一种微乳化生物柴油的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种生物柴油，具体一种微乳化生物柴油。
【背景技术】
[0002] 生物柴油是一种可再生且安全性高的新型燃料，它是以大豆和油菜籽等油料作 物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为 原料制成的液体燃料。生物柴油能以任意比与石化柴油混合，是优质的石油柴油代用品。
[0003] 但是生物柴油也有其缺点，如生物柴油粘度较高、挥发性较差，NOx排放量也较高 且热值低。而微乳化生物柴油能够有效降低生物柴油的粘度，改善雾化性能，降低NOx和碳 烟排放。
[0004] 微乳化生物柴油是由生物柴油、乳化剂(表面活性剂）和水自发形成的热力学稳 定系统。寻找合适的乳化剂(表面活性剂)是配制稳定的微乳化生物柴油的关键，此外，恰当 的油、水和乳化剂(表面活性剂）比例也是影响微乳化生物柴油性能的关键因素之一。
[0005] 目前微乳化生物柴油技术研究取得了一些成果，但仍旧存在着一定的缺陷。例如 :孙平等（CN10140773, 一种环保型微乳化生物柴油及其配制方法）报道了一种由辛基酚聚 氧乙烯醚0P-4和0P-7复配的生物柴油-水微乳液；伍林等（CN101250431，一种微乳化生 物柴油及其制备方法)研究了一种由SPAN80和TWEEN80混合后用油酸溶解成的复配乳化 齐U，和水、生物柴油、乙醇胺及助溶剂混合配制而成；高永建等（CN10134874，一种微乳化 生物柴油及其配制方法）发现了一种微乳化生物柴油的制备方法，该方法配制的生物柴油 是由矿物柴油、动物油脂、甲醇、环烷酸、OP乳化剂、十二烷基磺酸钠、三乙醇胺等组成。
[0006] 这些配方虽然都能够得到微乳化生物柴油，但是均存在乳化剂用量过多、挥发性 能差或配方过于复杂等问题。中国专利CN102382713 A提供的微乳化柴油能够明显降低乳 化剂用量，但其微乳化柴油仍具有熵高不稳定、粘度高、挥发度低等问题。目前，国际油价格 一路飙升，石油资源愈显紧张，因此，研究性能良好的微乳化生物柴油不仅可以降低成本， 而且可以节约能源和环保，是一项非常重要且迫在眉睫的课题。
【发明内容】
[0007] 有鉴于此，本发明公开一种高含水量低粘度、强挥发性、稳定的微乳化柴油。
[0008] 本发明的目的通过以下技术方案实现：一种微乳化生物柴油，其配方由如下各组 分组成： 按重量计生物柴油61?85份、复配乳化剂3?8份、水20?46份；所述复配乳化剂 按重量计包括按重量计23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、16%的白藜芦醇、11%的顺丁烯二酸 二甲酯、20%的顺丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
[0009] 脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3为现有技术，能够在生物柴油中形成油包水的乳化粒 子。但对于高含水量的生物柴油，其油包水的乳化粒子必然具有更大的粒径，稳定性差而容 易溃缩，最终油水分离。尤其是生物柴油在燃烧时，高温导致微乳化柴油的油-水乳化体系 熵值升高而混乱度上升，最终微乳化体系崩溃。当应用在内燃机中，油水分离将损伤内燃 机的结构，甚至导致内燃机突发的熄灭。本发明的复配乳化剂，白藜芦醇能够特异性地降低 水的表面活化能，以促进水滴的聚集而不影响生物柴油的表面活性，使生物柴油包裹在水 滴的表面形成微乳化颗粒。丁烯二酸二甲酯和顺丁烯二酸酐配合，能够增强微乳化颗粒的 稳定性，尤其是顺丁烯二酸酐可以催化微乳化颗粒中水在高温下分解为一氧化碳等助燃物 质，避免水分过高而降低内燃机中微乳化生物柴油的温度降低而无法达到燃点，造成燃烧 不充分。甘露醇则能够在高温高压的燃烧环境下限制微乳化生物柴油体系的熵增，维持体 系的稳定性，防止油水分离。本发明原料的生物柴油可选用任一种现有技术获得。
