一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法
【專利摘要】本發明涉及一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，包括以下步驟：將氫氧化鈉加入到三口燒瓶中，然后加入甲醇，在50℃下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻后，將預熱至50℃的稻米油加入到混合體系里，回流反應1小時，所述稻米油與甲醇的摩爾比為稻米油：甲醇＝1:5?10，所述氫氧化鈉用量為稻米油質量的0.5?1.2％，所述煤直接液化柴油的用量為稻米油體積的10?200％；本發明同現有技術相比，不僅工藝簡單，操作方便，生產效率高，反應條件溫和，產品質量穩定，而且很好的改善了生物柴油的低溫流動性，提高了生物柴油的產率。
【專利說明】
一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法
[技術領域]
[0001]本發明屬于合成化學領域，具體地說是一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法。
[【背景技術】]
[0002]生物柴油，即由動植物油脂(或廢食用油)醇解而制成的混合脂肪酸酯，是一種綠色可再生的生物燃料。作為石化柴油的替代燃料，在國外特別是歐美一些國家己經形成較大生產規模，對此國內外都有報道。我國清華大學，中國科技大學，石油化工科學研究院，華東理工大學等許多單位也在積極研究開發生物柴油技術;在國內已經開始產業化，海南正和生物能源有限公司2001年9月已建成年產I萬噸的生物柴油試驗工廠。這些事實表明生物柴油有著廣闊的前景。
[0003]生物柴油作為石化柴油的替代燃料，具有與石化柴油相近的物理性質，而且生物柴油的含硫量很低，對環境無毒無害，因此被稱為環境友好型燃料。與石化柴油相比，生物柴油具有的優勢主要體現在以下幾個方面:(I)可再生性；(2)良好的環保特性；(3)可生物降解；(4)安全性能高；(5)較好的潤滑性能;6)良好的燃燒特性；(7)生物柴油與石化柴油的理化性能和使用性能是非常相似的，在未改造柴油機的前提下，可直接替代石化柴油使用，或者以某一比例與石化柴油調合使用。因此，生物柴油被認為是一種重要的石化柴油的替代燃料。
[0004]生物柴油是綠色環保的可再生能源，大力發展生物柴油，對我國的能源安全，環境保護和農業結構的調整等都具有重要意義。我國是一個石油凈進口國，石油儲量非常有限，能源短缺已成為制約我國經濟快速發展的瓶頸，而大量進口石油會對我國的能源安全造成威脅。因此，大力發展可再生的生物能源對我國具有現實意義，生物柴油的可再生優勢對我國能源安全具有十分重大的戰略意義。
[0005]目前，生物柴油的合成方法有很多種，主要是物理方法、化學方法和生物方法三種。其中，物理方法包括直接混合法和微乳化法;化學方法包括熱裂解、無催化超臨界法和酸堿催化酯交換法;生物方法主要是酶催化酯交換法。其中堿催化因其反應條件溫和，操作簡單，最為普遍，但是使用堿作催化劑容易產生皂化現象，反應完成后的分離與洗滌變得很麻煩。
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【發明內容】
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[0006]本發明的目的就是要解決上述的不足而提供一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，不僅工藝簡單，操作方便，生產效率高，反應條件溫和，產品質量穩定，而且很好的改善了生物柴油的低溫流動性，提高了生物柴油的產率。
[0007]為實現上述目的設計一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，以稻米油和甲醇為原料，以氫氧化鈉做催化劑，以煤直接液化柴油做助溶劑，在常壓下加熱回流反應合成混合生物柴油。
[0008]該制備方法包括以下步驟:將氫氧化鈉加入到三口燒瓶中，然后加入甲醇，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻后，將預熱至50°C的稻米油加入到混合體系里，回流反應I小時。
[0009]作為優選，所述稻米油與甲醇的摩爾比為稻米油:甲醇= 1:5-10，所述氫氧化鈉用量為稻米油質量的0.5-1.2%，所述煤直接液化柴油的用量為稻米油體積的10-200%。
[0010]作為優選，所述加熱回流反應的溫度為40-65°C。
[0011]作為優選，所述加熱回流反應的時間為50-70min。
[0012]進一步地，本發明還包括以下步驟:加熱回流反應完成后，冷卻至室溫，將所得的混合生物柴油轉移到分液漏斗中靜置分液1-2小時，將上層粗制生物柴油旋蒸脫除過量的甲醇，然后用適量的去離子水洗滌3-4次，除去少量的甘油等雜質，最后再旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾，即得到精制柴油。
