專利名稱：一種將裂解生物柴油精制成內燃機燃油的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及生物內燃機燃油生產(chǎn)領域，特別是一種包括一個精制工藝過程的生物燃油處理方法。
背景技術：
生物質能源是一種綠色可再生能源，世界各國均在努力發(fā)展。縱觀生物能源發(fā)展史均為酯化法唱主角。無論脂肪酸甲酯還是乙脂，由于其自身的特性，只能作為石化產(chǎn)品的部份替代，即必須與石化柴油混合方能使用。因此，酯化法適用范圍有限，給生物能源制造廠、銷售商和使用者造成極大的不便。開發(fā)能徹底替代石化燃料的生物質能源，對減輕環(huán)境壓力、控制大氣污染和發(fā)展未來能源具有重大意義。近年來，裂解法開辟了生產(chǎn)生物柴油的新路徑。專利號為 ZL200610054327. 2、公開號為CN101475^8A、CN101798517A的中國專利文獻，公開了裂解動植油以獲得生物柴油的方法。在上述方法及其它公知的裂解動植物油的方法所獲得的產(chǎn)品中，羧酸含量高。如果將其直接使用在內燃機上，所含羧酸會對內燃機造成極大腐蝕。實驗證明，使用未經(jīng)進一步處理的裂解生物柴油不到2小時，內燃機就會因為高壓油泵柱塞偶件腐蝕而停機。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種將裂解生物柴油精制成內燃機燃油的方法。本發(fā)明通過對公知的裂解法所獲得的生物柴油進行處理，獲得羧酸含量低、腐蝕性小、適用于內燃機燃燒的燃油。為實現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術方案是這樣的，一種將裂解生物柴油精制成內燃機燃油的方法。以植物油或動物脂肪裂解所獲得的粗生物柴油為原料，其步驟如下
1)選自(a)氨氣或氨水、(b)胺類有機物、或(c)銨鹽的含氮化合物與所述粗生物柴油按重量比0. 2 2 100常溫混合，常壓加熱反應，待溫度升高到100°C時停止加熱獲得反應混合油；
2)將步驟1)所獲得的反應混合油送入分餾塔，塔頂溫度保持205°C以內，拔出輕質組分，獲得初級產(chǎn)品油；
3)對初級產(chǎn)品油進行堿洗至酸度為7以內，獲得的成品內燃機燃油。此反應與溫度有關，反應區(qū)域為30至100°C，與加溫速度無關，以獲得內燃機用燃油。本發(fā)明的技術效果是明顯的。通常，采用裂解法所獲得的生物柴油酸度大于25，銅片腐蝕大于16級，冷凝點大于0°C遠遠高于GB252-2000所公開的標準，不能直接用于內燃機燃燒。采用本發(fā)明所公開的方法，所獲得的產(chǎn)品的羧酸含量低，采用GB252-2000所引用的方法檢測，其酸度為4，銅片腐蝕小于1級顯著地減輕了傳統(tǒng)裂解法所生產(chǎn)的生物柴油對內燃機的腐蝕，冷凝點為零下13°C。將按照本發(fā)明所公開的方法獲得的燃油直接使用在某品牌卡車上，正常行駛5萬公里后，經(jīng)檢測，柴油機無異常磨損。進一步，步驟1)中，所述含氮化合物與粗生物柴油混合后，還加入甲醇或乙醇；所述甲醇或乙醇與粗生物柴油重量比為0.2 0.5 100。作為優(yōu)選，所述胺類有機物選自尿素、二乙醇胺、三乙醇胺、一甲胺、二乙胺。為獲得羧酸含量較低的生物燃油，作為優(yōu)選，所述粗生物柴油和含氮化合物的重量比為100 0. 2 4。通過分析表明，動植物油通過催化裂解所獲得的生物柴油中，羧酸與碳氫鏈接合在一起，用普通的酸堿中和反應勢必成為皂，無法于內燃機使用。本發(fā)明的一種優(yōu)選方式是將碳氫不飽合鏈封閉，讓羧酸分離出來，從而使生物柴油處于中性并保持良好的氧化安定性。較好的方法是，包括粗生物柴油和含氮化合物的混合物中，還包括甲、乙醇。更好的方法是，所述甲、乙醇與粗生物柴油重量比為0.2 0.5 100。所述混合物在100°C內的常壓條件下反應，可以獲得羧酸含量低的、達到0號柴油標準的、能直接被內燃機使用的生物柴油。