一种生物燃油及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及化工环保领域，具体涉及一种生物燃油及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 柴油作为一种重要的石油炼制产品，在各国燃料结构中占有很高的份额，是许多 大型车辆(如卡车、内燃机及发电机等）的主要动力燃料，具有动力大，价格便宜等优点。随 着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，未来柴油的需求量会越来越大，而石油资源的日益 枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐。
[0003] 柴油在应用过程中也存在许多问题，例如燃烧效率低、对空气污染严重，产生大量 的颗粒粉尘、二氧化碳排放量高等。
[0004] 生物燃油是指通过生物资源生产的燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料，可以替 代由石油制取的汽油和柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。所谓的生物资源是指利 用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生命的可以生长的有机物 质。它包括植物、动物和微生物，不同于石油、煤炭、核能等传统燃料，这些新兴的燃料是可 再生燃料。
[0005]目前生物柴油作为一种可替代柴油的燃料被研究得较多。生物柴油即脂肪酸甲酯 是一种含氧清洁燃料，由于其具有燃烧率高、污染少，可再生等优点，为人们所关注。目前生 物柴油主要是用化学法生产，即用动物和植物油脂和甲醇或乙醇等低碳醇在酸或碱性催化 剂和高温（230~250°C)下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯。
[0006]目前生物燃油主要存在生产成本高，转化率低等问题。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是针对现有技术存在的上述缺陷，所要解决的技术问题之一是提供 一种生物燃油。
[0008] 本发明所要解决的技术问题之二是提供上述生物燃油的制备方法。
[0009] 本发明提供的一种生物燃油，其包括60~80wt%的A组分和20~40wt%的B组分； A组分按重量份计包括下述组分：
B组分按重量份计包括下述组分:
其中，所述蓝藻提取油是按照如卜步骤制备： (1)将蓝藻与质量分数为60%~90%的乙醇按固液比（g/ml) 1:5~1:20混合置于反应 釜中，加入催化剂，催化剂的加入量为蓝藻重量的0. 1~2%，加热反应，反应条件为：温度为 260~360°C，压力为7~22MPa，反应时间为15~45min;得到反应液； (2) 加入无水乙醇萃取反应液，抽滤分离出固体残留物，液相静置分层为有机相和乙醇 水溶液相； (3) 将有机相减压蒸馏，得到的油状液体为蓝藻提取油；减压蒸馏条件为： 0? 085~0.IMPa，温度为 20~40°C。
[0010] 优选的，步骤（1)的催化剂由40~60wt%的三水合磷酸铵和40~60wt%的六水合硫 酸铵锰组成。
[0011] 优选的，所述改性剂选自甲基叔丁基醚、丙二醇丁醚、环氧丙烷中的一种或多种的 混合物；优选的，所述改性剂为甲基叔丁基醚、丙二醇丁醚、环氧丙烷按重量比1:1:2复配 而成。
[0012] 优选的，所述抗爆剂为甲基环戊二烯三羰基锰。
[0013] 优选的，所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠。
[0014] 本发明中， 甲基叔丁基醚，CAS号：1634-04-4。
[0015]丙二醇丁醚，又名：1，2_ 丙二醇-1-单丁醚，CAS号：15821-83-7。
[0016]环氧丙烷，CAS号：75-569。
[0017] 甲基环戊二烯三羰基锰，CAS号：120-54-5。
[0018] 十二烷基苯磺酸钠，CAS号：25155-30-0。
[0019] 本发明还提供了上述生物燃油的制备方法，其包括以下步骤： (1) 按重量比称取蓝藻提取油、表面活性剂和水，混合均匀制得A组分； (2) 按重量比称取柴油、油酸、乙醇、改性剂和抗爆剂，混合均匀，制得B组分； (3) 将B组分添加入A组分，混合均匀，即得到本发明所述生物燃油。
[0020] 本发明的生物燃油可以替代柴油，节能环保，且制备方法简单，成本低，容易实现 工程产业化。
【具体实施方式】
[0021] 下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用 于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制。该领域的技术熟练人 员可以根据上述本发明的内容，对本发明做出一些非本质的改进和调整。
[0022] 实施例1蓝藻提取油的制备 蓝藻提取油是按照如下步骤制备： (1) 将蓝藻与质量分数为75%的乙醇按固液比（g/ml) 1:10混合置于反应釜中，加入 三水合磷酸铵，三水合磷酸铵的加入量为蓝藻重量的〇. 5%，加热反应，反应条件为：温度为 320°C，压力为12MPa，反应时间为30min;得到反应液； (2) 加入无水乙醇萃取反应液，抽滤分离出固体残留物，液相静置分层为有机相和乙醇 水溶液相； (3) 将有机相减压蒸馏，减压蒸馏条件为：0. 09MPa，温度为25°C，得到的油状液体为蓝 藻提取油，蓝藻提取油的产油率为26. 2%，热值为26. 3MJ/kg。
