CN111647447A - 一种费托合成液蜡环保型生物燃料及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料技术领域，具体涉及一种费托合成液蜡环保型生物燃料及其制备工艺，包括下述组分：工业白油55%‑75%；生物柴油2%‑5%；费托合成液蜡17%‑30%；添加剂2%‑5%。本发明解决了现有的生物燃料保存期短、易分层、闪点低，保存期一般为6‑30天，不能长时间保存，且易分层，同时，具有腐蚀性大、动力弱等问题，通过工业白油、生物柴油、费托合成液蜡及添加剂之间的协同配合，可使制得的生物燃料具有较好的动力性能，且长期保存不分层，腐蚀性小，成本低，节能环保，具有较好的应用前景。

Description

一种费托合成液蜡环保型生物燃料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及燃料技术领域，具体涉及一种费托合成液蜡环保型生物燃料及其制备工艺。
背景技术
生物燃料(biofuel)泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料，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。所谓的生物质是指利用大气、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。
随着我国对能源的需求日趋增大，以石油为原料的液体燃料消耗持续增长。与此同时，传统的石油资源日渐匮乏。因此，需要开发一种环保型生物燃料。
但是目前的生物燃料依然存在如下缺点：保存期短、易分层、闪点低，保存期一般为6-30天，不能长时间保存，且易分层，同时，具有腐蚀性大、动力弱等问题。
基于此，本发明提供了一种费托合成液蜡环保型生物燃料，通过工业白油、生物柴油、费托合成液蜡及添加剂之间的协同配合，可使制得的生物燃料具有较好的动力性能，且长期保存不分层，腐蚀性小，成本低，节能环保，具有较好的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出了一种费托合成液蜡环保型生物燃料及其制备工艺，通过工业白油、生物柴油、费托合成液蜡及添加剂之间的协同配合，可使制得的生物燃料具有较好的动力性能，且长期保存不分层，腐蚀性小，成本低，节能环保，具有较好的应用前景。
为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：
一种费托合成液蜡环保型生物燃料，按重量百分比计，包括下述组分：
工业白油55%-75%；
生物柴油2%-5%；
费托合成液蜡17%-30%；
添加剂2%-5%。
作为本发明的进一步优选，按重量百分比计，该生物燃料包括下述组分：
工业白油66%；
生物柴油4%；
费托合成液蜡26.5%；
添加剂3.5%。
作为本发明的进一步优选，所述工业白油为C16-C23的烷烃混合物。
作为本发明的进一步优选，所述生物柴油是棕榈油、菜籽油、大豆油、花生油或玉米油与醇经过酯化反应制得。
作为本发明的进一步优选，所述添加剂包括乳化剂、稳定剂、助溶剂、降凝剂、助燃剂和分散剂。
作为本发明的进一步优选，所述乳化剂在所述生物燃料中的质量含量为0.1%-0.5%；所述稳定剂在所述生物燃料中的质量含量为0.2%-0.7%；所述助溶剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%-1.5%；所述降凝剂在所述生物燃料中的质量含量为0.2%-0.8%；所述助燃剂在所述生物燃料中的质量含量为0.1%-0.3%；所述分散剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%-1.2%。
上述乳化剂为Span60 和/或 Span80，可使工业白油和生物柴油形成纳米微乳液，使制得生物燃料均匀、稳定。
上述稳定剂为2，6-二叔丁基对甲酚和N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺按质量为3:1组成的混合物，通过将2，6-二叔丁基对甲酚作为抗氧化主剂，N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺起协同作用，可提高制得生物燃料的氧化安定性。