本發(fā)明的起始物的原始來源是動植物油脂，可以通過公知的方法將動植物油脂裂解成粗生物柴油以通過本發(fā)明所公開的方法作進一步處理。作為一種實現(xiàn)本發(fā)明目的方式，所述粗生物柴油來源于動植物油原料經(jīng)過氧化鋁催化裂解所獲得的生物柴油。氧化鋁催化裂解的方法在中國發(fā)明專利200610054327. 2中公開。餐飲廢油、地溝油的主要成分是動植物油脂。通過本發(fā)明所公開的方法，可以解決地溝油回收的難題。因此，本發(fā)明不僅對環(huán)保意義重大，還具有很高的經(jīng)濟、社會價值。更好的是，可以將按照本發(fā)明所公開的方法所獲得的羧酸含量低的內燃機燃油， 進入分餾塔，拔出輕質組分?？蛇M一步分別獲得汽油、柴油。更進一步，本方法生產(chǎn)的汽油加入辛烷值改進劑后與93號無鉛汽油比對性能一致，在某品牌轎車上使用一年，行駛三萬公里，經(jīng)發(fā)動機拆檢無異常磨損。本方法所獲得的柴油經(jīng)過重慶市計量質量檢測研究院抽檢， 按GB252-2000標準檢驗，全檢各項指標均達到國標或優(yōu)于國標0號輕柴油；其熱值經(jīng)中國人民解放軍后勤工程學院檢測中心按GB/T384，測定為40. 3MJ/kg。本方法所生產(chǎn)的生物柴油可以單獨使用或者與石化0號輕柴油按任何比例混合使用于重型汽車或大型挖堀機，性能良好，特別是對內燃機腐蝕性小。采用堿性液體對所獲得的羧酸含量低的內燃機燃油進行洗滌?？梢赃M一步從洗滌液分離出羧酸鈉，或羧酸鉀以作為工業(yè)原料。為降低生產(chǎn)成本和保證生產(chǎn)的連續(xù)性等，作為優(yōu)選方式，所述混合物在反應釜中進行反應，反應過程中所產(chǎn)生的低碳烴作為反應釜加熱的燃料。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不應該理解為本發(fā)明上述主題范圍僅限于下述實施例。在不脫離本發(fā)明上述技術思想的情況下，根據(jù)本領域普通技術知識和慣用手段，作出各種替換和變更，均應包括在本發(fā)明范圍內。實施例1
采用動植物油經(jīng)氧化鋁裂解后的粗生物柴油8. 6噸加入反應器。按100 0.6的比例用農(nóng)用尿素51. 6公斤、按100 0.5的比例用無水甲醇43公斤和所述粗生物柴油常溫混合。常壓加溫至100°c反應結朿，再將反應器加熱至350°C，油蒸氣進入精餾塔，塔頂最高溫度為205°C。分餾完成后進行堿洗，當洗液呈堿性，PH值為大于8再次取樣，測定其柴油酸度為4。采用GB252-2000所引用方法測定，各項指標達到0號輕質柴油標準。本實施例轉化率為87%。實施例2:
采用動植物油經(jīng)氧化鋁裂解后的粗生物柴油20噸加入攪拌罐。按100 0.5的比例使用工業(yè)級合格品二乙醇胺100公斤、按100 0.5的比例無水乙醇100公斤和所述粗生物柴油常溫攪拌混合。管式爐加溫至100°C反應結朿，再將反應器加熱至350°C。油蒸氣進入精餾塔，分餾塔頂保持205°C以內。通常，本領域的慣用方法是，在塔頂未達到200°C以前，采用回流方式再次蒸餾。分餾完成后進行堿洗，當洗液呈堿性，PH值為大于8時再次取樣，測定其酸度為4。采用GB252-2000所引用方法測定，各項指標達到0號輕質柴油標準。 本實施例轉化率為86%。實施例3
采用小桐子油經(jīng)氧化鋁裂解后的粗生物柴油0.5公斤加入三口燒瓶中.按100 0.6 的比例使用工業(yè)品碳酸銨0. 003公斤、按100 0. 4的比例無水乙醇0. 002公斤和所述粗生物柴油常溫混合.置于3000瓦電爐上常壓加溫至10(TC反應結朿，再將反應器加熱至 350°C。分餾完成后進行堿洗，再次取樣，測定其酸度為4。實施例4:
采用橡膠樹子油經(jīng)氧化鋁裂解后的粗生物柴油0. 5公斤加入三口燒瓶中.按 100 0.8的比例使用工業(yè)品亞硫酸銨0.004公斤、按100 0. 4的比例無水乙醇0. 002公斤和所述粗生物柴油常溫混合.置于250瓦電熱套中常壓加溫至100°C反應結朿，再將反應器加熱至350°C。分餾完成后進行堿洗，再次取樣，測定其酸度為6。實施例5