[0013]本發明同現有技術相比，具有如下優點:
[0014](I)本發明工藝簡單，操作方便，生產效率高，反應條件溫和，產品質量穩定，既能取得良好的經濟效益，又能減少環境污染；
[0015](2)以煤直接液化柴油做助溶劑，不需要像其他助溶劑(如四氫呋喃)那樣反應結束后還要分離除去助溶劑，節約了時間，提高了效率；
[0016](3)本發明在堿做催化劑的基礎上加入煤直接液化柴油做助溶劑，由于煤直接液化柴油黏度很小，稀釋了稻米油中的水含量，很好的改善了只用堿做催化劑產生的皂化問題，使后續的分離和洗滌變得簡單，提高了產率；
[0017](4)由于煤直接液化柴油的低溫流動性非常好，傾點低于_70°C，冷濾點低于-50°C，加入少量柴油就能稀釋生物柴油中飽和的脂肪酸甲酯，同時，煤直接液化柴油中長鏈的烷烴又能和生物柴油中長鏈的飽和脂肪酸甲酯形成低共熔物，二者作用都能降低生物柴油的傾點和冷濾點，改善生物柴油的低溫流動性；
[0018](5)以煤直接液化柴油做溶劑，增加了反應體系的接觸面積，加快了反應速率，同時由于洗滌的時候乳化現象減弱，提高了生物柴油的產率，節約了成本，提高了經濟效益。
[【具體實施方式】]
[0019]本發明提供了一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，該方法以稻米油、甲醇為原料，以氫氧化鈉做催化劑，以煤直接液化柴油做助溶劑，在常壓下加熱回流合成混合生物柴油。該方法中，所用物料的摩爾比為稻米油:甲醇=1:5-10，氫氧化鈉用量為稻米油質量的0.5-1.2%,煤直接液化柴油的用量為稻米油的10 %-200 % (體積比)，所述的物料、催化劑按照比例投料混合攪拌，反應的溫度為40-65°C，反應的時間為50-70min。加熱回流反應完成后，冷卻至室溫，將所得的混合生物柴油轉移到分液漏斗中靜置分液1-2小時，將上層粗制生物柴油旋蒸脫除過量的甲醇，然后用適量的去離子水洗滌3-4次，除去少量的甘油等雜質，最后再旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾，即得到精制柴油。
[0020]下面結合具體實施例對本發明作以下進一步說明:
[0021]實施例1
[0022]本實施例用于說明本發明提供的生物柴油的制備方法。
[0023]取1.1g的氫氧化鈉(質量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入1ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應I小時。反應結束后冷卻至室溫，轉移到分液漏斗中靜置分液2小時，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產品，重復3-4次，除去少量甘油等雜質，然后在80 0C下旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾得到精制柴油。經測定，冷濾點為_17°C，傾點為_19°C。
[0024]實施例2
[0025]本實施例用于說明本發明提供的生物柴油的制備方法。
[0026]取1.1g的氫氧化鈉(質量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入30ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應I小時。反應結束后冷卻至室溫，轉移到分液漏斗中靜置分液I小時，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產品，重復3-4次，除去少量甘油等雜質，然后在80 0C下旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾得到精制柴油。經測定，冷濾點為_19°C，傾點為_20°C。
[0027]實施例3
[0028]本實施例用于說明本發明提供的生物柴油的制備方法。
[0029]取1.1g的氫氧化鈉(質量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入50ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應I小時。反應結束后冷卻至室溫，轉移到分液漏斗中靜置分液1.5小時，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產品，重復3-4次，除去少量甘油等雜質，然后在80°C下旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾得到精制柴油。經測定，冷濾點為_22°C，傾點為_22°C。
[0030]實施例4
[0031]本實施例用于說明本發明提供的生物柴油的制備方法。
