CN103642543A - 生物柴油复合添加剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于燃油添加剂领域，具体涉及一种生物柴油复合添加剂的制备方法。生物柴油复合添加剂的制备方法，该方法包括下述的步骤：将甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、硝酸异辛酯、邻苯二甲酸二乙酯加入原料混溶罐中，搅拌均匀后，加入马来酸酐、异辛醇搅拌均匀，再加入叔丁胺、双十六烷基二甲基氯化铵，搅拌30-35分钟；向上述溶液中加入聚氧乙烯十六烷基酚醚和苯基炔丙基醚，加热至45℃-50℃，于0.5-1.0MP下搅拌20-30分钟，静置24小时，过滤，除去沉淀。本发明产品不仅具有良好的降冷滤点效果，而且不存在冷滤点逆转的问题，不影响其它柴油添加剂的效果，具有高效稳定分散能力和良好的油溶性。

Description

生物柴油复合添加剂的制备方法

技术领域

本发明属于燃油添加剂领域，具体涉及一种生物柴油复合添加剂的制备方法。

背景技术                             

生物柴油（Biodiesel）又称为生质柴油，是用未加工过的或者使用过的植物油以及动物脂肪通过不同的化学反应制备出来的一种被认为是环保的生质燃料。这种生物燃料可以像柴油一样使用。生物柴油最普遍的制备方法是酯交换反应。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。

生物柴油最普遍的制备方法是酯交换反应。由植物油和脂肪中占主要成分的甘油三酯与醇（一般是甲醇）在催化剂存在下反应，生成脂肪酸酯。脂肪酸酯的物理和化学性质与柴油非常相近甚至更好。

生物柴油是清洁可再生能源，主要以大豆和油菜籽等油料作物、油棕、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，是优良的石油柴油代用品。生物柴油是新型“绿色能源”，发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要意义。生物柴油不仅可以缓解人类对石油的依赖程度，同时也是一种可再生能源。正是基于这些特性，目前，生物质柴油正形成发展迅速的绿色产业，生物质柴油独特的优势决定了其广阔的应用前景。

柴油分子是由16个左右的碳链组成的，植物油分子则一般由14-18个碳链组成，与柴油分子中碳数相近。按化学成分分析，生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷，它是通过以不饱和油酸CI8为主要成分的甘油脂分解而制得。由于生物柴油的组分和结构特点，生物柴油的冷滤点在0℃左右，在低温下结晶和凝胶化现象限制了生物柴油在低温流动条件下的应用。

现有技术使用柴油添加剂的方法在一定程度上提高柴油的低温流动性能、促进柴油燃烧或提高柴油的防爆性，但是功能单一，只能提高柴油的某一性能，有的添加剂在提高了柴油的一种性能的同时还会降低其他性能和指标，缺少各组分之间的协同作用。

生物柴油由于本身含氧10%左右，十六烷值较高，且不含有芳香烃和硫，所以它能够降低CO、HC、微粒、NOX和芳香烃等污染物的发动机排气管排放，尤其是微粒中的MP10的排放，而它正是导致人类呼吸***疾病的根源的污染物。

生物柴油具有许多优点，原料来源广泛，可利用各种动、植物油作原料，生物柴油作为柴油代用品使用时柴油机不需作任何改动或更换零件。生物柴油相对于石化柴油、生物柴油贮存、运输和使用都很安全，生物柴油的可再生性高，一年生的能源作物可连年种植收获，多年生的木本植物可一年种维持数十年的经济利用期，效益高。

生物柴油突出的环保性和可再生性，引起了世界发达国家尤其是资源贫乏的国家的高度重视，德国已将生物柴油应用在奔弛、宝马等轿车上。

我国在生物柴油方面的技术研究并不落后于欧美等发达国家，从各种公开的文献 资料上，涉及生物柴油的文献80余篇，涉及技术研究的文献20余篇，内容包括了生物柴油的生产技术和应用研究的各个方面，在专利库中有关生物柴油的专利检索为121条。

生物柴油的产品特性是：具有优良的环保特性，主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放量低，可减少约30%，生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油，检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率，由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10%，生物柴油的生物降解性高；

