溶液中，氨水总量为49公斤，待溶解后将两种溶液相混，搅拌10分钟；(4)在上述步骤(3)的溶液中，加入6公斤乙二醇，搅拌混合，即得水性添加剂。
实施例三(1)将4公斤T706加入到12公斤甲醇中，搅拌溶解，然后加入6公斤乙二醇单乙醚，再加入6公斤碳酸环己胺，完全溶解后加入1公斤异丙醇；(2)将3.5公斤三乙醇胺、3.5公斤一乙醇胺、8公斤环己胺、按顺序每相隔10分钟，后者加入前者搅拌；(3)将上述步骤(1)和步骤(2)制备的溶液分别加入到氨水溶液中，氨水总量为53公斤，待溶解后将两种溶液相混，搅拌10分钟；(4)在上述步骤(3)的溶液中，加入4公斤乙二醇，搅拌混合，即得水性添加剂。
水性添加剂中，所用的各种非离子表面活性剂和无机化工原料，其化学名称、化学结构式、性状、生产单位等可参见“化工产品手册”(1999年1月第3版)，其中的T706，可由南京宏亚泰工贸有限公司生产。
上述制备的水性添加剂，应存放在不锈钢密封罐体内，温度保持在15℃～20℃之间，避免在太阳下暴晒，并保持室内通风良好，存放期为15天左右。
本发明制备的上述油性和水性添加剂，在用于生物合成柴油时，必须同时使用。
以下列举本发明方法制备合成柴油的实施例，并设每个实施例制备的合成柴油为100公斤。
实施例一(1)将油性添加剂5公斤、柴油45公斤和水10公斤相混，加温至50℃后搅拌，搅拌速度为650转/分；(2)在步骤(1)的溶液中加入水性添加剂2公斤，搅拌15分钟；(3)待油料清透后，加入柴油36公斤，最后加入硝酸异辛脂400克，搅拌均匀。
实施例二(1)将油性添加剂7公斤、柴油45公斤和水8公斤相混，加温至50℃后搅拌，搅拌速度为700转/分；(2)在步骤(1)的溶液中加入水性添加剂2.5公斤，搅拌15分钟；(3)待油料清透后，加入柴油42.5公斤，最后加入硝酸异辛脂200克，搅拌均匀。
实施例三(1)将油性添加剂6公斤、柴油45公斤和水9公斤相混，加温至50℃后搅拌，搅拌速度为700转/分；(2)在步骤(1)的溶液中加入水性添加剂3公斤，搅拌15分钟；(3)待油料清透后，加入柴油42公斤，最后加入硝酸异辛脂350克，搅拌均匀。
实施例四(1)将油性添加剂5.5公斤、柴油40公斤和水9公斤相混，加温至50℃后搅拌，搅拌速度为700转/分；(2)在步骤(1)的溶液中加入水性添加剂3公斤，搅拌15分钟；(3)待油料清透后，加入柴油42.5公斤，最后加入硝酸异辛脂300克，搅拌均匀。
实施例五(1)将油性添加剂6.5公斤、柴油40公斤和水8.5公斤相混，加温至50℃后搅拌，搅拌速度为650转/分；(2)在步骤(1)的溶液中加入水性添加剂2.5公斤，搅拌15分钟；(3)待油料清透后，加入柴油42.5公斤，最后加入硝酸异辛脂300克，搅拌均匀。
对上述实施例5制备的合成柴油，进行各项理化指标的测试，其主要指标符合国家轻柴油GB标准，外观清澈透明，同原柴油无差异，其中的灰分为0.008，热值为9837大卡，密度为20℃时863.9Kg/m3，14.2℃时实测867.8Kg/m3，PH值6，凝点为-11℃，冷滤点为-8℃，铜片腐蚀1a级，无机械杂质，闭口闪点72，含硫量0.07，运动粘度6.8，十六烷值48.6。
权利要求
1.一种生物合成柴油，其特征在于各成分的重量百分比为油性添加剂 4％-7％水性添加剂 2％-3％硝酸异辛脂 0.1％-0.15％柴油 78％-90％水 4％-12％。
2.一种生物合成柴油的制备方法，其特征在于该方法包括以下各步骤合成柴油中各成分的重量百分比为油性添加剂 4％-7％水性添加剂 2％-3％硝酸异辛脂 0.1％-0.15％柴油 80％-90％水 4％-12％上述生物合成柴油的制备方法，包括如下步骤(1)按上述比例将油性添加剂、柴油总量的1/2-2/3和水相混，加温至45℃-50℃后搅拌，搅拌速度为650-700转/分；(2)在步骤(1)的溶液中按上述比例加入水性添加剂，搅拌10-20分钟；(3)待油料清透后，按比例加入剩余柴油，最后按比例加入硝酸异辛脂，搅拌均匀。
3.如权利要求2所述的生物合成柴油的制备方法，其特征在于其中所述的水性添加剂，其中各成分的重量百分比为三乙醇胺 2％～7％一乙醇胺 3％～10％环己胺5％～15％乙二醇单乙醚 3％～7％异丙醇1％-3％碳酸环己胺1％～6％苯骈三氮唑(化学代号T706) 1％～5％甲醇 3％～12％氨水(含氨量21.2％)45％～55％乙二醇1％～8％上述水性添加剂的制备方法，包括如下步骤(1)按比例将苯骈三氮唑加入到甲醇中搅拌溶解，再按比例加入碳酸环己胺，完全溶解后，按比例加入乙二醇单乙醚，最后按比例加入异丙醇；(2)按比例每相隔10分钟依次将三乙醇胺、一乙醇胺、环己胺，后者加入前者搅拌；(3)将上述步骤(1)和步骤(2)制备的溶液分别加入到氨水溶液中，待溶解后将两种溶液相混，搅拌10分钟；(4)按比例将乙二醇加入到上述步骤(3)制备的溶液中，搅拌均匀。
全文摘要
本发明涉及一种生物合成柴油，属于柴油乳化技术领域。合成柴油中各成分为油性添加剂、水性添加剂、硝酸异辛脂、柴油和水，其制备方法是，首先按比例将油性添加剂、一部分柴油和水相混，加温后搅拌，再按比例加入水性添加剂，待油料返清后按比例加入剩余柴油，最后按比例加入硝酸异辛脂，搅拌均匀。本发明方法制备的柴油，其特点是外观透彻明亮，没有机械杂质，物理性能稳定，油品互溶性较好，抗氧化性强，抗冻性强，0
文档编号C10G31/00GK1775917SQ20051013436
公开日2006年5月24日 申请日期2005年12月16日 优先权日2005年12月16日
发明者陆翼德 申请人:上海新景福环保科技发展有限公司