一種連續(xù)式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯制備燃油的方法
【專利摘要】一種連續(xù)式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯制備燃油的方法，包括以下步驟：（1）按微波吸收劑：催化劑=50:1～50:5的質(zhì)量比，稱取微波吸收劑、催化劑混合均勻加入反應(yīng)釜中；（2）反應(yīng)釜置于微波裂解儀器中，加熱至300～500℃，逐漸滴加烏桕油酯，將產(chǎn)生的蒸汽冷凝，連續(xù)得到淺棕色液體產(chǎn)物。本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，裂解快速，所得裂解燃油含氧量低，低溫流動(dòng)性好，熱值較高，穩(wěn)定性強(qiáng)。
【專利說(shuō)明】一種連續(xù)式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯制備燃油的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種烏桕油酯制備燃油的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]生物燃料相對(duì)于化石燃料最大的優(yōu)點(diǎn)是具有可再生性。目前，植物油脂是獲得生物燃料的主要原料，通過(guò)酯交換、熱裂解等熱化學(xué)手段得到可再生燃油。酯交換是目前廣泛應(yīng)用的制備生物柴油的方法，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已經(jīng)形成較為成熟的技術(shù)，但由于生物柴油濁點(diǎn)高，低溫流動(dòng)性差，不利于在寒冷的環(huán)境中使用，而且能源密度低，熱值比普通的石化柴油低9%，此外生物柴油的熱穩(wěn)定性較差，容易氧化，不易儲(chǔ)存。另外，生物柴油對(duì)原料要求較高，存在甲醇回收及甘油再利用的問(wèn)題，增加生產(chǎn)成本，這些缺點(diǎn)嚴(yán)重制約著生物柴油的發(fā)展。
[0003]最新的研究報(bào)告顯示，甘油三酯裂解得到高質(zhì)量的生物燃油具有黏度小，低溫流動(dòng)性好，十六烷值高等特點(diǎn)。在生物質(zhì)中植物油脂被認(rèn)為是生產(chǎn)可再生生物燃油的最佳原料。由于食用油脂價(jià)格較高且與民爭(zhēng)糧，用于生產(chǎn)生物燃油成本太高。研究者將目光投向植物非糧油脂。江西省地處亞熱帶，氣候多雨、濕潤(rùn)、無(wú)霜期長(zhǎng)，適合烏桕的大量繁殖，烏桕核仁中存在有毒的大戟二萜醇酯，不能作為食用油脂。烏桕籽外被的蠟皮(外種皮)可榨取桕脂(亦稱皮油、桕蠟)、脫除蠟皮的種子可榨取梓油。烏桕籽(帶有蠟皮)榨取的混合油稱為木油。據(jù)研究，烏桕籽的出油率高達(dá)40%，烏桕木油以C18的不飽和脂肪酸為主，是制備生物燃油的理想原料。但是，現(xiàn)有的制備工藝存在熱解速度慢且不能連續(xù)，以及裂解油含氧量高，黏度大，低溫流動(dòng)性較差等缺點(diǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種連續(xù)式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯制備燃油的方法。該方法工藝簡(jiǎn)單，裂解快速，所得裂解燃油含氧量低，低溫流動(dòng)性好，熱值較高，穩(wěn)定性強(qiáng)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種連續(xù)式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯制備燃油的方法，包括以下步驟。
[0006](I)按微波吸收劑:催化劑=50:1?50:5的質(zhì)量比，稱取微波吸收劑、催化劑混合均勻加入反應(yīng)釜中。
[0007](2)反應(yīng)釜置于微波裂解儀器中，加熱至300?500°C，逐漸滴加烏桕油酯，將產(chǎn)生的蒸汽冷凝，連續(xù)得到淺棕色液體產(chǎn)物。
[0008]本發(fā)明所述的微波吸附劑為非金屬吸波材料，優(yōu)選鐵氧體、碳化硅或炭黑。