采用棉子油經(jīng)氧化鋁裂解后的粗生物柴油0.5公斤加入三口燒瓶中.按100 0. 88 的比例使用工業(yè)氨水含氨量為25% 0.0044公斤、按100 0. 4的比例無水甲醇0. 002公斤和所述粗生物柴油常溫混合.置于250瓦電熱套中常壓加溫至100°C反應結朿，再將反應器加熱至350°C。分餾完成后進行堿洗，再次取樣，測定其酸度為5。實施例6
采用菜子油經(jīng)氧化鋁裂解后的粗生物柴油0.5公斤加入三口燒瓶中.按100 0. 65 的比例使用工業(yè)合格品三乙胺0. 00325公斤、按100 0. 3的比例無水甲醇0. 0015公斤和所述粗生物柴油常溫混合.置于3000瓦電爐中常壓加溫至100°C反應結朿，再將反應器加熱至350°C。反應完成后分餾完成后進行堿洗，再次取樣，測定其酸度為4。實施例7
采用地溝油經(jīng)氧化鋁裂解后的粗生物柴油0.5公斤加入三口燒瓶中.按100 0.8的比例使用工業(yè)合格品碳酸銨0. 004公斤和所述粗生物柴油常溫混合.置于3000瓦電爐中常壓加溫至100°C反應結朿，再將反應器加熱至350°C。反應完成后分餾完成后進行堿洗， 再次取樣，測定其酸度為5。實施例8
采用地溝油經(jīng)氧化鋁裂解后的粗生物柴油0.5公斤加入三口燒瓶中.按100 0.2
5的比例使用氨氣0.001公斤導入所述粗生物柴油燒瓶中，從底部逐步導入，同時使用250 瓦電熱套加溫常壓加溫至100°C反應結朿，再將反應器加熱至350°C。分餾完成后進行堿洗，再次取樣，測定其酸度為4。
權利要求
1.一種將裂解生物柴油精制成內燃機燃油的方法，其特征在于以植物油或動物脂肪裂解所獲得的粗生物柴油為原料，其步驟如下1)選自(a)氨氣或氨水、(b)胺類有機物、或(c)銨鹽的含氮化合物與所述粗生物柴油按重量比0.2 2 100常溫混合，常壓加熱反應，待溫度升高到100°C時停止加熱獲得反應混合油；2)將步驟1)所獲得的反應混合油送入分餾塔，塔頂溫度保持205°C以內，拔出輕質組分，獲得初級產(chǎn)品油；3)對初級產(chǎn)品油進行堿洗至酸度為7以內，獲得的成品內燃機燃油。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種將裂解生物柴油精制成內燃機燃油的方法，其特征在于步驟1)中，所述含氮化合物與粗生物柴油混合后，還加入甲醇或乙醇；所述甲醇或乙醇與粗生物柴油重量比為0.2 0.5 100。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種將裂解生物柴油精制成內燃機燃油的方法，其特征在于所述胺類有機物選自尿素、二乙醇胺、三乙醇胺、一甲胺、二乙胺。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種將裂解生物柴油精制成內燃機燃油的方法，其特征在于所述粗生物柴油來源于動植物油原料經(jīng)過氧化鋁催化裂解所獲得的生物柴油。
全文摘要
本發(fā)明的提供一種將裂解生物柴油精制成內燃機燃油的方法。將1)選自(a)氨氣或氨水、(b)胺類有機物、或(c)銨鹽的含氮化合物與所述粗生物柴油按重量比0.2～2∶100常溫混合，常壓加熱反應獲得反應混合油。將所述反應混合油分餾以拔出輕質組分后，進一步堿洗至酸度為7以內，獲得成品內燃機燃油。采用本發(fā)明所公開的方法，獲得的成品油羧酸含量低，采用GB252-2000檢測，達到或優(yōu)于國家標準，能夠直接被內燃機使用。
文檔編號C10L1/02GK102533443SQ20111045449
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權日2011年12月30日
發(fā)明者代洪達, 代莉, 劉天華 申請人:代洪達