[0023] 蓝藻提取油的产油率（％)=蓝藻提取油的重量/蓝藻重量X100%。
[0024] 实施例2蓝藻提取油的制备 按照实施例1所述方法，将三水合磷酸铵替换为六水合硫酸铵锰，蓝藻提取油的产油 率为 27. 3%，热值为 26.OMJ/kg。
[0025] 实施例3蓝藻提取油的制备 按照实施例1所述方法，将三水合磷酸铵替换为三水合磷酸铵与六水合硫酸铵锰重量 比1:1的混合物，蓝藻提取油的产油率为30. 1%，热值为27. 5MJ/kg。
[0026] 实施例4生物燃油的制备 生物柴油是按如下步骤制备： (1) 取实施例3制得的蓝藻提取油60公斤，十二烷基苯磺酸钠5公斤，水5公斤，混合 均匀，制得组分A; (2) 取0#柴油20公斤，油酸3. 8公斤，乙醇3. 8公斤，改性剂2公斤，甲基环戊二烯三 羰基锰0. 4公斤，混合均匀，制得组分B;其中，所述改性剂为甲基叔丁基醚0. 5公斤、丙二 醇丁醚0. 5公斤和环氧丙烷1公斤； (3) 将B组分添加入A组分，混合均匀，即得到实施例4的生物燃油，热值为40. 7MJ/kg。
[0027] 实施例5生物燃油的制备 按照实施例4所述方法制备，将改性剂替换为甲基叔丁基醚1公斤和环氧丙烷1公斤， 得到实施例5的生物燃油，热值为38. 4MJ/kg。
[0028] 实施例6生物燃油的制备 按照实施例4所述方法制备，将改性剂替换为丙二醇丁醚1公斤和环氧丙烷1公斤，得 到实施例6的生物燃油，热值为36. 9MJ/kg。
[0029] 实施例7生物燃油的制备 按照实施例4所述方法制备，将改性剂替换为甲基叔丁基醚1公斤和丙二醇丁醚1公 斤，得到实施例7的生物燃油，热值为38.lMJ/kg。
[0030] 由实施例可以看出，本发明制得的生物柴油，基本可以替代柴油，节能环保，且制 备方法简单，成本低，容易实现工程产业化。
[0031]另外，在一些营养丰富的水体中，有些蓝藻常于夏季大量繁殖，并在水面形成一层 蓝绿色而有腥臭味的浮沫，称为"水华"，大规模的蓝藻爆发，被称为"绿潮"。绿潮引起水质 恶化，严重时耗尽水中氧气而造成鱼类的死亡。更为严重的是，蓝藻中有些种类还会产生微 囊藻毒素，对鱼类、人畜产生毒害。
[0032] 本发明也是对蓝藻的有效利用，尤其是实施例3使用了三水合磷酸铵与六水合硫 酸铵锰复配的催化剂进行蓝藻提取油的提取，使得产油率，比单一使用催化剂时有了明显 提尚。
[0033] 以蓝藻提取油为主要成分制成的生物燃油，热值也较高，尤其是实施例4使用了 甲基叔丁基醚0. 5公斤、丙二醇丁醚0. 5公斤和环氧丙烷1公斤复配的改性剂，相比较于实 施例5-7使用单一改性剂制得的生物燃油，热值有了明显提高。
【主权项】
1. 一种生物燃油，其包括60~80wt%的A组分和20~40wt%的B组分； A组分按重量份计包括下述组分： 蓝藻提取油 50~70份， 表面活性剂 1~5份， 水 1~10份； B组分按重量份计包括下述组分： 柴油 10~28份， 油酸 2~10份， 乙醇 2~10份， 改性剂 1~8份， 抗爆剂 0. 1~2份。2. 如权利要求1所述的生物燃油，其特征在于：所述蓝藻提取油是按照如下步骤制 备： (1) 将蓝藻与质量分数为60%~90%的乙醇按固液比（g/ml) 1:5~1:20混合置于反应 釜中，加入催化剂，催化剂的加入量为蓝藻重量的0. 1~2%，加热反应，反应条件为：温度为 260~360°C，压力为7~22MPa，反应时间为15~45min ;得到反应液； (2) 加入无水乙醇萃取反应液，抽滤分离出固体残留物，液相静置分层为有机相和乙醇 水溶液相； (3) 将有机相减压蒸馏，得到的油状液体为蓝藻提取油；减压蒸馏条件为： 0? 085~0.1 MPa，温度为 20~40°C。3. 如权利要求2所述的生物燃油，其特征在于：步骤（1)所述的催化剂由40~60wt%的 三水合磷酸铵和40~60wt%的六水合硫酸铵锰组成。4. 如权利要求1所述的生物燃油，其特征在于：所述改性剂选自甲基叔丁基醚、丙二醇 丁醚、环氧丙烷中的一种或多种的混合物。5. 如权利要求4所述的生物燃油，其特征在于：所述改性剂为甲基叔丁基醚、丙二醇丁 醚、环氧丙烷按重量比1:1:2复配而成。6. 如权利要求1~5中任一项所述的生物燃油，其特征在于：所述抗爆剂为甲基环戊二 烯三羰基锰。7. 如权利要求1~5中任一项所述的生物燃油，其特征在于：所述表面活性剂为十二烷 基磺酸钠。8. 权利要求1~7中任一项所述的生物燃油的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 按重量比称取蓝藻提取油、表面活性剂和水，混合均匀制得A组分； (2) 按重量比称取柴油、油酸、乙醇、改性剂和抗爆剂，混合均匀，制得B组分； (3) 将B组分添加入A组分，混合均匀，即得到本发明所述生物燃油。
【专利摘要】本发明公开了一种生物燃油及其制备方法，所述生物燃油包括60~80wt%的A组分和20~40wt%的B组分；其中，A组分按重量百分比包括如下组分：蓝藻提取油50~70份，表面活性剂1~5份，水1~10份；B组分按重量份计包括下述组分：柴油10~28份，油酸2~10份，乙醇2~10份，改性剂1~8份，防爆剂0.1~2份。本发明的生物燃油可以替代柴油，节能环保，且制备方法简单，成本低，容易实现工程产业化。
【IPC分类】C10L1/185, C10L1/00, C10L1/24, C10L1/188, C10L1/02, C10L1/30
【公开号】CN105132043
【申请号】CN201510412824
【发明人】何勇, 裘广晏
【申请人】广西南宁高斯特科贸有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月15日