CN104087351A - 改进型生物柴油及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种改进型生物柴油及其制备方法。其中,该改进型生物柴油包括生物柴油和煤直接液化柴油,煤直接液化柴油占该改进型生物柴油总体积的5-20%。本发明还提供了一种改进型生物柴油的制备方法,该制备方法包括:将生物柴油与煤直接液化柴油进行混合互溶,得到混合液;将盖混合液静置即可得到上述改进型生物柴油,其中煤直接液化柴油占改进型生物柴油总体积的5-20%。本发明提供的高生物柴油低温流动性的方法简单快捷,可行性高,解决了现有生物柴油中存在的低温流动性较差的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及生物柴油生产技术领域,尤其涉及一种改进型生物柴油及其制备方法。
背景技术
生物柴油是指由动植物油脂(脂肪酸甘油三酯)与醇(甲醇或乙醇)经酯交换反应得到的脂肪酸单烷基酯,最典型的是脂肪酸甲酯。与传统的石化能源相比,生物柴油的硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性,是理想的石化柴油的重要替代产品。然而生物柴油在低温下常会因为脂肪酸甲酯结晶析出而堵塞输油管和过滤器,从而阻碍发动机的正常运行,因此提高生物柴油的低温流动性是生物柴油研究开发过程中必须要面对和解决的问题。
目前,解决生物柴油低温流动性差的问题主要采取以下两种措施。一种方法是向生物柴油中加入低温流动降凝剂,其中最常用的降凝剂为线型高分子聚合物。线型高分子吸附在生物柴油晶核的周围,阻止晶核的进一步生长,从而达到提高生物柴油低温流动性的目的。但是,国内外对于生物柴油降凝剂方面大多沿用传统的柴油降凝剂,缺乏针对生物柴油效果明显的降凝剂,原因在于生物柴油成分与柴油有很大不同,含有大量的饱和脂肪酸甲酯,其本身凝固点较高,单纯使用降凝剂效果不佳。另一种方法是将一定量的生物柴油混入石化柴油中,使得混合柴油的冷凝点降低。然而,此方法制得的混合柴油中精制柴油量占据大多数,生物柴油的体积分数仅为2%~20%,而我国精制柴油产量小、供不应求,所以这个方法不太可行。
在公开号为CN102634391A的中国专利申请中公开了一种生物柴油降凝剂组合物及其制备方法。所提供的生物柴油降凝剂组合物,即将司班系列表面活性剂与柴油降凝剂混合而组分的生物柴油降凝剂组合物,其原料按质量百分比计算,由0~5%的司班20、0~5%的司班40、0~5%的司班60、40~60%的司班80及30~50%的聚乙烯-醋酸乙烯酯类降凝剂T1804D组分。该专利公开的生物柴油降凝剂组合物增强了降凝剂与蜡晶的接触程度,改善生物柴油油品的低温流动性。将该生物柴油降凝剂组合物添加到生物柴油中,可使其冷滤点降低6~10℃,冷凝点降低7~11℃。但是,这种降凝剂组合物对于具有较高冷凝点的生物柴油的低温流动性改善作用不明显,比如脂肪酸甲酯。
在公开号为1844329的中国专利申请中公开了一种膏桐油与石化柴油掺配做柴油机燃油的方法。该方法将未进行改性处理的膏桐籽精炼油直接与石化柴油掺配后所得混合物作为柴油发动机的通用燃油使用,膏桐籽精炼油占混合物总重量的10~50%,混合物中不加入醇及表面活性剂。该发明方法制得的混合柴油具有良好的流动性和燃烧性能,然而混合柴油中石化柴油的量过高,使得混合柴油的成本还是过高。
发明内容
本发明旨在提供一种改进型生物柴油及其制备方法,以解决现有生物柴油中存在的低温流动性较差的技术问题。
为了解决上述问题,本申请提供了一种改进型生物柴油,该改进型生物柴油包括生物柴油和煤直接液化柴油,煤直接液化柴油占该改进型生物柴油总体积的5-20%。
进一步地,上述改进型生物柴油中,煤直接液化柴油为煤直接液化加氢改质柴油。
进一步地,上述改进型生物柴油中,煤直接液化柴油占该改进型生物柴油总体积的10-20%。
进一步地,上述改进型生物柴油中,煤直接液化柴油占该改进型生物柴油总体积的15%-20%。
本发明还提供了一种改进型生物柴油的制备方法。该制备方法包括:将生物柴油与煤直接液化柴油进行混合互溶,得到混合液;将混合液静置,得到改进型生物柴油,其中,煤直接液化柴油占该改进型生物柴油总体积的5-20%。
进一步地,上述制备方法中,将生物柴油与煤直接液化柴油进行混合的方法包括:将生物柴油和煤直接液化柴油以上述体积比加入到容器中,然后在室温下将生物柴油和煤直接液化柴油混合均匀。
进一步地,上述制备方法中,在生物柴油与煤直接液化柴油进行混合后,静置的时间为20-40分钟。
进一步地,上述制备方法中,煤直接液化柴油为煤直接液化加氢改质柴油。
应用本发明提供的技术方案,通过将具有较低冷凝点和蒸汽压的煤直接液化柴油和生物柴油混合形成互溶的生物柴油,使得生物柴油的蒸汽压下降,从而降低了生物柴油的冷凝点,提高了生物柴油的低温流动性。本发明提供的提高生物柴油低温流动性的方法简单快捷,可行性高,可明显提高生物柴油的低温流动性。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1示出了本发明提供的改进型生物柴油的制备方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请的具体实施方式,对本申请的技术方案进行详细的说明,但如下实施例仅是用以理解本申请,而不能限制本申请,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合,本申请可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
