一種生物基燃油堿性氮化物和磷脂脫除的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物基燃油堿性氮化物與磷脂脫除的方法，屬于生物質(zhì)裂解燃料 應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物燃油是一種可再生且環(huán)保的新型燃料，它是以植物油脂作為原料，通過催化 劑催化裂解制成的液體燃料。生物燃油因其可廣泛用于調(diào)和或直接使用，被認為是優(yōu)質(zhì)的 石化柴油的替代物。
[0003] 催化裂解植物油脂制備出的生物燃油中因其含有較多的烯烴、二烯烴、酸以及含 氧、含氮化合物等不安定組分，在貯存過程中因氧、光和熱的作用，容易被氧化和聚合而生 成膠質(zhì)，也是其顏色變深和產(chǎn)生沉淀的主要原因，燃料油品中的氮含量偏高，容易腐蝕金屬 設(shè)備，在燃燒過程中形成N0X，造成大氣污染。而磷脂的存在會影響生物基燃油的質(zhì)量和氧 化穩(wěn)定性。隨著環(huán)保法規(guī)的日益嚴厲，使得原本不太突出的環(huán)保因素成為必須重視的重要 因素。目前對生物燃油堿性氮化合物和磷脂脫除研究方面的報導(dǎo)還較少，傳統(tǒng)的酸堿精制 和吸附精制雖有一定的脫除作用，但保存性不長。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 在此本發(fā)明的目的在于針對目前研究不足，提供一種針對生物燃油具有很好的脫 除堿性氮化物與磷脂效果，而且精制后的生物燃油存儲一段時間其值能保持不變。本明提 供一種催堿性氮化物與磷脂的方法，其簡便易行，污染少，比較經(jīng)濟，解決了生物燃油氧化 安定性差、變色快。
[0005] 本發(fā)明主要包括以下步驟： 本發(fā)明上述目的通過兩步處理來實現(xiàn)： (1)負載酸組分的脫氮吸附劑的制備：以多孔材料活性炭、白土、硅藻土中任意一種或 兩種混合作為基材；基材預(yù)處理，即取一定量吸附劑原料至于燒杯中，加入濃鹽酸浸泡處理 一段時間，洗滌至中性，在120°C下干燥12h。酸負載，即配制10%_30%的硫酸、磷酸、硝酸、 草酸溶液中任意一種或多種，加入有機酸：苯甲酸、對甲基苯磺酸、乙二酸中任意一種，將其 預(yù)處理后的吸附劑浸泡6h，在105°C下干燥12h，即得負載酸組分的脫氮吸附劑。
[0006] (2)將催化裂解制得的生物燃油分脫水處理，取脫水后的油，加入油重1%的處理 后的吸附劑，65°C-80°C下攪拌1h，過濾。
[0007] (3)取上述過濾好的油，90°C下攪拌10min，同時緩慢加入2ml的70%的磷酸、鹽 酸、硫酸中任意一種或兩種混合，靜置5min。
[0008] (4)加入油重4%的水，75°C下攪拌5min，分層去水，用的蒸餾水或鹽水清洗至水 層pH=7,真空減壓蒸餾脫水。
[0009] 本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比的優(yōu)勢有： (1)本發(fā)明的負載酸組分的脫氮吸附劑對生物基燃油中含有的堿性氮化物和磷脂脫除 效果好，能夠有效解決油脂催化裂解制得的生物基燃油穩(wěn)定性差的缺陷，能有效改善的生 物基燃油質(zhì)量和儲存安定性，并且可以擴大生物基燃油的使用范圍。
[0010] (2)本發(fā)明工藝流程簡單，操作方便，制作成本低廉、制備方法簡單、安全環(huán)保。通 過處理后的燃料用于發(fā)動機使能降低尾氣排放中的煙度和氮化物。