具有较好的低温发动机启动性能，无添加剂冷滤点达-20℃；

具有较好的润滑性，使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。

具有较好的安全性能，由于闪点高，生物柴油不属于危险品，因此，在运输、储存、使用方面的优点是显而易见的；

具有良好的燃料性能，十六烷值高，使其燃烧性好于柴油，燃烧残留物呈微酸性使催化剂和发动机油的使用寿命加长；

具有可再生性能，作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。

生物柴油的优良性能使得采用生物柴油的发动机废气排放指标不仅满足目前的欧洲Ⅱ号标准，甚至满足随后将在欧洲颁布的实施的更加严格的欧洲Ⅲ标准，而且由于生物柴油燃烧时排放的二氧化碳低于该植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害于人类的重大环境问题，因而生物柴油是一种真正绿色柴油。

生物柴油燃烧所排放的二氧化碳远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳，因此，与使用矿物柴油不同，理论上其用量的增加不仅不会增加，反而会降低因二氧化碳的排放，从而能缓解全球变暖这个影响人类生存的重大环境问题。

本发明多功能车用生物柴油复合添加剂各组分之间可以协同作用，同时提高柴油各性能指标及综合性能，解决了以上问题。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种生物柴油复合添加剂的制备方法。

本发明生物柴油复合添加剂的制备方法是通过下述的技术方案来实现的：

生物柴油复合添加剂的制备方法，该方法包括下述的步骤：

（1）将甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、硝酸异辛酯、邻苯二甲酸二乙酯加入原料混溶罐中，搅拌均匀后，加入马来酸酐、异辛醇搅拌均匀，再加入叔丁胺、双十六烷基二甲基氯化铵，搅拌30-35分钟；

（2）向上述溶液中加入聚氧乙烯十六烷基酚醚和苯基炔丙基醚，加热至45℃-50℃，于0.5-1.0MP下搅拌20-30分钟，静置24小时，过滤，除去沉淀。

上述的原料的体积份数如下：

甲基丙烯酸十二烷基酯                      10~25份

甲基丙烯酸十八烷基酯                      10~25份

马来酸酐                                   7~16份

硝酸异辛酯                                 2~14份

异辛醇                                     1~9份

叔丁胺                                     1~8份

双十六烷基二甲基氯化铵                     1~8份

聚氧乙烯十六烷基酚醚                       1~6份

苯基炔丙基醚                               1~5份

邻苯二甲酸二乙酯                           1~4份。

优选的，上述的原料的体积份数如下：

甲基丙烯酸十二烷基酯                      12~24份

甲基丙烯酸十八烷基酯                      12~24份

马来酸酐                                   7~16份

硝酸异辛酯                                 3~13份

异辛醇                                     2~9份

叔丁胺                                     2~8份

双十六烷基二甲基氯化铵                     2~8份

聚氧乙烯十六烷基酚醚                       2~6份

苯基炔丙基醚                               2~5份

邻苯二甲酸二乙酯                           2~4份。

更优选的，上述的原料的体积份数如下：

甲基丙烯酸十二烷基酯                      23份

甲基丙烯酸十八烷基酯                      23份

马来酸酐                                  12份

硝酸异辛酯                                12份

异辛醇                                    8份

叔丁胺                                    7份

双十六烷基二甲基氯化铵                    5份

聚氧乙烯十六烷基酚醚                      4份

苯基炔丙基醚                              3份

邻苯二甲酸二乙酯                         3份。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明的生物柴油复合添加剂，加入少量到柴油中，就可以使生物柴油凝固温度降低很多度，使生物柴油保持良好的低温流动性能,方便柴油的储运和使用。

（2）本发明产品既含有非极性基团，又含有极性基团所以，既可以用吸附理论解释，又可以用共晶理论解释。当加剂柴油降温后，降凝剂分子中非极性的侧链烷烃与柴油中的蜡共同结晶，而使降凝剂分子呈现“锯齿”状，使蜡晶分散在“锯齿”上不易长大；而降凝剂的极性基团，对晶体的共聚所形成的连续造成较大的位阻，阻止蜡晶的长大，增强了柴油的通过滤网性，即改进了油品的CFPP性能。

（3）本发明产品不仅具有良好的降冷滤点效果，而且不存在冷滤点逆转的问题，不影响其它柴油添加剂的效果，具有高效稳定分散能力和良好的油溶性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。