[0009]本發(fā)明所述的催化劑為堿性催化劑，優(yōu)選碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀或硅酸鈉。
[0010]本發(fā)明所述的反應(yīng)釜為石英或陶瓷材質(zhì)。
[0011]本發(fā)明比較已有的裂解技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)。
[0012]1、采用微波吸收劑、催化劑混合均勻加入反應(yīng)釜，微波條件下形成高熱床層，采用堿性催化劑能夠有效捕獲催化裂解時(shí)生成的高級(jí)脂肪酸，形成脂肪酸鹽，利用其羧基端極性強(qiáng)的特點(diǎn)，微波能選擇性的加熱脂肪酸鹽羧基端，促進(jìn)脫羧反應(yīng)的進(jìn)行。
[0013]2、反應(yīng)體系中的副產(chǎn)物甘油與微波吸收劑、催化劑形成高熱供氫床層，微波特殊的加熱方式使床層內(nèi)構(gòu)成立體的高熱供氫位點(diǎn)，有利提高熱解燃油的飽和度，增加其穩(wěn)定性。
[0014]3、微波裂解時(shí)間極短，反應(yīng)迅速，所得裂解燃油含氧量低，低溫流動(dòng)性好，熱值較高，穩(wěn)定性強(qiáng)，能與O號(hào)柴油任意比例混溶。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明將通過(guò)以下實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0016]實(shí)施例1。
[0017]將50 g碳化硅、I g氫氧化鈉加入帶有機(jī)械攪拌，冷凝管的三口石英瓶中，置于微波裂解儀中，固定功率升溫至400°C，逐漸滴加100 g烏桕油酯，30 min滴完，繼續(xù)保持400°C催化裂解無(wú)餾分生成，微波裂解得到液體燃油73 g。
[0018]實(shí)施例2。
[0019]將50 g碳化硅、5 g碳酸鈉加入帶有機(jī)械攪拌，冷凝管的三口石英瓶中，置于微波裂解儀中，固定功率升溫至450°C，逐漸滴加100 g烏桕油酯，30 min滴完，繼續(xù)保持420°C催化裂解無(wú)餾分生成，微波裂解得到液體燃油77 g。
[0020]實(shí)施例3。
[0021]將50 g鐵氧體、3 g碳酸鉀加入帶有機(jī)械攪拌，冷凝管的三口石英瓶中，置于微波裂解儀中，固定功率升溫至380°C，逐漸滴加100 g烏桕油酯，30 min滴完，繼續(xù)保持380°C催化裂解無(wú)餾分生成，微波裂解得到液體燃油70 g。
[0022]實(shí)施例4。
[0023]將50 g炭黑、5 g氫氧化鉀加入帶有帶有機(jī)械攪拌，冷凝管的三口石英瓶中，置于微波裂解儀中，固定功率升溫至430°C，逐漸滴加100 g烏桕油酯，30 min滴完，繼續(xù)保持430°C催化裂解無(wú)餾分生成，微波裂解得到液體燃油72 g。
【權(quán)利要求】
1.一種連續(xù)式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯制備燃油的方法，其特征包括以下步驟: (1)按微波吸收劑:催化劑=50:1?50:5的質(zhì)量比，稱取微波吸收劑、催化劑混合均勻加入反應(yīng)釜中； (2)反應(yīng)釜置于微波裂解儀器中，加熱至300?500°C，逐漸滴加烏桕油酯，將產(chǎn)生的蒸汽冷凝，連續(xù)得到淺棕色液體產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的微波吸附劑為鐵氧體、碳化硅或炭黑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的催化劑碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀或硅酸鈉。
【文檔編號(hào)】C10G3/00GK104342189SQ201410524231
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月9日
【發(fā)明者】王允圃, 劉玉環(huán), 阮榕生, 楊倩, 戴磊磊, 黃伊寧, 張薛勤, 何偉煒, 吳可 申請(qǐng)人:南昌大學(xué)