CN109929599A - 一种环保生物新能源燃料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保生物新能源燃料及其制备方法，属于生物质燃料技术领域。所述环保生物新能源燃料其原料成分包括：甲醇、辅料、变性剂、助溶增辛剂、分散剂、二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠，所述制备方法包括预反应，混合搅拌等步骤。本发明通过采用二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠作为补强，提高了环保生物新能源燃料的燃烧热值和环保指标。

Description

一种环保生物新能源燃料及其制备方法

技术领域

本发明属于生物燃料技术领域，具体涉及一种环保生物新能源燃料及其制备方法。

背景技术

现在，许多国家的能源战略都有一个明显的政策导向——鼓励开发新能源，这既是国际市场上石油等传统能源产品价格高昂压力所致(非常时期除外)，也是人类可持续发展的客观需要。因此，新能源开发有可能成为未来最重要的经济增长引擎，成为最有创造力和财富能力的新经济支柱。目前，全球投向新能源的资金数量激增。有一种共识正在世界范围内形成：只有在新能源技术革命中走在前面，才有可能在未来的经济格局中占据优势地位。尤其在受金融危机的影响，全球经济呈现不断下滑的严重局面的背景下，有专家认为对新能源的开发与利用将是全球金融危机后世界经济的新一轮竞争热点，对传统能源的改良以及新能源技术和产品的发展，将会催生一个巨大的市场，新能源产业必将成为世界各国培育新的经济增长点的有个重要突破口。

中国专利文献“一种高能环保再生清洁燃料及其制备方法(专利号：CN103805294B)”公开了一种高能环保再生清洁燃料及其制备方法及其制备方法，该燃料由以下原料和配方制成：甲醇65.43％、辅料30.5％、变性剂3.3％、助溶增辛助剂0.57％、分散剂0.2％；在同等条件下耗量低于传统燃料，环保指标比传统燃料降低排放80％以上，真正实现节能减排，从而有效地解决环境污染问题，但从实际测试结果来看，环保指标和燃烧热值还有待提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保生物新能源燃料及其制备方法，优化环保生物新能源燃料的组分、用量、方法等，提高环保生物新能源燃料的环保指标和燃烧热值。

为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种环保生物新能源燃料，其原料包括：甲醇、辅料、变性剂、助溶增辛剂、分散剂、二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠；所述辅料采用植物油、醋酐、催化剂按照重量比90∶3∶1配制而成；所述变性剂采用硝酸亚铈、甲基磷酰胺按照1∶3的比例配制而成；所述助溶增辛剂采用异丁醇胺、苯按照1∶4的比例配制而成；所述分散剂采用五羰基铁、羧酸盐、磷酸二氢钠按照1∶2.3∶3的比例配制而成；所述二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠重量比例为(0.4-0.6):(0.5-1):(0.1-0.3)。

进一步地，所述二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠的重量比为0.5:0.75:0.2。

进一步地，所述环保生物新能源燃料以重量份为单位，包括以下原料：甲醇60-70份、辅料10-20份、变性剂1-2份、助溶增辛剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.3份、二月桂酸二丁基锡0.4-0.6份、羟基硅油0.5-1份、甲酸钠0.1-0.3份。

进一步地，所述环保生物新能源燃料以重量份为单位，包括以下原料：甲醇65份、辅料15份、变性剂1.5份、助溶增辛剂0.3份、分散剂0.2份、二月桂酸二丁基锡0.5份、羟基硅油0.75份、甲酸钠0.2份。

进一步地，所述催化剂采用三氯化铁、氯化钾按照1∶1.3的比例配制而成。

进一步地，所述甲醇的浓度小于75％。

一种根据上述的环保生物新能源燃料的制备方法，包括以下步骤：(1)将植物油、甲醇和催化剂放入恒温釜中搅拌三小时，温度控制在60℃-80℃，pH值控制在6-8之间；采用硝酸亚铈、甲基磷酰胺配制变性剂，采用异丁醇胺、苯助溶增辛剂；采用五羰基铁、羧酸盐和磷酸二氢钠配制分散剂；(2)按配方重量配比，将按照甲醇、辅料、变性剂、助溶增辛剂、分散剂、二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠称量好各种原料备用；(3)将甲醇注入反应釜中，再向反应釜中加入称量好的变性剂，搅拌10分钟后，静置10分钟；再将称量好的辅料加入反应釜内，搅拌20分钟；加入二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠，搅拌15分钟；再将称量好的助溶增辛剂加入反应釜中，搅拌15分钟；最后，将称量好的分散剂加入到反应釜内，搅拌30分钟后，静置35分钟即可。

本发明具有以下有益效果：

本发明的主体材料为甲醇、辅料、变性剂、助溶增辛剂、分散剂。甲醇作为清洁燃烧的主体材料，是一种可再生能源，燃烧生成二氧化碳和水，干净环保。通过加入辅料，促进甲醇的燃烧热值，辅料包括植物油、醋酐、催化剂，通过醋酐对植物油改性，改善植物油的粘附和分散性，使其与甲醇相容度更好。变性剂改善凝固点，助溶增辛剂提高辛烷值，改善抗爆震燃烧性能，分散剂改善储存周期，提高稳定性。

