专利名称：一种微乳化生物柴油及其制备方法
技术领域：
本发明涉及生物柴油加工技术领域，尤其涉及一种微乳化生物柴油及其制备方法。
背景技术：
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。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。 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。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。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(CNlO 1250431，一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剂，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。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。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
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种透明、可长期贮存、能很好地发挥生物柴油作为可再生替代能源的优点，且能够降低燃用生物柴油时有害气体NOx排放和碳烟排放的微乳化生物柴油。本发明的另一个目的在于提供上述微乳生物柴油的制备方法。本发明的上述目的是通过如下方案予以实现的一种微乳化生物柴油，其配方由如下质量百分比的各组分组成
生物柴油65 90% ；
复配乳化剂2 12% ；
助溶剂3 8% ；
水5 15%。
上述生物柴油采用本领域技术人员进行生物柴油研究时所用的任何一种生物柴油均可，如可以为地沟油、麻疯树果油、大豆油、棉籽油或棕榈油中任意一种制备而得。
上述复配乳化剂采用脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的混合物，所述脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7均为市售产品。上述复配乳化剂中，对脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的混合比例进行优化，则脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的质量比为 1:2 1:8。上述助溶剂采用正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇或异戊醇中的任意一种或两种以上的混合物。上述水采用普通自来水或纯净水等等。本发明还提供上述微乳化生物柴油的制备方法，其步骤如下所示
首先按照质量比将脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7均勻混合制备得到复配乳化剂，然后在室温条件下，按照质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、助溶剂和水混合并搅拌至均勻透明，最终形成的透明混合液即为所需微乳化生物柴油。本发明的微乳化生物柴油具有清澈、透明、分散均勻、热力学相当稳定、有利于储存和运输且不分层等特点。与现有技术相比，本发明具有如下有益效果
1.本发明的微乳化生物柴油，其配方中组分的选择和配比均是经过优化后得到的，其配比合理，乳化剂和助溶剂中未添加任何含氮化合物，水的含量达到5 15%，从而能够有效地降低NOx和碳烟的排放；
2.本发明的微乳化生物柴油，其复配乳化剂和助溶剂的原料成本低、无毒性，使用时对柴油机无腐蚀性；
3.本发明的微乳化生物柴油，既能发挥生物柴油作为可再生替代能源的优点，又能降低燃用生物柴油时有害气体NOx和碳烟的排放，而且价格低廉，能够长期稳定储运；
4.本发明的微乳化生物柴油，其制备方法简单，在制备过程中对环境不会造成污染。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明做进一步地解释，但具体实施例并不对本发明做任何限定。实施例1乳化剂的筛选
鉴于乳化剂对微乳化生物柴油稳定性和品质的影响，因此本实施例对乳化剂进行优化和筛选，具体分为如下几个步骤。一、单一乳化剂的使用效果
首先研究单一乳化剂使用时形成微乳的用量，以确定乳化剂的效率。本实施例选择的乳化剂有辛基酚聚氧乙烯醚(0P系列)、壬基酚聚氧乙烯醚(TX系列)、脂肪醇聚氧乙烯醚(ΑΕ0系列)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、琥珀酸二辛酯磺酸钠 (Α0Τ)、司盘(Span系列)、吐温(Tween系列)、三乙醇胺单油酸酯和脂肪酸酰胺等。实验方法不同乳化剂与助溶剂(正丁醇)按质量比1:1混合均勻后，逐滴加入生物柴油中(该生物柴油的油水比为0. 90、油水总质量为10g)，边滴加边搅拌，直到液体变为澄清透明状态为止，记录加入乳化剂的质量。实验后分析实验结果本实施例的不同乳化剂中，单一使用时能形成微乳化的表面活性剂有TX-7、AE0-7、AE0-9、Tween80和正丁醇本身，其中TX-7和AE0-7所用质量最小，但是TX-7为壬基酚聚氧乙烯醚，其分子本身带有苯环，燃烧后对环境污染相对较大，出于环保角度考虑，选择AE0-7进行后续研究。二、复配乳化剂的筛选
发明人通过实验对比后发现，复配乳化剂比单一乳化剂效果更好，因此对AE0-7进行复配乳化剂的研究。先将AE0-7与上述各乳化剂进行复配，结果发现，CTAB, AOT、AE0-9和AE0-3与 AE0-7复配后，可使得生物柴油微乳化，其余乳化剂与AE0-7的复配无法使得生物柴油微乳化。于是针对CTAB、AOT、AE0-9和AE0-3与AE0-7的复配效果，本发明人又进行深入研究，实验方法为
(1)取适量复配乳化剂，加入等量正丁醇，完全溶解后，加入Ig水和9g生物柴油，充分搅拌，至溶液变为透明澄清液体，并于室温条件下观察微乳化生物柴油能否长期放置，结果如表1所示。表1不同复配乳化剂制备微乳化生物柴油的效果
权利要求
1.一种微乳化生物柴油，其配方由如下质量百分比的各组分组成生物柴油65 90% ；复配乳化剂2 12% ；助溶剂3 8% ；水5 15%。
2.根据权利要求1所述微乳化生物柴油，其特征在于所述生物柴油为地沟油、麻疯树果油、大豆油、棉籽油或棕榈油中任意一种制备而得。
3.根据权利要求1所述微乳化生物柴油，其特征在于所述复配乳化剂为脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的混合物。
4.根据权利要求3所述微乳化生物柴油，其特征在于所述脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7的质量比为1:2 1:8。
5.根据权利要求1所述微乳化生物柴油，其特征在于所述助溶剂为正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、正戊醇或异戊醇中的任意一种或两种以上的混合物。
6.一种权利要求1 5所述任一项微乳化生物柴油的制备方法，其特征在于该制备方法包括如下步骤首先按照质量比将脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-3和脂肪醇聚氧乙烯醚AE0-7均勻混合制备得到复配乳化剂，然后在室温条件下，按照质量百分比将生物柴油、复配乳化剂、助溶剂和水混合并搅拌至均勻透明，最终形成的透明混合液即为所需微乳化生物柴油。
全文摘要
本发明公开一种微乳化生物柴油及其制备方法，该微乳化生物柴油的配方，按质量百分比计，由65～90%生物柴油、2～12%复配乳化剂、3～8%助溶剂和5～15%水组成。本发明微乳化生物柴油的配比合理，并具有清澈、透明、分散均匀、热力学相当稳定、有利于储存和运输且不分层等特点。本发明的微乳化生物柴油既能发挥生物柴油作为可再生替代能源的优点，又能降低燃用生物柴油时有害气体NOx和碳烟的排放，而且价格低廉，能够长期稳定储运。本发明的微乳化生物柴油，其制备方法简单，在制备过程中对环境不会造成污染。
文档编号C10L1/32GK102382697SQ201110299389
公开日2012年3月21日 申请日期2011年10月9日 优先权日2011年10月9日
发明者吕玉平, 宋化灿, 杨明桂, 林志生, 王希在, 胡江涌, 钟少芬, 闻环 申请人:国家石油石化产品质量监督检验中心(广东)