由背景技术可知,现有生物柴油中存在的低温流动性较差的技术问题。本发明的发明人针对上述问题进行研究,提出了一种改进型生物柴油及其制备方法。该改进型生物柴油包括生物柴油和煤直接液化柴油,其中煤直接液化柴油占改进型生物柴油总体积的5-20%。该改进型生物柴油中,通过利用具有较低冷凝点和蒸汽压的煤直接液化柴油和生物柴油混合形成互溶的生物柴油,使得生物柴油的蒸汽压下降,从而降低了生物柴油的冷凝点,提高了生物柴油的低温流动性。本发明提供的提高生物柴油低温流动性的方法简单快捷,可行性高,可明显提高生物柴油的低温流动性。
上述改进型生物柴油中,只要煤直接液化柴油在改进型生物柴油中的体积比为5-20%就能提高生物柴油的低温流动性。在一种优选的实施方式中,煤直接液化柴油占改进型生物柴油总体积的10-20%。更为优选地,煤直接液化柴油占改进型生物柴油总体积的15%-20%。
上述煤直接液化柴油(Coal-to-liquids,CTL)是指以煤炭为原料合成的油,现代煤炭直接液化技术提高了产品质量,特别是通过液化后的提质加工工艺,使液化油通过加氢精制、重整、加氢裂化,可得到合格的汽油、柴油或航空煤油。优选地,本发明所述煤直接液化柴油为煤直接液化加氢改质柴油。将煤直接液化加氢改质柴油和生物柴油混合形成互溶的混合柴油,能够进一步降低混合柴油的蒸汽压,从而进一步降低了混合柴油的冷凝点,并进一步提高了混合柴油的低温流动性。
本发明还提供了一种改进型生物柴油的制备方法,该制备方法包括:将生物柴油与煤直接液化柴油进行混合互溶,得到混合液;将该混合液静置,得到改进型生物柴油,其中,煤直接液化柴油占改进型生物柴油总体积的5-20%。该制备方法简单快捷,可行性高,解决了现有生物柴油中存在的低温流动性较差的技术问题。图1示出了本发明提供的改进型生物柴油的制备方法的流程示意图。下面将结合图1进一步解释说明本发明提供的改进型生物柴油低的制备方法。
如图1所示,首先,将生物柴油和煤直接液化柴油进行混合互溶,得到混合液。其中,煤直接液化柴油占混合液的总体积的5-20%。具体包括以下步骤:将上述体积比的生物柴油和煤直接液化柴油加入到容器中,在室温下将生物柴油和煤直接液化柴油混合,通过震荡使得生物柴油和煤直接液化柴油形成分子态的均匀相。所述震荡是指通过外力对混合柴油进行机械搅拌,比如超声波震荡、磁力或机械搅拌、摇晃。
在该改进型生物柴油中生物柴油相当于“溶剂”,而煤直接液化柴油相当于“溶质”。由于生物柴油和和煤直接液化柴油都属于非极性溶液,因此两者能够完全溶解。所述溶解需经过两个过程为:首先,“溶质”煤直接液化柴油分子扩散到“溶剂”生物柴油中,该扩散过程属于物理过程,需要吸收热量,这部分热量是由机械搅拌能量转化为混合柴油热能后提供的。然后,“溶质”煤直接液化柴油和“溶剂”生物柴油通过氢键等分子力发生键合作用,形成分子态的均匀相。
将生物柴油和煤直接液化柴油进行混合互溶,得到混合液的步骤之后,将上述混合液静置,得到改进型生物柴油。静置的目的是让煤直接液化柴油和生物柴油的分子进一步混合,形成均匀的改进型生物柴油。优选地,静置的时间为20-40分钟。实验证明,此时所得到的改进型生物柴油中煤直接液化柴油和生物柴油混合地更加均匀。
本发明所指煤直接液化柴油(Coal-to-liquids,CTL)是指以煤炭为原料合成的油,现代煤炭直接液化技术提高了产品质量,特别是通过液化后的提质加工工艺,使液化油通过加氢精制、重整、加氢裂化,可得到合格的汽油、柴油或航空煤油。优选地,本发明所述煤直接液化柴油为煤直接液化加氢改质柴油。所述煤直接液化加氢改质柴油的生产方法为:对煤直接液化油进行加氢改质,然后进行蒸馏,最终得到加氢改质后的柴油馏分。将煤直接液化加氢改质柴油和生物柴油混合形成互溶的混合柴油,能够进一步降低混合柴油的蒸汽压,从而进一步降低了混合柴油的冷凝点,并进一步提高了混合柴油的低温流动性。
下面将更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而,这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是,提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员。
以下将以具体实施例进一步说明本发明所提供的改进型生物柴油及其制备方法。
在下面的实施例中,生物柴油(化学纯)购自上海众明化工有限公司,煤直接液化柴油产自中国神华煤制油化工有限公司,煤直接液化加氢改质柴油产自中国神华煤制油化工有限公司。
对比例1
1.生物柴油组成
其中生物柴油的体积百分含量为100%。
2.生物柴油制作方法
在200mL试剂瓶中,加入100mL生物柴油,控制温度在室温。
3.性能测试