本发明加入了二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠，三者在一定范围内时在生物新能源燃料中起到了协同作用，协同提高了环保生物新能源燃料的燃烧热值和环保指标。

二月桂酸二丁基锡是一种有机锡添加剂，燃烧后形成锡氧化物具有催化活化的效果，促进甲醇非完全燃烧的甲醛充分燃烧，同时其可以沉淀在灰尘中，降低对空气的污染，增强环保性，同时其本身易燃；羟基硅油是具有活性羟基，能够稳定二月桂酸二丁基锡，燃烧过程中分解形成纳米级别的微硅碳中间体，二月桂酸二丁基锡在燃烧过程分解形成的锡氧化物，可吸附到微硅碳中间体上，从而提高分散性，从而可以与空气充分接触促进充分燃烧，提高燃烧热值；甲酸钠具有还原性，能够稳定二月桂酸二丁基锡和羟基硅油，避免被氧化，其在燃烧过程中快速分解，形成氢气和二氧化碳，氢气促进非完全燃烧的甲醛充分燃烧，同时其分解后形成的二氧化碳能够使二月桂酸二丁基锡形成的锡氧化物和羟基硅油形成的微硅碳中间体组合而成灰烬蓬松上浮，促进氧气的进入，增大锡氧化物和微硅碳中间体与甲醇的接触面积，从而促进甲醇充分燃烧，从而提高燃烧热值，生成的碱性盐能够吸附锡氧化物和微硅碳中间体，使两者在燃烧结束后结团沉降便于清理，同时使锡氧化物形成复合态更加稳定，甲醇的充分燃烧使甲醛的含量大幅下降。

二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠的重量比不在(0.4-0.6):(0.5-1):(0.1-0.3)范围内时，制得的燃料的环保指数和燃烧热值数值与本发明的实施例数值相差甚大。本发明二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠作为补强体系，利用二月桂酸二丁基锡燃烧后形成锡氧化物具有催化活化的效果，促进甲醇非完全燃烧的甲醛充分燃烧，羟基硅油燃烧过程中分解形成纳米级别的微硅碳中间体，二月桂酸二丁基锡在燃烧过程分解形成的锡氧化物，可吸附到微硅碳中间体上，从而提高分散性；甲酸钠在燃烧过程中快速分解，形成氢气和二氧化碳，氢气促进非完全燃烧的甲醛充分燃烧，同时二氧化碳能够使灰烬蓬松上浮，促进氧气的进入，增大锡氧化物和微硅碳中间体与甲醇的接触面积，从而促进甲醇充分燃烧，从而提高燃烧热值和环保指数，从而实现了二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠在燃料中起到了协同增强絮环保指数和燃烧热值。

具体实施方式

为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。

实施例1

一种环保生物新能源燃料，以重量份为单位，包括以下原料：甲醇65份、辅料15份、变性剂1.5份、助溶增辛剂0.3份、分散剂0.2份、二月桂酸二丁基锡0.5份、羟基硅油0.75份、甲酸钠0.2份；所述辅料采用植物油、醋酐、催化剂按照重量比90∶3∶1配制而成；所述变性剂采用硝酸亚铈、甲基磷酰胺按照1∶3的比例配制而成；所述助溶增辛剂采用异丁醇胺、苯按照1∶4的比例配制而成；所述分散剂采用五羰基铁、羧酸盐、磷酸二氢钠按照1∶2.3∶3的比例配制而成。所述催化剂采用三氯化铁、氯化钾按照1∶1.3的比例配制而成。所述甲醇的浓度60％。

一种根据上述的环保生物新能源燃料的制备方法，包括以下步骤：(1)将植物油、甲醇和催化剂放入恒温釜中搅拌三小时，温度控制在60℃-80℃，pH值控制在6-8之间；采用硝酸亚铈、甲基磷酰胺配制变性剂，采用异丁醇胺、苯助溶增辛剂；采用五羰基铁、羧酸盐和磷酸二氢钠配制分散剂；(2)按配方重量配比，将按照甲醇、辅料、变性剂、助溶增辛剂、分散剂、二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠称量好各种原料备用；(3)将甲醇注入反应釜中，再向反应釜中加入称量好的变性剂，搅拌10分钟后，静置10分钟；再将称量好的辅料加入反应釜内，搅拌20分钟；加入二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠，搅拌15分钟；再将称量好的助溶增辛剂加入反应釜中，搅拌15分钟；最后，将称量好的分散剂加入到反应釜内，搅拌30分钟后，静置35分钟即可。

实施例2

与实施例1基本相同，除了二月桂酸二丁基锡0.4份、羟基硅油1份、甲酸钠0.1份。

实施例3

与实施例1基本相同，除了二月桂酸二丁基锡0.6份、羟基硅油0.5份、甲酸钠0.3份。

对比例1

与实施例1的生产工艺基本相同，唯有不同的是制备环保生物新能源燃料的原料中缺少二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠。

