一种乳化生物质燃油及其乳化方法技术

一种乳化生物质原油，包括下述重量百分比各组分：生物质原油１～１５％，柴油７５～９５％，乳化剂０．４５～９％，助表面活性剂０．０５～０．２％，抗氧抗腐剂０．０１～０．０６％，硝酸异辛酯０．０１～１％。本乳化油的制备方法是首先将生物质原油过滤去除粗杂质，用离心机脱掉其中的重组分；然后将酯类和醚类乳化剂分别加入柴油和生物质原油中，再把两种混合液加入高剪切均质乳化机中，在温度３０～５０℃和１５００～３０００ｒｐｍ下，剪切搅拌２０～６０分钟，最后加入助表面活性剂、抗氧抗腐剂和着火改进剂，均匀乳化得到乳化生物质原油。本产品稳定时间长，可达６个月以上；生物质油利用率高，抗氧化安定性好，腐蚀性低，灰份低，燃烧热值高；制备方法简单易行，对环境污染小。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种提质改性的生物质原油及其改性方法，具体地说是一种通过直接 乳化得到的乳化生物质原油及其乳化方法。
技术介绍
生物质是地球上最普遍的一种可再生的洁净能源，具有挥发组分高、碳的活性高、 硫含量低、灰分低等优点。在生物质能的利用技术当中，闪速热解液化制取生物油属于前 沿技术，国内外学者对此项技术进行了大量的研究，期待能够将生物质转化为储存运输便 捷、能量密度高的生物质油。生物质油的热解制备已较成熟(柏雪源，易维明，王丽红玉 米秸秆在等离子体加热流化床上的快速热解液化研究[J].农业工程学报，2005，21 (12) 127-130.)，有大量的报道，但研究发现，这种液化所得的初级燃油的性能较差氧含量较大 (35 40wt% )，水含量较高(15 30wt% )，酸值较高(pH2 3)，成分复杂(100 300 种)，存贮安定性差(性能随时间变化大)，粘度比较高，热值低(< 20MJ/KG)。因此，这种液化所得的初级燃油在发动机上直接应用是有困难的，必须进过提质 改性[D. Mohan, J. Pittman, U. Charles, Steele, H. Philip. Pyrolysis of wood/biomass for bio-oil :A criticalreview[J], Energy and Fuels, 2006，20 :848_889.]。为了加速这种 可再生液体燃料的商业化应用进程，需要一种简单的方法生产在无需改动(或少量改动) 的柴油发动机上可以稳定点火燃烧的单一液体燃料。在众多的提质改性方法中，生物质油 的乳化是一种成本低，效率高的方法之一。生物油的乳化就是研究利用乳化技术将生物油 和柴油以及适当的表面活性剂均质混合形成乳化燃料以应用于柴油机上[Chiaramonti D， Bonini MiFratini E，et al. Development ofemulsions from biomass pyrolysis liquid and diesel and their usei η energy-part 2 :tests in dieselengines[J]. Biomass and Bioenergy，2003，25(1) :101 111·]。意大利的 Chiaramonti [Chiaramonti D， et. al. Development of emulsions from biomass pyrolysisliquid and diesel and their use in engines-Part 1 :emulsion production. Biomass andBioenergy [J], 2003, 25 ；85-99]等人提出了生物油-柴油乳化的 乳化机理，并且从微观角度探讨了乳化液稳定性的影响因素，然后进行了一系列的试验来 制备生物油-柴油乳化液。英国的IveyInternational Inc.与加拿大的DynaMotive公司 合作，使用Ivey-sol表面活性剂成功地将生物油和柴油乳化，但相应的技术和方法仍未对 外公开。山东理工大学采用自制的乳化剂将生物油和柴油乳化，其乳化燃油的稳定时间为 120h左右。(于济业，彭艳丽，李燕飞等.生物油/柴油乳化燃油稳定性试验[J].山东理 工大学学报(自然科学版)，2007，21(5) :101-103.)。中国科技大学以非离子表面活性剂 为乳化剂，对生物油和柴油混合制备乳化油技术进行了研究，其稳定时间可达60h。(张健， 李文志，陆强，朱锡锋.复配乳化剂乳化生物油/柴油技术.农业机械学报，2009，40 (2) 102-104.)。综上所述，虽然国内外对生物油的乳化已做了一些研究，但至今未得到推广应用。主要原因是乳化成本较高，稳定时间较短，且乳化燃油燃烧性能较差，易腐蚀发动机，难以 在发动机上直接使用。