实施例1

按体积份量取18份甲基丙烯酸十二烷基酯、18份甲基丙烯酸十八烷基酯、14份硝酸异辛酯、4份邻苯二甲酸二乙酯按比例加入原料混溶罐中，搅拌均匀后，加入15份马来酸酐、5份异辛醇搅拌均匀，再加入8份叔丁胺、8份双十六烷基二甲基氯化铵，搅拌30-35分钟；向上述溶液中加入5份聚氧乙烯十六烷基酚醚和5份苯基炔丙基醚，加热至45℃-50℃，于0.5-1.0MP下搅拌20-30分钟，静置24小时，过滤，除去沉淀，即得本发明的生物柴油复合添加剂A。

实施例2

按体积份量取23份甲基丙烯酸十二烷基酯、23份甲基丙烯酸十八烷基酯、12份硝酸异辛酯、3份邻苯二甲酸二乙酯按比例加入原料混溶罐中，搅拌均匀后，加入12份马来酸酐、8份异辛醇搅拌均匀，再加入7份叔丁胺、5份双十六烷基二甲基氯化铵，搅拌30-35分钟；向上述溶液中加入4份聚氧乙烯十六烷基酚醚和3份苯基炔丙基醚，加热至45℃-50℃，于0.5-1.0MP下搅拌20-30分钟，静置24小时，过滤，除去沉淀，即得本发明的生物柴油复合添加剂B。

实施例3

按体积份量取20份甲基丙烯酸十二烷基酯、20份甲基丙烯酸十八烷基酯、8份硝酸异辛酯、4份邻苯二甲酸二乙酯按比例加入原料混溶罐中，搅拌均匀后，加入12份马来酸酐、9份异辛醇搅拌均匀，再加入8份叔丁胺、8份双十六烷基二甲基氯化铵，搅拌30-35分钟；向上述溶液中加入6份聚氧乙烯十六烷基酚醚和5份苯基炔丙基醚，加热至45℃-50℃，于0.5-1.0MP下搅拌20-30分钟，静置24小时，过滤，除去沉淀，即得本发明的生物柴油复合添加剂C。

将本发明的生物柴油复合添加剂A、B、C，分别按照不同的添加量添加到生物柴油中进行改进效果试验，结果如表1：

表1：对不同来源生物柴油的冷虑点改进试验

Claims (4)

1.生物柴油复合添加剂的制备方法，该方法包括下述的步骤：

（1）将甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、硝酸异辛酯、邻苯二甲酸二乙酯加入原料混溶罐中，搅拌均匀后，加入马来酸酐、异辛醇搅拌均匀，再加入叔丁胺、双十六烷基二甲基氯化铵，搅拌30-35分钟；

（2）向上述溶液中加入聚氧乙烯十六烷基酚醚和苯基炔丙基醚，加热至45℃-50℃，于0.5-1.0MP下搅拌20-30分钟，静置24小时，过滤，除去沉淀。

2.如权利要求1所述的生物柴油复合添加剂的制备方法，其特征在于，所述的原料的体积份数如下：

甲基丙烯酸十二烷基酯                      10~25份

甲基丙烯酸十八烷基酯                      10~25份

马来酸酐                                   7~16份

硝酸异辛酯                                 2~14份

异辛醇                                     1~9份

叔丁胺                                     1~8份

双十六烷基二甲基氯化铵                     1~8份

聚氧乙烯十六烷基酚醚                       1~6份

苯基炔丙基醚                               1~5份

邻苯二甲酸二乙酯                           1~4份。

3.如权利要求1所述的生物柴油复合添加剂的制备方法，其特征在于，所述的原料的体积份数如下：

甲基丙烯酸十二烷基酯                      12~24份

甲基丙烯酸十八烷基酯                      12~24份

马来酸酐                                   7~16份

硝酸异辛酯                                 3~13份

异辛醇                                     2~9份

叔丁胺                                     2~8份

双十六烷基二甲基氯化铵                     2~8份

聚氧乙烯十六烷基酚醚                       2~6份

苯基炔丙基醚                               2~5份

邻苯二甲酸二乙酯                           2~4份。

4.如权利要求1所述的生物柴油复合添加剂的制备方法，其特征在于，所述的原料的体积份数如下：

甲基丙烯酸十二烷基酯                      23份

甲基丙烯酸十八烷基酯                      23份

马来酸酐                                  12份

硝酸异辛酯                                12份

异辛醇                                    8份

叔丁胺                                    7份

双十六烷基二甲基氯化铵                    5份

聚氧乙烯十六烷基酚醚                      4份

苯基炔丙基醚                              3份

邻苯二甲酸二乙酯                         3份。