上述助溶剂为聚乙二醇300，通过在生物燃料中加入聚乙二醇300，可使生物燃料具有较好的均匀性和稳定性。
上述降凝剂为降凝剂1-248，可降低生物燃料的凝固点，提高低温流动性。
上述助燃剂为重量比为1:1.5:2的石油醚、甲基叔丁基醚和二甲醚的混合物，可促进点火，加速燃烧。
上述分散剂为羧甲基纤维素钠。
另外，本发明还提供了上述费托合成液蜡环保型生物燃料的制备工艺，包括如下步骤：
a、取所述重量配比的工业白油和生物柴油，并投入到调和罐内，搅拌均匀；
b、取所述重量配比的添加剂并投入到调和罐内，并将调和罐温度加热至50-60℃；
c、取所述重量配比的费托合成液蜡并投入到调和罐内，并将调和罐价格至75-85℃，并在该温度下搅拌40-60min；
d、搅拌结束后，进行抽样检验，检验合格后通过过滤***进行过滤处理，然后投入到成品罐内，即得费托合成液蜡环保型生物燃料。
作为本发明的进一步优选，所述步骤a中搅拌均匀条件：在300-400rpm下搅拌30-40min。
本发明与现有技术相比，具有的有益效果为：
本发明解决了现有的生物燃料保存期短、易分层、闪点低，保存期一般为6-30天，不能长时间保存，且易分层，同时，具有腐蚀性大、动力弱等问题，通过工业白油、生物柴油、费托合成液蜡及添加剂之间的协同配合，可使制得的生物燃料具有较好的动力性能，且长期保存不分层，腐蚀性小，成本低，节能环保，具有较好的应用前景；
本发明将工业白油与生物柴油配合使用，可形成纳米微乳液，使制得生物燃料均匀、稳定，并配合费托合成液蜡，使得制得生物燃料具有较好的抗氧化性及抗腐蚀性；
可提高燃料的热安定性、氧化安定性，并可实现较宽范围粘度润滑油的配置，并配合重负荷柴油机用添加剂12210，使得制得润滑油组合物具有较好的抗氧化性及抗腐蚀性；
本发明力求使各功能添加剂除了充分发挥其自身的性能优点外，尽可能使各功能添加剂组分之间产生较好的“协同效应”，从而生物燃料的各项性能达到最佳。
具体实施方式
以下通过实施例形式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下实施例，凡基于本发明上述内容所属实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
本实施例的费托合成液蜡环保型生物燃料，按重量百分比计，包括下述组分：
工业白油66%；
生物柴油4%；
费托合成液蜡26.5%；
添加剂3.5%。
其中，所述工业白油为C16-C23的烷烃混合物。
其中，所述生物柴油是棕榈油与醇经过酯化反应制得。
其中，所述添加剂包括乳化剂、稳定剂、助溶剂、降凝剂、助燃剂和分散剂。
其中，所述乳化剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%；所述稳定剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%；所述助溶剂在所述生物燃料中的质量含量为1.0%；所述降凝剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%；所述助燃剂在所述生物燃料中的质量含量为0.2%；所述分散剂在所述生物燃料中的质量含量为1.0%。
上述乳化剂为Span60 ，可使工业白油和生物柴油形成纳米微乳液，使制得生物燃料均匀、稳定。
上述稳定剂为2，6-二叔丁基对甲酚和N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺按质量为3:1组成的混合物，通过将2，6-二叔丁基对甲酚作为抗氧化主剂，N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺起协同作用，可提高制得生物燃料的氧化安定性。
上述助溶剂为聚乙二醇300，通过在生物燃料中加入聚乙二醇300，可使生物燃料具有较好的均匀性和稳定性。
上述降凝剂为降凝剂1-248，可降低生物燃料的凝固点，提高低温流动性。
上述助燃剂为重量比为1:1.5:2的石油醚、甲基叔丁基醚和二甲醚的混合物，可促进点火，加速燃烧。
上述分散剂为羧甲基纤维素钠。
另外，本发明还提供了上述费托合成液蜡环保型生物燃料的制备工艺，包括如下步骤：
a、取所述重量配比的工业白油和生物柴油，并投入到调和罐内，搅拌均匀；
b、取所述重量配比的添加剂并投入到调和罐内，并将调和罐温度加热至55℃；