对比例2

与实施例1的生产工艺基本相同，唯有不同的是制备环保生物新能源燃料的原料中缺少二月桂酸二丁基锡。

对比例3

与实施例1的生产工艺基本相同，唯有不同的是制备环保生物新能源燃料的原料中缺少羟基硅油。

对比例4

与实施例1的生产工艺基本相同，唯有不同的是制备环保生物新能源燃料的原料中缺少甲酸钠。

对比例5

采用中国专利文献“一种高能环保再生清洁燃料及其制备方法(专利号：CN103805294B)”中具体实施例1所述的方法生产。

对比例6

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环保生物新能源燃料的原料中二月桂酸二丁基锡0.8份、羟基硅油0.4份、甲酸钠0.4份。

对比例7

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环保生物新能源燃料的原料中二月桂酸二丁基锡0.3份、羟基硅油1.2份、甲酸钠0.05份。

对比例8

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环保生物新能源燃料的原料中二月桂酸二丁基锡0.3份、羟基硅油0.4份、甲酸钠0.4份。

对比例9

与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备环保生物新能源燃料的所述辅料采用植物油、甲醇、催化剂按90∶3∶1配制而成。

根据实施例1-3和对比例1-9的工艺生产环保生物新能源燃料，在密闭环境下测试燃烧后甲醛含量，并根据GBT 14402-2007测试燃烧热值，结果如下表所示。

由上表可知：由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的环保生物新能源燃料的燃烧热值和环保指标效果显著高于对比例5制得的环保生物新能源燃料的燃烧热值和环保指标效果。由实施例1和对比例1-4的数据可见，二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠在生产环保生物新能源燃料中起到了协同作用，协同提高了环保生物新能源燃料的燃烧热值和环保指标，由对比例6-8的数据可见，二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠的重量比不在(4-6):(5-10):(1-3)范围内时，制得的环保生物新能源燃料的燃烧热值和环保指标效果与实施例1-3的数值相差甚大。由实施例1和对比例9相比较可知，将辅料中醋酐替换成甲醇，环保生物新能源燃料的燃烧热值和环保指标性能下降。

以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种环保生物新能源燃料，其特征在于，其原料包括：甲醇、辅料、变性剂、助溶增辛剂、分散剂、二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠；所述辅料采用植物油、醋酐、催化剂按照重量比90∶3∶1配制而成；所述变性剂采用硝酸亚铈、甲基磷酰胺按照1∶3的比例配制而成；所述助溶增辛剂采用异丁醇胺、苯按照1∶4的比例配制而成；所述分散剂采用五羰基铁、羧酸盐、磷酸二氢钠按照1∶2.3∶3的比例配制而成；所述二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠重量比例为(0.4-0.6):(0.5-1):(0.1-0.3)。

2.根据权利要求1所述的环保生物新能源燃料，其特征在于，所述二月桂酸二丁基锡，羟基硅油，甲酸钠的重量比为0.5:0.75:0.2。

3.根据权利要求1所述的环保生物新能源燃料，其特征在于，所述环保生物新能源燃料以重量份为单位，包括以下原料：甲醇60-70份、辅料10-20份、变性剂1-2份、助溶增辛剂0.1-0.5份、分散剂0.1-0.3份、二月桂酸二丁基锡0.4-0.6份、羟基硅油0.5-1份、甲酸钠0.1-0.3份。

4.根据权利要求1所述的环保生物新能源燃料，其特征在于，所述环保生物新能源燃料以重量份为单位，包括以下原料：甲醇65份、辅料15份、变性剂1.5份、助溶增辛剂0.3份、分散剂0.2份、二月桂酸二丁基锡0.5份、羟基硅油0.75份、甲酸钠0.2份。

5.根据权利要求1所述的环保生物新能源燃料，其特征在于，所述催化剂采用三氯化铁、氯化钾按照1∶1.3的比例配制而成。

6.根据权利要求1所述的环保生物新能源燃料，其特征在于，所述甲醇的浓度小于75％。

7.一种根据权利要求1-6任一项所述的环保生物新能源燃料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将植物油、甲醇和催化剂放入恒温釜中搅拌三小时，温度控制在60℃-80℃，pH值控制在6-8之间；采用硝酸亚铈、甲基磷酰胺配制变性剂，采用异丁醇胺、苯助溶增辛剂；采用五羰基铁、羧酸盐和磷酸二氢钠配制分散剂；(2)按配方重量配比，将按照甲醇、辅料、变性剂、助溶增辛剂、分散剂、二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠称量好各种原料备用；(3)将甲醇注入反应釜中，再向反应釜中加入称量好的变性剂，搅拌10分钟后，静置10分钟；再将称量好的辅料加入反应釜内，搅拌20分钟；加入二月桂酸二丁基锡、羟基硅油、甲酸钠，搅拌15分钟；再将称量好的助溶增辛剂加入反应釜中，搅拌15分钟；最后，将称量好的分散剂加入到反应釜内，搅拌30分钟后，静置35分钟即可。