[0010] 所述复配乳化剂其制备方法为将所述甘露醇加热至KKTC，加入所述脂肪醇聚氧 乙烯醚AE0-3和白藜芦醇、顺丁烯二酸酐，在密封的容器内0. 4?0. 7MPa的压力下加热至 150°C，并保持20?40min ;释放容器压力并使温度降至50°C，加入丁烯二酸二甲酯，保持 60min获得所述复配乳化剂。
[0011] 所述密封容器可选用任一种耐高压设备实现。高温和高压有助于活化AE0-3、白藜 芦醇、顺丁烯二酸酐，而且必须将三者同时采用高温和高压处理。
[0012] 本发明还特别提供一种制备所述的微乳化生物柴油的方法，包括如下工序：在标 况下，向生物柴油中依次加入所述复配乳化剂、水，每分钟向其通入IOL/千克水的空气，同 时向其施加波长200?275nm的紫外光，处理140?200min后获得所述微乳化生物柴油。
[0013] 紫外光照射可以提高复配乳化剂的活性，降低生物柴油和水发生乳化的活化能， 使之形成的微乳化生物柴油更加均匀而不发生分层。
[0014]
【具体实施方式】
[0015] 为了便于本领域技术人员理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详细描述： 实施例1 本实施例提供一种微乳化生物柴油，其配方由如下各组分组成： 按重量计生物柴油76份、复配乳化剂5份、水47份；所述复配乳化剂按重量计包括按 重量计23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3U6%的白藜芦醇、11%的顺丁烯二酸二甲酯、20%的顺 丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
[0016] 所述复配乳化剂其制备方法为将所述甘露醇加热至KKTC，加入所述脂肪醇聚氧 乙烯醚AE0-3和白藜芦醇、顺丁烯二酸酐，在密封的容器内0. 5MPa的压力下加热至150°C， 并保持35min ;释放容器压力并使温度降至50°C，加入丁烯二酸二甲酯，保持60min获得所 述复配乳化剂。
[0017] -种制备上述微乳化生物柴油的方法，包括如下工序：在标况(温度为0°C和压强 为101. 325千帕）下，向生物柴油中依次加入所述复配乳化剂、水，每分钟向其通入IOL/千 克水的空气，同时向其施加波长200?275nm连续波长的紫外光（30W市售紫外LED产生， 距离5cm)，处理200min后获得所述微乳化生物柴油。
[0018] 实施例2 本实施例提供一种微乳化生物柴油，其配方由如下各组分组成： 按重量计生物柴油83份、复配乳化剂3份、水48份；所述复配乳化剂按重量计包括按 重量计23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、16%的白藜芦醇、11%的顺丁烯二酸二甲酯、20%的顺 丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
[0019] 所述复配乳化剂其制备方法为将所述甘露醇加热至KKTC，加入所述脂肪醇聚氧 乙烯醚AE0-3和白藜芦醇、顺丁烯二酸酐，在密封的容器内0. 7MPa的压力下加热至150°C， 并保持30min ;释放容器压力并使温度降至50°C，加入丁烯二酸二甲酯，保持60min获得所 述复配乳化剂。
[0020] 本实施例的微乳化柴油为将各种原料加入机械搅拌机中搅拌至均匀制得。
[0021] 实施例3 本实施例提供一种微乳化生物柴油，其配方由如下各组分组成： 按重量计生物柴油61份、复配乳化剂4份、水36份；所述复配乳化剂按重量计包括按 重量计23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3U6%的白藜芦醇、11%的顺丁烯二酸二甲酯、20%的顺 丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
