本发明涉及生物醇油燃料技术领域，具体是一种高能环保清洁生物醇油燃料及其制备方法。
背景技术：
我国的能源一直是处于比较匮乏的状态，而随着国际油价的不断上涨给我国的经济带来了巨大的影响，石油的不断开采利用也使国家的能源安全面临巨大的挑战，为此寻找替代能源是一条必经趋势，各国已经以含有醇基燃料的醇油作为液体燃料，目前市面上的醇油燃料储存时间较短并且挥发较快，导致其燃烧效率不高，从而其存在利用率低、浪费严重和使用成本高的缺点，且在燃烧过程中还会产生烟气和油粒分子，这些烟气和油粒分子还会排放到大气中，从而造成环境污染。针对以上问题，急需我们解决。
生物醇油的主要原料是甲醇，工业酒精中就含有大量的甲醇，属于中等毒性产品与酒精相当，但经科学工艺生产出符合国家标准的醇基液体燃料，燃烧排放安全、清洁、符合环境保护要求的还比较少。目前，醇作为新能源产品，已越来越得到全球的公认。大量的醇能源汽车、工业燃烧机、厨房燃具，已是未来新能源领域重要的发展方向之一。然而，目前的生物醇油燃烧值低，稳定性差，存在火的燃值不高，燃烧中途自燃不火，又容易挥发，用量大，在市场上很难销售，距离“2020年实现新能源和可再生能源占我国一次能源消费总量的20％”目标还很遥远。
技术实现要素：
本发明目的在于克服现有技术的不足，适应现实发展，提供一种高能环保清洁生物醇油燃料及其制备方法。
本发明所述的一种高能环保清洁生物醇油燃料，由下列重量百分比的原料制成：甲醇20％～80％、生物醇油25～65％、酒尾提取物15～50％、碳九5～20％、丁醇3～8％、乳化剂0.3～0.5％、助燃剂0.2～0.3％和分散剂0.1～0.2％；
以上原料的重量百分比之和等于100％。
进一步，由下列重量百分比的原料制成：甲醇30％、生物醇油42％，酒尾提取物15％、碳九7％、丁醇5％、乳化剂0.5％、助燃剂0.3％和分散剂0.2％；
进一步，所述酒尾提取物的制备方法如下：将高粱酒生产过程中蒸馏完酒后得到的副产物进行三级分子蒸馏，得到四个分子蒸馏组分，分别为一级、二级、三级轻组分及三级重组分，将二级轻组分、三级轻组分以1∶1～3的比例混合，得到酒尾提取物。
更进一步，所述分子蒸馏的条件为：一级到三级分子蒸馏温度分别为55℃、95℃、115℃，真空度0.15pa，进料速度500～750ml/h，刮膜速度300～500r/min。
本发明还公开了上述高能环保清洁生物醇油燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量百分比称取甲醇、生物醇油、酒尾提取物、碳九、丁醇、乳化剂、助燃剂和分散剂；
(2)将碳九按照比例先与甲醇混合制成溶液，倒入反应釜内，加热至65～90℃，搅拌15～30min，得到混合溶液a；
(3)向混合溶液a中依次加入生物醇油和助燃剂，在温度85℃，真空度为0.05mpa的条件下搅拌30min，然后降温至45℃，搅拌20min，得到混合溶液b；
(4)向混合溶液b中依次加入酒尾提取物和丁醇，常温常压下搅拌均匀，得到混合溶液c；
(5)向混合溶液c中先加入分散剂，充分搅拌，再加入乳化剂，乳化反应24h，静置15～30min，精细过滤后，得到高能环保清洁生物醇油燃料。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果：
①酒尾是白酒生产过程中的副产物，酒尾中含有较多的高沸点香味物质，包括高级醇、有机酸较多，还有些杂醇油，乳酸及其酯类等，均具有较高热值，并且挥发性小、碳链长，作为生物醇油燃料的原料，有利于其燃烧充分，还可以解决现有技术中生物醇油燃料熏眼、刺鼻的缺陷问题，同时还提高了酿酒行业中副产物的附加利用价值；
②分子蒸馏不同于传统蒸馏依靠沸点差分离的原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。该技术对于高沸点、热敏及易挥发和/或氧化物料的分离提供了最佳分离方法。
③本发明提供的高能环保清洁生物醇油燃料为均匀的透明液体，性能稳定、不易挥发，不自燃、引燃温度大于230℃、无压力、不爆炸，意外着火水浇即灭，是可再生的生物质新能源，经相关部门监测符合国家规定。
④本发明提供的高能环保清洁生物醇油燃料燃烧值可达7200～9000大卡/kg，因此用途广泛，可直接替代柴油、液化气、管道煤气、天然气广泛应用于城市和农村。
⑤清洁卫生、绿色环保，无黑烟，无积碳，不黑锅底，无残渣，燃烧后的废气排放量低。
⑥实惠于柴油和液化气，经济节约，成本低。
⑦通过本发明提供的制备方法制得的高能环保清洁生物醇油燃料燃烧时产生的热值比现有的醇油燃料高出很多，并且其燃烧值能够达到98％以上，该制备方法简单可操作，且成本低廉，低碳环保，应用领域广泛。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施例做详细说明。
实施例1
一种高能环保清洁生物醇油燃料，由下列重量百分比的原料制成：甲醇30％、生物醇油35kg、酒尾提取物15kg、碳九12kg、丁醇8kg、乳化剂0.5kg、助燃剂0.3kg和分散剂0.2kg；