c、取所述重量配比的费托合成液蜡并投入到调和罐内，并将调和罐价格至80℃，并在该温度下搅拌50min；
d、搅拌结束后，进行抽样检验，检验合格后通过过滤***进行过滤处理，然后投入到成品罐内，即得费托合成液蜡环保型生物燃料。
其中，所述步骤a中搅拌均匀条件：在350rpm下搅拌35min。
实施例2
本实施例的费托合成液蜡环保型生物燃料，按重量百分比计，包括下述组分：
工业白油70%；
生物柴油4%；
费托合成液蜡22%；
添加剂4%。
其中，所述工业白油为C16-C23的烷烃混合物。
其中，所述生物柴油是玉米油与醇经过酯化反应制得。
其中，所述添加剂包括乳化剂、稳定剂、助溶剂、降凝剂、助燃剂和分散剂。
其中，所述乳化剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%；所述稳定剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%；所述助溶剂在所述生物燃料中的质量含量为1.3%；所述降凝剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%；所述助燃剂在所述生物燃料中的质量含量为0.2%；所述分散剂在所述生物燃料中的质量含量为1.0%。
上述乳化剂为Span80，可使工业白油和生物柴油形成纳米微乳液，使制得生物燃料均匀、稳定。
上述稳定剂为2，6-二叔丁基对甲酚和N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺按质量为3:1组成的混合物，通过将2，6-二叔丁基对甲酚作为抗氧化主剂，N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺起协同作用，可提高制得生物燃料的氧化安定性。
上述助溶剂为聚乙二醇300，通过在生物燃料中加入聚乙二醇300，可使生物燃料具有较好的均匀性和稳定性。
上述降凝剂为降凝剂1-248，可降低生物燃料的凝固点，提高低温流动性。
上述助燃剂为重量比为1:1.5:2的石油醚、甲基叔丁基醚和二甲醚的混合物，可促进点火，加速燃烧。
上述分散剂为羧甲基纤维素钠。
另外，本发明还提供了上述费托合成液蜡环保型生物燃料的制备工艺，包括如下步骤：
a、取所述重量配比的工业白油和生物柴油，并投入到调和罐内，搅拌均匀；
b、取所述重量配比的添加剂并投入到调和罐内，并将调和罐温度加热至58℃；
c、取所述重量配比的费托合成液蜡并投入到调和罐内，并将调和罐价格至80℃，并在该温度下搅拌55min；
d、搅拌结束后，进行抽样检验，检验合格后通过过滤***进行过滤处理，然后投入到成品罐内，即得费托合成液蜡环保型生物燃料。
其中，所述步骤a中搅拌均匀条件：在380rpm下搅拌36min。
实施例3
本实施例的费托合成液蜡环保型生物燃料，按重量百分比计，包括下述组分：
工业白油64%；
生物柴油5%；
费托合成液蜡28%；
添加剂3%。
其中，所述工业白油为C16-C23的烷烃混合物。
其中，所述生物柴油是菜籽油与醇经过酯化反应制得。
其中，所述添加剂包括乳化剂、稳定剂、助溶剂、降凝剂、助燃剂和分散剂。
其中，所述乳化剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%；所述稳定剂在所述生物燃料中的质量含量为0.4%；所述助溶剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%；所述降凝剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%；所述助燃剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%；所述分散剂在所述生物燃料中的质量含量为1.0%。
上述乳化剂为Span60 和Span80，可使工业白油和生物柴油形成纳米微乳液，使制得生物燃料均匀、稳定。
上述稳定剂为2，6-二叔丁基对甲酚和N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺按质量为3:1组成的混合物，通过将2，6-二叔丁基对甲酚作为抗氧化主剂，N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺起协同作用，可提高制得生物燃料的氧化安定性。
