[發明專利]通過添加復合添加劑提高生物油穩定性的方法

有效

• 申請號: 201410243326.7
• 申請日: 2014-06-03
• 公開（公告）號: CN104059701A
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發明（設計）人: 劉榮厚;張樂;梅遠飛
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C10L1/19
• 分類號: C10L1/19;C10L1/185;C10L1/182;C10L10/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及一種顯著提高生物油穩定性的方法，特別地，涉及一種通過添加復合添加劑提高生物油穩定性的方法。

背景技術

我國作為世界能源消費大國，正面臨著巨大的資源與環境方面的雙重壓力。按照世界上目前已探明的能源儲量，石油將在40年內枯竭，天然氣將在60年內耗盡，煤炭資源尚可開采200年左右。研究和實踐證明，針對中國國情，合理地發展生物質能等可再生能源產業，既是解決我國大量農林業廢棄物(作物秸稈，枝葉,木屑)無法大批量合理化處理問題及其導致的資源與環境雙重壓力難題的有效方法，也是推動我國新型能源產業化不斷發展、加快能源產業轉型升級、培育新的經濟增長點的戰略舉措。2012年11月8日，黨的十八大重點提出，大力發展可再生能源，推動能源生產和消費革命，是建設生態文明和美麗中國的重要保障。

生物質能源是僅次于石油、天然氣、煤炭的第四大能源，基于其綠色、清潔、可再生、原料來源豐富等優點，對生物質能源的開發研究成為了各國工作的重點。我國《可再生能源中長期發展規劃》中提出：逐步提高優質清潔可再生能源在能源結構中的比例，力爭到2020年使可再生能源消費量達到能源消費總量的15％，使可再生能源技術具有明顯的市場競爭力。

20世紀70年代，石油危機的爆發使人們開始重視生物質液化技術的研究。目前，利用生物質快速熱裂解技術生產生物油在國內外研究十分廣泛。生物質轉化為生物油后，其能量密度得到大幅度提高，同時便于儲存與運輸，不僅可以用于現有鍋爐等熱力學設備，而且可通過進一步對生物油的品質改良使其油品接近于柴油等化石燃料的品質。此外，還可以作為化工生產的中間原料，從中提取附加值高的化學品，如芳香化合物、烯烴和松香等。

生物質快速熱裂解技術，是指生物質原料經過適當預處理后在無氧或缺氧條件下在流化床或固定床內受熱升溫從而引起生物質內部高分子裂解，產生可燃性氣體、焦炭以及可冷凝液體(生物油)的過程。熱裂解生物油，通常是一種棕色、有刺激性氣味、化學組分復雜的粘稠狀液體。其優點在于生產原料廉價、清潔環保(CO₂凈排放量為零，SO₂、NOx排放量少)、可再生等，其缺點在于，與傳統燃油相比，生物油含有較高粘度、較高水分、較高殘碳含量、較強腐蝕性，且儲存穩定性較差，與化石燃料不能混容，這些缺點使得生物油不容易直接應用于現有的燃油設備，必須進一步改善其相關性質，其中最關鍵的是提高生物油的儲存穩定性。生物油的儲存穩定性，是指生物油在各種環境條件下儲存過程中保持其原有的物理化學性質不變的能力。熱裂解生物油在長期儲存時通常會發生不同程度的老化，不僅會降低生物油的品質，也影響到生物油的燃燒等特性，在燃氣輪機的試驗過程中會發生磨損、腐蝕、積炭和工作性能差等問題。張偉等人研究發現，用于表征生物油儲存穩定性的指標主要有黏度、固體顆粒物含量、含水量和平均分子量等。提高生物油穩定性的方法有多種，可分為兩種，物理法和化學法。具體而言，物理法包括原料脫水、去除灰分、添加溶劑和乳化等，化學法包括催化加氫、催化裂解和酯化反應等。

通過向生物油中添加單一或復合添加劑從而引發一系列酯化反應，是提高生物油穩定性簡便易行的常用方法。研究表明，向生物油中添加單一溶劑(甲醇、丙酮或乙酸乙酯等)，均可在一定程度上改善生物油理化性質及儲存穩定性，但由于生物油中含有成分眾多，添加到生物油中的單一添加劑只能與生物油中特定的成分進行反應，從而改善其品質。如果同時使用多種單一有機添加劑，這些添加劑可同時與生物油內部的多種成分發生反應，理論上會產生更好的改善效果。但是，由于所使用的每一種有機溶劑均有一定的市場成本，在工業應用添加劑改善生物油品質時，為了節約成本，必然會優先選擇成本較低且效果較好的添加劑。如果能同時將幾種效果較好的單一添加劑通過統計學方法優化篩選，可能會得到效果更好成本較低的復合添加劑。但迄今為止，利用統計學軟件研究開發用于改善生物油的復合添加劑的相關報道還很少。通過對文獻的檢索發現，通過添加復合添加劑來改善生物油穩定性的研究尚鮮見報道。

發明內容

本發明針對生物油儲存穩定性差，運動粘度隨存貯時間變化大的問題，提出一種通過添加復合添加劑提高生物油穩定性的方法。

本發明是通過以下技術方案實現的：