所述酒尾提取物的制备方法如下：将高粱酒生产过程中蒸馏完酒后得到的副产物进行三级分子蒸馏，得到四个分子蒸馏组分，分别为一级、二级、三级轻组分及三级重组分，将二级轻组分、三级轻组分以1∶1的比例混合，得到酒尾提取物。
所述分子蒸馏的条件为：一级到三级分子蒸馏温度分别为55℃、95℃、115℃，真空度0.15pa，进料速度500ml/h，刮膜速度300r/min。
上述高能环保清洁生物醇油燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量百分比称取甲醇、生物醇油、酒尾提取物、碳九、丁醇、乳化剂、助燃剂和分散剂；
(2)将碳九按照比例先与甲醇混合制成溶液，倒入反应釜内，加热至65℃，搅拌15min，得到混合溶液a；
(3)向混合溶液a中依次加入生物醇油和助燃剂，在温度85℃，真空度为0.05mpa的条件下搅拌30min，然后降温至45℃，搅拌20min，得到混合溶液b；
(4)向混合溶液b中依次加入酒尾提取物和丁醇，常温常压下搅拌均匀，得到混合溶液c；
(5)向混合溶液c中先加入分散剂，充分搅拌，再加入乳化剂，乳化反应24h，静置15min，精细过滤后，得到高能环保清洁生物醇油燃料。
实施例2
一种高能环保清洁生物醇油燃料，由下列重量百分比的原料制成：甲醇30kg、生物醇油42kg，酒尾提取物15kg、碳九7kg、丁醇5kg、乳化剂0.5kg、助燃剂0.3kg和分散剂0.2kg；
所述酒尾提取物的制备方法如下：将高粱酒生产过程中蒸馏完酒后得到的副产物进行三级分子蒸馏，得到四个分子蒸馏组分，分别为一级、二级、三级轻组分及三级重组分，将二级轻组分、三级轻组分以1∶2的比例混合，得到酒尾提取物。
所述分子蒸馏的条件为：一级到三级分子蒸馏温度分别为55℃、95℃、115℃，真空度0.15pa，进料速度650ml/h，刮膜速度400r/min。
上述高能环保清洁生物醇油燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量百分比称取甲醇、生物醇油、酒尾提取物、碳九、丁醇、乳化剂、助燃剂和分散剂；
(2)将碳九按照比例先与甲醇混合制成溶液，倒入反应釜内，加热至85℃，搅拌20min，得到混合溶液a；
(3)向混合溶液a中依次加入生物醇油和助燃剂，在温度85℃，真空度为0.05mpa的条件下搅拌30min，然后降温至45℃，搅拌20min，得到混合溶液b；
(4)向混合溶液b中依次加入酒尾提取物和丁醇，常温常压下搅拌均匀，得到混合溶液c；
(5)向混合溶液c中先加入分散剂，充分搅拌，再加入乳化剂，乳化反应24h，静置20min，精细过滤后，得到高能环保清洁生物醇油燃料。
实施例3
一种高能环保清洁生物醇油燃料，由下列重量百分比的原料制成：甲醇25kg、生物醇油45kg、酒尾提取物20kg、碳九5kg、丁醇4kg、乳化剂0.5kg、助燃剂0.3kg和分散剂0.2kg；
所述酒尾提取物的制备方法如下：将高粱酒生产过程中蒸馏完酒后得到的副产物进行三级分子蒸馏，得到四个分子蒸馏组分，分别为一级、二级、三级轻组分及三级重组分，将二级轻组分、三级轻组分以1∶3的比例混合，得到酒尾提取物。
所述分子蒸馏的条件为：一级到三级分子蒸馏温度分别为55℃、95℃、115℃，真空度0.15pa，进料速度750ml/h，刮膜速度500r/min。
上述高能环保清洁生物醇油燃料的制备方法，包括如下步骤：
(1)按照重量百分比称取甲醇、生物醇油、酒尾提取物、碳九、丁醇、乳化剂、助燃剂和分散剂；
(2)将碳九按照比例先与甲醇混合制成溶液，倒入反应釜内，加热至90℃，搅拌30min，得到混合溶液a；
(3)向混合溶液a中依次加入生物醇油和助燃剂，在温度85℃，真空度为0.05mpa的条件下搅拌30min，然后降温至45℃，搅拌20min，得到混合溶液b；
(4)向混合溶液b中依次加入酒尾提取物和丁醇，常温常压下搅拌均匀，得到混合溶液c；
(5)向混合溶液c中先加入分散剂，充分搅拌，再加入乳化剂，乳化反应24h，静置30min，精细过滤后，得到高能环保清洁生物醇油燃料。
对比例
按照国家标准gb16663-1996《醇基液体燃料》测试实施例1～3中制备得到的高能环保清洁生物醇油燃料。
经测试，本发明实施例1～3中的高能环保清洁生物醇油燃料均为均匀的透明液体，无异味；醇含量均大于70％，20℃时的密度均没有超过0.83g/cm3；机械杂质均没有超过0.3‰，凝点均低于-30℃；引燃温度均大于230℃；ph值均在6～8范围内；50％镏出温度均没有超过75℃；总硫含量均没有超过0.15％；并且在-20℃时均不会出现分层现象；经甲醛试验，品红均不呈兰色，经测算，空气过剩系统数位1.2左右，炉具热效率达85～90％；低热值超过26000kj/kg。
取本发明实施例1～3制备得到的高能环保清洁生物醇油燃料，测试各配方的热值并与甲醇、天然气、液化气、柴油和电的热值作对比，测试结果如下表1所示：
表1热值测试结果
上表的结果表明：本发明的高能环保清洁生物醇油燃料比现有技术中公开的燃料效率更高。
上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。