上述助溶剂为聚乙二醇300，通过在生物燃料中加入聚乙二醇300，可使生物燃料具有较好的均匀性和稳定性。
上述降凝剂为降凝剂1-248，可降低生物燃料的凝固点，提高低温流动性。
上述助燃剂为重量比为1:1.5:2的石油醚、甲基叔丁基醚和二甲醚的混合物，可促进点火，加速燃烧。
上述分散剂为羧甲基纤维素钠。
另外，本发明还提供了上述费托合成液蜡环保型生物燃料的制备工艺，包括如下步骤：
a、取所述重量配比的工业白油和生物柴油，并投入到调和罐内，搅拌均匀；
b、取所述重量配比的添加剂并投入到调和罐内，并将调和罐温度加热至53℃；
c、取所述重量配比的费托合成液蜡并投入到调和罐内，并将调和罐价格至75℃，并在该温度下搅拌45min；
d、搅拌结束后，进行抽样检验，检验合格后通过过滤***进行过滤处理，然后投入到成品罐内，即得费托合成液蜡环保型生物燃料。
其中，所述步骤a中搅拌均匀条件：在330rpm下搅拌30min。
实施例4
本实施例的费托合成液蜡环保型生物燃料，按重量百分比计，包括下述组分：
工业白油68%；
生物柴油4%；
费托合成液蜡25%；
添加剂3%。
其中，所述工业白油为C16-C23的烷烃混合物。
其中，所述生物柴油是大豆油与醇经过酯化反应制得。
其中，所述添加剂包括乳化剂、稳定剂、助溶剂、降凝剂、助燃剂和分散剂。
其中，所述乳化剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%；所述稳定剂在所述生物燃料中的质量含量为0.4%；所述助溶剂在所述生物燃料中的质量含量为1.0%；所述降凝剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%；所述助燃剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%；所述分散剂在所述生物燃料中的质量含量为0.7%。
上述乳化剂为 Span80，可使工业白油和生物柴油形成纳米微乳液，使制得生物燃料均匀、稳定。
上述稳定剂为2，6-二叔丁基对甲酚和N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺按质量为3:1组成的混合物，通过将2，6-二叔丁基对甲酚作为抗氧化主剂，N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺起协同作用，可提高制得生物燃料的氧化安定性。
上述助溶剂为聚乙二醇300，通过在生物燃料中加入聚乙二醇300，可使生物燃料具有较好的均匀性和稳定性。
上述降凝剂为降凝剂1-248，可降低生物燃料的凝固点，提高低温流动性。
上述助燃剂为重量比为1:1.5:2的石油醚、甲基叔丁基醚和二甲醚的混合物，可促进点火，加速燃烧。
上述分散剂为羧甲基纤维素钠。
另外，本发明还提供了上述费托合成液蜡环保型生物燃料的制备工艺，包括如下步骤：
a、取所述重量配比的工业白油和生物柴油，并投入到调和罐内，搅拌均匀；
b、取所述重量配比的添加剂并投入到调和罐内，并将调和罐温度加热至52℃；
c、取所述重量配比的费托合成液蜡并投入到调和罐内，并将调和罐价格至78℃，并在该温度下搅拌45min；
d、搅拌结束后，进行抽样检验，检验合格后通过过滤***进行过滤处理，然后投入到成品罐内，即得费托合成液蜡环保型生物燃料。
其中，所述步骤a中搅拌均匀条件：在330rpm下搅拌33min。
实施例5
本实施例的费托合成液蜡环保型生物燃料，按重量百分比计，包括下述组分：
工业白油75%；
生物柴油3%；
费托合成液蜡20%；
添加剂2%。
其中，所述工业白油为C16-C23的烷烃混合物。
其中，所述生物柴油是花生油与醇经过酯化反应制得。
其中，所述添加剂包括乳化剂、稳定剂、助溶剂、降凝剂、助燃剂和分散剂。
其中，所述乳化剂在所述生物燃料中的质量含量为0.2%；所述稳定剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%；所述助溶剂在所述生物燃料中的质量含量为0.6%；所述降凝剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%；所述助燃剂在所述生物燃料中的质量含量为0.2%；所述分散剂在所述生物燃料中的质量含量为0.4%。
上述乳化剂为Span60 ，可使工业白油和生物柴油形成纳米微乳液，使制得生物燃料均匀、稳定。