本实施例中冷滤点的测试方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行,冷凝点的测试方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行,闭口闪点的测试方法根据《GB/T 261闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》进行,运动粘度的测试方法依据《GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》进行,酸值的测试方法依据《GB/T 264石油产品酸值测定法》进行。
冷滤点是衡量生物柴油低温性能的重要指标,能够反映生物柴油低温实际使用性能,最接近生气柴油的实际最低使用温度。因此,本发明采用冷滤点表征生物柴油的低温流动性能。测试结果表明,生物柴油的冷滤点为10℃,符合国标GB_T20828-2007对生物柴油技术性能的相关要求。
实施例1
1.改进型生物柴油的组成
改进型生物柴油,由以下体积百分含量的组制成:生物柴油95%;煤直接液化加氢改质柴油5%。
2.改进型生物柴油的制作方法
在200mL试剂瓶中,加入95mL生物柴油,5mL煤直接液化加氢改质柴油,控制温度在室温,将其充分摇匀,静置20分钟。
3.性能测试
本实施例中冷滤点的测试方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行,冷凝点的测试方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行,闭口闪点的测试方法根据《GB/T 261闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》进行,运动粘度的测试方法依据《GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》进行,酸值的测试方法依据《GB/T 264石油产品酸值测定法》进行。
测试结果表明,实施例1得到的改进型生物柴油的冷滤点相比对比例1的生物柴油降低了3℃,其冷滤点、冷凝点、闭口闪点、常温运动粘度以及酸值都符合国标GB_T20828-2007对生物柴油技术性能的相关要求。
实施例2
1.改进型生物柴油的组成
改进型生物柴油,由以下体积百分含量的组制成:生物柴油90%;煤直接液化加氢改质柴油10%。
2.改进型生物柴油制作方法
在200mL试剂瓶中,加入90mL地沟油生物柴油,10mL煤直接液化加氢改质柴油,控制温度在室温,将其充分摇匀,静置25分钟。
3.性能测试
本实施例中冷滤点的测试方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行,冷凝点的测试方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行,闭口闪点的测试方法根据《GB/T 261闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》进行,运动粘度的测试方法依据《GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》进行,酸值的测试方法依据《GB/T 264石油产品酸值测定法》进行。
测试结果表明,实施例2得到的改进型生物柴油的冷滤点相比对比例1的生物柴油降低了5℃,其冷滤点、冷凝点、闭口闪点、常温运动粘度以及酸值都符合国标GB_T20828-2007对生物柴油技术性能的相关要求。
实施例3
1.改进型生物柴油的组成
改进型生物柴油,由以下体积百分含量的组制成:生物柴油85%;煤直接液化加氢改质柴油15%。
2.改进型生物柴油制作方法
在200mL试剂瓶中,加入85mL地沟油生物柴油,15mL煤直接液化加氢改质柴油,控制温度在室温,将其充分摇匀,静置30分钟。
3.性能测试
本实施例中冷滤点的测试方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行,冷凝点的测试方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行,闭口闪点的测试方法根据《GB/T 261闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》进行,运动粘度的测试方法依据《GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》进行,酸值的测试方法依据《GB/T 264石油产品酸值测定法》进行。
测试结果表明,实施例3得到的改进型生物柴油的冷滤点相比对比例1的生物柴油降低了6℃,其冷滤点、冷凝点、闭口闪点、常温运动粘度以及酸值都符合国标GB_T20828-2007对生物柴油技术性能的相关要求。
实施例4
1.改进型生物柴油的组成
改进型生物柴油,由以下体积百分含量的组制成:生物柴油80%;煤直接液化加氢改质柴油20%。
2.改进型生物柴油制作方法
在200mL试剂瓶中,加入80mL地沟油生物柴油,20mL煤直接液化加氢改质柴油,控制温度在室温,将其充分摇匀,静置40分钟。
3.性能测试
本实施例中冷滤点的测试方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行,冷凝点的测试方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行,闭口闪点的测试方法根据《GB/T 261闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》进行,运动粘度的测试方法依据《GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》进行,酸值的测试方法依据《GB/T 264石油产品酸值测定法》进行。