[0011] (3)本發(fā)明結(jié)合酸中和法和吸附法兩步處理處理得到的生物基燃油能以任意比例 混摻在石化柴油中，一定程度上可以緩解化石能源的危機，可以促進可持續(xù)化和諧社會發(fā) 展。
【具體實施方式】
[0012] 結(jié)合具體的實例對本發(fā)明做進一步解釋，但具體實例并不對本發(fā)明做任何限定。
[0013]實例1 本實例用大豆油催化裂解制備生物燃油，其負載酸組分的脫氮吸附劑為20%硫酸和對 甲基苯磺酸浸泡活性炭，第二步采用70%磷酸酸化處理。
[0014] 將上述負載酸組分的脫氮吸附劑與得到的大豆油生物燃油以1:100混合，65°C下 攪拌1h，過濾除去吸附劑。取過濾后油樣，加入70%的磷酸溶液，90°C下攪拌15min，加入 油重4%的水，75°C下攪拌一段時間后，得處理后生物燃油。；將其入分液漏斗中，靜置分層 后，除去下層液體，保留上層清油，再用去離子水水洗3次，至水層pH=7,最后真空減壓蒸餾 脫水。用高氯酸-冰醋酸非水滴定法SH/T0162-92檢測催化裂解堿性氮氧化物，用糧油檢 驗磷脂含量的測定GB/T5537-2008磷脂含量。
[0015] 表1實例1中生物燃油處理前后堿性氮化物與磷脂變化
從表1可以看出，本實例大豆油催化裂解制備的生物燃油的堿性氮化物與磷脂的含量 比較高，對其保存有很大影響，需要先將其脫除。經(jīng)過兩步處理，可以看出堿性氮化物與磷 脂的含量明顯的下降，堿氮由167. 24ppm到5. 23ppm，脫除率達96. 8%，磷脂由19. 78mg/ g下降到0. 43mg/g，脫除率達97. 8%，由此可以說明兩步處理對有明顯的脫氮和脫磷脂效 果。放置一周其堿氮和磷脂的含量變化不大，說明兩步處理能有效改善生物燃油的氧化安 定性。
[0016]實例2 本實例用光皮樹油催化裂解制備生物燃油，其負載酸組分的脫氮吸附劑為15%硫酸和 對甲基苯磺酸浸泡活性炭，第二步采用70%磷酸酸化處理。
[0017] 將上述負載酸組分的脫氮吸附劑與得到的光皮樹生物燃油以2:100混合，65°C下 攪拌1h，過濾除去吸附劑。取過濾后油樣，加入70%的磷酸溶液，90°C下攪拌15min，加入 油重4%的水，75°C下攪拌一段時間后，得處理后生物燃油。；將其入分液漏斗中，靜置分層 后，除去下層液體，保留上層清油，再用去離子水水洗3次，至水層pH=7,最后真空減壓蒸餾 脫水。用高氯酸-冰醋酸非水滴定法SH/T0162-92檢測催化裂解堿性氮氧化物，用糧油檢 驗磷脂含量的測定GB/T5537-2008磷脂含量。
[0018] 表2實例2中生物燃油處理前后堿性氮化物與磷脂變化
從表2可以看出，本實例光皮樹油催化裂解制備的生物燃油的堿性氮化物與磷脂的含 量比較高，對后期處理和保存都有很大影響，需要先將其脫除。經(jīng)過兩步處理，可以看出堿 性氮化物與磷脂的含量明顯的下降，堿氮由136. 24ppm到4. 23ppm，脫除率達96. 9%，磷脂 由22. 87mg/g下降到0. 26mg/g，脫除率達98. 9%，由此可以說明兩步處理對有明顯的脫氮 和脫磷脂效果。放置一周其堿氮和磷脂的含量變化不大，說明兩步處理能有效改善生物燃 油的氧化安定性。
[0019]實例 3 本實例用潲水油催化裂解制備生物燃油，其負載酸組分的脫氮吸附劑為25%硫酸和對 甲基苯磺酸浸泡活性炭，第二步采用70%磷酸酸化處理。