上述稳定剂为2，6-二叔丁基对甲酚和N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺按质量为3:1组成的混合物，通过将2，6-二叔丁基对甲酚作为抗氧化主剂，N,N'-双亚水杨-1,2-丙二胺起协同作用，可提高制得生物燃料的氧化安定性。
上述助溶剂为聚乙二醇300，通过在生物燃料中加入聚乙二醇300，可使生物燃料具有较好的均匀性和稳定性。
上述降凝剂为降凝剂1-248，可降低生物燃料的凝固点，提高低温流动性。
上述助燃剂为重量比为1:1.5:2的石油醚、甲基叔丁基醚和二甲醚的混合物，可促进点火，加速燃烧。
上述分散剂为羧甲基纤维素钠。
另外，本发明还提供了上述费托合成液蜡环保型生物燃料的制备工艺，包括如下步骤：
a、取所述重量配比的工业白油和生物柴油，并投入到调和罐内，搅拌均匀；
b、取所述重量配比的添加剂并投入到调和罐内，并将调和罐温度加热至58℃；
c、取所述重量配比的费托合成液蜡并投入到调和罐内，并将调和罐价格至82℃，并在该温度下搅拌55min；
d、搅拌结束后，进行抽样检验，检验合格后通过过滤***进行过滤处理，然后投入到成品罐内，即得费托合成液蜡环保型生物燃料。
其中，所述步骤a中搅拌均匀条件：在380rpm下搅拌38min。
实验例
将实施例1-5制备得到的生物燃料进行性能测试，具体参考的标准如下：
十六烷值：GB/T386-91 柴油着火性质测定法（十六烷值法）；
铜片腐蚀：GB/T5096 石油产品铜片腐蚀试验法；
闪点：GB/T261 闪点的测定；
凝点：SH/T0248 柴油和民用取暖油冷滤点测定法。
结果如下述表1所示：
表1
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综上所述，本发明通过工业白油、生物柴油、费托合成液蜡及添加剂之间的协同配合，可使制得的生物燃料具有较好的动力性能，且长期保存不分层，腐蚀性小，成本低，节能环保，具有较好的应用前景。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种费托合成液蜡环保型生物燃料，其特征在于，按重量百分比计，包括下述组分：
工业白油55%-75%；
生物柴油2%-5%；
费托合成液蜡17%-30%；
添加剂2%-5%。
2.根据权利要求1所述的费托合成液蜡环保型生物燃料，其特征在于，按重量百分比计，包括下述组分：
工业白油66%；
生物柴油4%；
费托合成液蜡26.5%；
添加剂3.5%。
3.根据权利要求1所述的费托合成液蜡环保型生物燃料，其特征在于，所述工业白油为C16-C23的烷烃混合物。
4.根据权利要求1所述的费托合成液蜡环保型生物燃料，其特征在于，所述生物柴油是棕榈油、菜籽油、大豆油、花生油或玉米油与醇经过酯化反应制得。
5.根据权利要求1所述的费托合成液蜡环保型生物燃料，其特征在于，所述添加剂包括乳化剂、稳定剂、助溶剂、降凝剂、助燃剂和分散剂。
6.根据权利要求5所述的费托合成液蜡环保型生物燃料，其特征在于，所述乳化剂在所述生物燃料中的质量含量为0.1%-0.5%；所述稳定剂在所述生物燃料中的质量含量为0.2%-0.7%；所述助溶剂在所述生物燃料中的质量含量为0.5%-1.5%；所述降凝剂在所述生物燃料中的质量含量为0.2%-0.8%；所述助燃剂在所述生物燃料中的质量含量为0.1%-0.3%；所述分散剂在所述生物燃料中的质量含量为0.3%-1.2%。
7.根据权利要求1-6任一项所述费托合成液蜡环保型生物燃料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：
a、取所述重量配比的工业白油和生物柴油，并投入到调和罐内，搅拌均匀；
b、取所述重量配比的添加剂并投入到调和罐内，并将调和罐温度加热至50-60℃；
c、取所述重量配比的费托合成液蜡并投入到调和罐内，并将调和罐价格至75-85℃，并在该温度下搅拌40-60min；
d、搅拌结束后，进行抽样检验，检验合格后通过过滤***进行过滤处理，然后投入到成品罐内，即得费托合成液蜡环保型生物燃料。
8.根据权利要求7所述费托合成液蜡环保型生物燃料的制备工艺，其特征在于，所述步骤a中搅拌均匀条件：在300-400rpm下搅拌30-40min。
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