[0022] 所述复配乳化剂其制备方法为将所述甘露醇加热至KKTC，加入所述脂肪醇聚氧 乙烯醚AE0-3和白藜芦醇、顺丁烯二酸酐，在密封的容器内0. 6MPa的压力下加热至150°C， 并保持40min ;释放容器压力并使温度降至50°C，加入丁烯二酸二甲酯，保持60min获得所 述复配乳化剂。
[0023] 本实施例的制备方法与实施例1 一致。
[0024] 对比例1 本对比例提供一种微乳化生物柴油。改微乳化生物柴油由申请号为200810047153. 6 中国专利所提供。含水量25wt%。
[0025] 对比例2 本对比例提供一种微乳化生物柴油，其配方由如下各组分组成： 按重量计生物柴油76份、复配乳化剂5份、水47份；所述复配乳化剂按重量计包括按 重量计23%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3U9%的顺丁烯二酸二甲酯、28%的顺丁烯二酸酐以及 30%的甘露醇。
[0026] 对比例3 本对比例提供一种微乳化生物柴油，其配方由如下各组分组成： 按重量计生物柴油76份、复配乳化剂5份、水47份；所述复配乳化剂按重量计包括按 重量计28%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、21%的白藜芦醇、16%的顺丁烯二酸二甲酯以及35% 的甘露醇。
[0027] 对比例4 本对比例提供一种微乳化生物柴油，其配方由如下各组分组成： 按重量计生物柴油76份、复配乳化剂5份、水47份；所述复配乳化剂按重量计包括按 重量计33%脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3、26%的白藜芦醇、21%的丁烯二酸二甲酯、20%的顺丁 烯二酸酐。
[0028] 乳化效果及体系稳定性测试。
[0029] 将对比例和对比例所提供的生物柴油，个组分别装满4个IOOOmL的量杯中，分别 进行下述处理：观察其底部分出的水的体积vl，同时记录其体积减少量。将量杯置于30°C 的遮光环境中，记录50日后量杯底部分理出的水的体积v2。将量杯内的微乳化柴油加热至 50°C，记录5日后量杯底部分尚出的水的体积v3。将量杯内的微乳化柴油加热至80°C，记 录5小时候量杯底部分尚出水的体积v4。其结果如表1所不。
[0030] 表 1。
【主权项】
1. 一种微乳化生物柴油，其配方由如下各组分组成： 按重量计生物柴油61?85份、复配乳化剂3?8份、水30?50份；所述复配乳化剂 按重量计包括按重量计23%脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3、16%的白藜芦醇、11%的顺丁烯二酸 二甲酯、20%的顺丁烯二酸酐以及30%的甘露醇。
2. 根据权利要求1所述的微乳化生物柴油，其特征在于：所述复配乳化剂其制备方法 为将所述甘露醇加热至l〇〇°C，加入所述脂肪醇聚氧乙烯醚AEO-3和白藜芦醇、顺丁烯二酸 酐，在密封的容器内0. 4?0. 7MPa的压力下加热至150°C，并保持20?40min ;释放容器压 力并使温度降至50°C，加入顺丁烯二酸二甲酯，保持60min获得所述复配乳化剂。
3. -种制备如权利要求1或2所述的微乳化生物柴油的方法，包括如下工序：在标况 下，向生物柴油中依次加入所述复配乳化剂、水，每分钟向其通入10L/千克水的空气，同时 向其施加波长200?275nm的紫外光，处理140?200min后获得所述微乳化生物柴油。
【专利摘要】本发明公开一种微乳化生物柴油及其制备方法，本发明的微乳化生物柴油具有高含水量低粘度、强挥发性、稳定的优点。
【IPC分类】C10L1-182, C10L1-198, C10L1-18, C10L1-32, C10L1-19
【公开号】CN104531244
【申请号】CN201510022784
【发明人】黄雯婷
【申请人】黄家亨
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月18日