[0032]取1.1g的氫氧化鈉(質量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入10ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應I小時。反應結束后冷卻至室溫，轉移到分液漏斗中靜置分液2小時，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產品，重復3-4次，除去少量甘油等雜質，然后在80 0C下旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾得到精制柴油。經測定，冷濾點為_27°C，傾點為低于_70°C。
[0033]實施例5
[0034]本實施例用于說明本發明提供的生物柴油的制備方法。
[0035]取1.1g的氫氧化鈉(質量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50 °C下攪拌1分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入150ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應I小時。反應結束后冷卻至室溫，轉移到分液漏斗中靜置分液2小時，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產品，重復3-4次，除去少量甘油等雜質，然后在80 0C下旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾得到精制柴油。經測定，冷濾點為_30°C，傾點為低于_70°C。
[0036]實施例6
[0037]本實施例用于說明本發明提供的生物柴油的制備方法。
[0038]取1.1g的氫氧化鈉(質量比為1.2% )加入到250ml三口燒瓶中，然后加入30ml的甲醇(摩爾比為1:7)，在50°C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入200ml的煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻，后將預熱至50°C的10ml稻米油加入到混合體系里，回流反應I小時。反應結束后冷卻至室溫，轉移到分液漏斗中靜置分液2小時，將上層粗制生物柴油在60°C下旋蒸脫除過量的甲醇，然后用30ml的去離子水洗滌產品，重復3-4次，除去少量甘油等雜質，然后在80 0C下旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾得到精制柴油。經測定，冷濾點為_35°C，傾點為低于_70°C。
[0039]本發明并不受上述實施方式的限制，其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，其特征在于:以稻米油和甲醇為原料，以氫氧化鈉做催化劑，以煤直接液化柴油做助溶劑，在常壓下加熱回流反應合成混合生物柴油。2.如權利要求1所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，其特征在于，包括以下步驟:將氫氧化鈉加入到三口燒瓶中，然后加入甲醇，在50 0C下攪拌10分鐘，待氫氧化鈉完全溶解，然后加入煤直接液化柴油，攪拌5分鐘，待混合體系攪拌均勻后，將預熱至50°C的稻米油加入到混合體系里，回流反應I小時。3.如權利要求1或2所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，其特征在于:所述稻米油與甲醇的摩爾比為稻米油:甲醇= 1:5-10，所述氫氧化鈉用量為稻米油質量的0.5-1.2%，所述煤直接液化柴油的用量為稻米油體積的10-200%。4.如權利要求3所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，其特征在于:所述加熱回流反應的溫度為40-65 °C。5.如權利要求4所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，其特征在于:所述加熱回流反應的時間為50-70min。6.如權利要求5所述的以煤直接液化柴油做助溶劑改善生物柴油低溫流動性的方法，其特征在于，還包括以下步驟:加熱回流反應完成后，冷卻至室溫，將所得的混合生物柴油轉移到分液漏斗中靜置分液1-2小時，將上層粗制生物柴油旋蒸脫除過量的甲醇，然后用適量的去離子水洗滌3-4次，除去少量的甘油等雜質，最后再旋蒸除去產品中少量的水分，加入無水氯化鈣，過濾，即得到精制柴油。
【文檔編號】C10L1/02GK106010678SQ201610392864
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月5日
【發明人】韓生, 何抗抗, 薛原, 趙志成, 藺華林, 韓治亞, 楊超, 趙維娜
【申請人】上海應用技術學院