测试结果表明,实施例4得到的改进型生物柴油的冷滤点相比对比例1的生物柴油降低了7℃,其冷滤点、冷凝点、闭口闪点、常温运动粘度以及酸值都符合国标GB_T20828-2007对生物柴油技术性能的相关要求。
实施例5
1.改进型生物柴油的组成
改进型生物柴油,由以下体积百分含量的组制成:生物柴油95%;煤直接液化柴油5%。
2.改进型生物柴油的制作方法
在200mL试剂瓶中,加入95mL地沟油生物柴油,5mL煤直接液化柴油,控制温度在室温,将其充分摇匀,静置20分钟。
3.性能测试
本实施例中冷滤点的测试方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行,冷凝点的测试方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行,闭口闪点的测试方法根据《GB/T 261闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》进行,运动粘度的测试方法依据《GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》进行,酸值的测试方法依据《GB/T 264石油产品酸值测定法》进行。
测试结果表明,实施例5得到的改进型生物柴油的冷滤点相比对比例1的生物柴油降低了2℃,其冷滤点、冷凝点、闭口闪点、常温运动粘度以及酸值都符合国标GB_T20828-2007对生物柴油技术性能的相关要求。
实施例6
1.改进型生物柴油的组成
改进型生物柴油,由以下体积百分含量的组制成:生物柴油80%;煤直接液化柴油20%。
2.改进型生物柴油制作方法
在200mL试剂瓶中,加入80mL地沟油生物柴油,20mL煤直接液化柴油,控制温度在室温,将其充分摇匀,静置40分钟。
3.性能测试
本实施例中冷滤点的测试方法依据《SH/T0248-2006柴油和民用取暖油冷滤点测定法》进行,冷凝点的测试方法依据《GB510-83石油产品凝点测定》进行,闭口闪点的测试方法根据《GB/T 261闪点的测定宾斯基-马丁闭口杯法》进行,运动粘度的测试方法依据《GB/T 265石油产品运动粘度测定法和动力粘度计算法》进行,酸值的测试方法依据《GB/T 264石油产品酸值测定法》进行。
测试结果表明,实施例6得到的改进型生物柴油的冷滤点相比对比例1的生物柴油降低了6℃,其冷滤点、冷凝点、闭口闪点、常温运动粘度以及酸值都符合国标GB_T20828-2007对生物柴油技术性能的相关要求。
从以上实施例可以看出,本发明上述的实例实现了如下技术效果:
1.通过将具有较低冷凝点和蒸汽压的煤直接液化柴油和生物柴油混合形成互溶的生物柴油,使得生物柴油的蒸汽压下降,从而降低了生物柴油的冷凝点,提高了生物柴油的低温流动性。
2.本发明提供的提高生物柴油低温流动性的方法简单快捷,可行性高,可明显提高生物柴油的低温流动性。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种改进型生物柴油,其特征在于,所述改进型生物柴油包括生物柴油和煤直接液化柴油,所述煤直接液化柴油占所述改进型生物柴油总体积的5-20%。
2.根据权利要求1所述的改进型生物柴油,其特征在于,所述煤直接液化柴油为煤直接液化加氢改质柴油。
3.根据权利要求1或2所述的改进型生物柴油,其特征在于,所述煤直接液化柴油占所述改进型生物柴油总体积的10-20%。
4.根据权利要求3所述的改进型生物柴油,其特征在于,所述煤直接液化柴油占所述改进型生物柴油总体积的15%-20%。
5.一种改进型生物柴油的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:
将生物柴油与煤直接液化柴油进行混合互溶,得到混合液;
将所述混合液静置,得到所述改进型生物柴油,其中,
所述煤直接液化柴油占所述改进型生物柴油总体积的5-20%。
6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述将生物柴油与煤直接液化柴油进行混合的方法包括:将所述生物柴油和所述煤直接液化柴油以上述体积比加入到容器中,然后在室温下将所述生物柴油和所述煤直接液化柴油混合均匀。
7.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述静置的时间为20-40分钟。
8.根据权利要求7所述的制备方法,其特征在于,所述煤直接液化柴油为煤直接液化加氢改质柴油。
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耿莉敏: "生物柴油/柴油混合燃料的理化性能分析与喷雾特性改善", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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