因此，有必要开发一种新型乳化生物质原油及其制备方法，以促进生 物质液体燃料在发动机上的工业化应用。申请人通过对生物质原油进行减压蒸馏精制后， 采用微乳化技术获得了微乳化生物质燃油[中国专利技术专利申请号=200910116674. 7])，燃 油稳定性好，但生物质原油需精制，利用率低。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种性能稳定的W/0型乳化生物质原油，所要解决的技术问题是 对生物质原油直接进行乳化以提质改性，使其各项指标接近或达到燃油的使用性能。本专利技术所称的生物质原油，是从木屑、稻壳、玉米秸秆等木质素类生物质在可循环 的流化床上通过快速热解液化得到的、呈黑色粘稠状的生物质油，其成份复杂，含水量高， 富含含氧有机化合物，如醛、酮、酚、醇和有机酸等。其基本理化指标如表1所示。表1生物质原油的理化指标项目数值试验方法灰分C质量分数)/%3’-7GB/T 508-85酸度 mgKOH/lOOmL20-~56GB/T 264-83铜片腐蚀(50°C，3h)/级1--3GB/T 5096-85水分(体积分数)/%15--30GB 6283-86机械杂质％2-一 4GB 511-88运动粘度GB/T 265-88(40°C) ,mm2/s40- 20凝点/°c-3-GB/T510-83密度(20°C) kg/m31100--1200GB/T 1884-2000闭口闪点/°C40-70GB 261-83热值(MJ/kg)16--19GB/T 384-81将上述含水量高、酸度大的生物质原油直接加工成稳定的W/0型乳化液，选择 合适的乳化剂至关重要。通过系统的条件实验，申请人在非离子型表面活性剂中优选出 多元醇酯类乳化剂和环氧乙烷加成的聚氧乙烯醚类乳化剂(下简称酯类乳化剂和醚类 乳化剂)，通过复配调节复合乳化剂的HLB值3. 0 8. 5，将复配的两种乳化剂分别加入 柴油和经预处理的生物质原油中搅拌均勻，最后利用高剪切均质乳化机把两种混合液在 1500rpm 3000rpm进行高速剪切分散，并加热到30 50°C，乳化20 60分钟，使生物质 原油与柴油呈均一相，并通过添加相关合适的添加剂，进而改善微乳化燃油的稳定性、氧化 安定性，腐蚀性，燃烧性能等问题。本专利技术所称的乳化生物质原油各组分的质量百分比如表 2所示表2乳化生物质原油的各组分质量百分比组分质量百分比/wt %生物质原油1 154 所述的柴油包括10号至-35号柴油。所述的复合乳化剂由酯类乳化剂和醚类乳化剂复配的HLB值为3. 0 8. 5的复合 乳化剂。酯类乳化剂选自失水山梨醇脂肪酸酯或/和脂肪酸山梨醇酯等；醚类乳化剂选自 辛基苯基聚氧乙烯醚或/和烷基苯酚聚氧乙烯醚或/和失水山梨醇醚脂肪酸酯聚氧乙烯醚 或/和脂肪醇聚氧乙烯醚等。所述助表面活性剂选自直链醇类n-CH3(CH2)xOH,其中χ :1 4 ；所述的抗氧抗腐剂选自硫醚，如双(丙烯酸基)_硫醚、双(丙烯酸月桂酯基)_硫 醚或双(丙烯酸十八酯基)_硫醚等。所述硝酸异辛酯为着火改进剂。本乳化生物质原油的乳化方法，以生物质原油和柴油为原料，包括生物质原油的 预处理和乳化，所述的预处理是用过滤分离和离心分离除去生物质原油中的机械杂质和 重组分，所述的乳化是把酯类乳化剂和醚类乳化剂分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乳化生物质原油，其特征在于，各组分的质量百分比如下：　　生物质原油　１～１５％　　柴油　７５～９５％　　复合乳化剂　０．４５～９％　　直链醇助表面活性剂　０．０５～０．２％　　硫醚类抗氧抗腐剂　０．０１～０．０６％　　硝酸异辛酯　０．０１～１％。

【技术特征摘要】
一种乳化生物质原油，其特征在于，各组分的质量百分比如下生物质原油1～15％柴油 75～95％复合乳化剂0.45～9％直链醇助表面活性剂0.05～0.2％硫醚类抗氧抗腐剂 0.01～0.06％硝酸异辛酯0.01～1％2.根据权利要求1所述的乳化生物质原油，其特征在于所述的乳化剂由多元醇酯类 乳化剂和环氧乙烷加成的醚类乳化剂复配获得的HLB值3. 0 8. 5的复合乳化剂。3.根据权利要求2所述的乳化生物质原油，其特征在于所述的多元醇酯类乳化剂选 自失水山梨醇脂肪酸酯或/和脂肪酸山梨醇酯；所述的环氧乙烷加成的醚类乳化剂选自辛 基苯基聚氧乙烯醚或/和烷基苯酚聚氧乙烯醚或/和失水山梨醇醚脂肪酸酯聚氧乙烯醚或 /和脂肪醇聚氧乙烯醚。4.根据权利要求1所述的乳化生...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡献国，徐玉福，周丽丽，姜绍通，潘丽军，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]