[0020] 將上述負載酸組分的脫氮吸附劑與得到的生物燃油以2:100混合，75°C下攪拌1 h，過濾除去吸附劑。取過濾后油樣，加入70%的磷酸溶液，90°C下攪拌15min，加入油重4% 的水，75°C下攪拌一段時間后，得處理后生物燃油。；將其入分液漏斗中，靜置分層后，除去 下層液體，保留上層清油，再用去離子水水洗2-3次，至水層pH呈中性，最后真空減壓蒸餾 脫水。用高氯酸-冰醋酸非水滴定法SH/T0162-92檢測催化裂解堿性氮氧化物，用糧油檢 驗磷脂含量的測定GB/T5537-2008磷脂含量。
[0021] 表3實例3中生物燃油處理前后堿性氮化物與磷脂變化
從表3可以看出，本實例潲水油催化裂解制備的生物燃油的堿性氮化物與磷脂的含量 比較高，對其保存有很大影響，需要先將其脫除。經(jīng)過兩步處理，可以看出堿性氮化物與磷 脂的含量明顯的下降，堿氮由189. 52ppm到7. 34ppm，脫除率達96. 1%，磷脂由26. 59mg/ g下降到0. 83mg/g，脫除率達96. 8%，由此可以說明兩步處理對有明顯的脫氮和脫磷脂效 果。放置一周其堿氮和磷脂的含量變化不大，說明兩步處理能有效改善生物燃油的氧化安 定性。
【主權(quán)項】
1. 一種脫除生物基燃油中的堿性氮化物和磷脂的方法，通過酸中和和吸附兩步達到目 的。2. -種負載酸組分的脫氮吸附劑，其特征在于該吸附劑的原料是由多孔材料和混合酸 組成，其中，按照質(zhì)量百分比計，多孔材料為85-95%，混合酸為5-15%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述負載酸組分的脫氮吸附劑步驟： 按照配方比例取用多孔材料和混合酸，將吸附劑活化處理一段時間后，吸附劑浸泡與 混合酸中4-8 h，在90-120°C下干燥10-15 h，即得負載酸組分的脫氮吸附劑。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述脫除生物基燃油中的堿性氮化物和磷脂的方法，其特征在于所 述脫除方法包括如下步驟： (1) 將生物基燃油分先脫水處理，再加入油重0. 5%-4%的脫氮吸附劑，50-80°C下攪拌 0. 5-2 h，過濾； (2) 將過濾后的油在70-90°C下攪拌10_30min，同時緩慢加入l-5ml的60-85%的磷酸、 鹽酸、硫酸中任意一種或兩種混合，靜置5min ; (3) 加入油重1-8%的水，50-90°C下攪拌5-20 min，分層去水，用的蒸餾水或鹽水清洗 至水層pH呈中性，真空減壓蒸餾脫水。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種脫除生物基燃油中的堿性氮化物和磷脂的方法，該方法是由兩步酸中和法和吸附法來實現(xiàn)的，其中負載酸組分的脫氮吸附劑是由兩種混酸處理吸附劑制備而成。本發(fā)明第一步吸附脫氮，主要是將催化裂解制得的生物基燃油分脫水處理后加入一定比例的負載酸組分的脫氮吸附劑，升溫至50-80℃下攪拌0.5-2？h；第二步酸處理脫除磷脂，可部分脫除堿性氮化物，加入一定比例的酸，70-90℃下攪拌10-30min。本發(fā)明采用兩步法操作簡單、脫除堿性氮化物和磷脂效果好，能較好的解決生物燃油不穩(wěn)定因素，而且脫氮吸附劑用量少。
【IPC分類】C10G53/10
【公開號】CN105112095
【申請?zhí)枴緾N201510570606
【發(fā)明人】汪紅梅, 孟維鑫, 韓穎, 李洋, 林俊, 徐德垚, 周婷婷
【申請人】長沙理工大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年9月10日