[發(fā)明專利]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

有效

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• 申請日: 2014-10-09
• 公開（公告）號: CN104342189A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 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（專利權(quán)）人: 南昌大學(xué)
• 主分類號: C10G3/00
• 分類號: C10G3/00
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司 36115
• 代理人: 施秀瑾

技術(shù)領(lǐng)域

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)

生物燃料相對于化石燃料最大的優(yōu)點是具有可再生性。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高，低溫流動性差，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，不易儲存。另外，生物柴油對原料要求較高，存在甲醇回收及甘油再利用的問題，增加生產(chǎn)成本，這些缺點嚴(yán)重制約著生物柴油的發(fā)展。

最新的研究報告顯示，甘油三酯裂解得到高質(zhì)量的生物燃油具有黏度小，低溫流動性好，十六烷值高等特點。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。由于食用油脂價格較高且與民爭糧，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、無霜期長，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，低溫流動性較差等缺點。

發(fā)明內(nèi)容

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。該方法工藝簡單，裂解快速，所得裂解燃油含氧量低，低溫流動性好，熱值較高，穩(wěn)定性強。

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。

（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。

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。

本發(fā)明所述的反應(yīng)釜為石英或陶瓷材質(zhì)。

本發(fā)明比較已有的裂解技術(shù)，具有以下優(yōu)點。

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生成的高級脂肪酸，形成脂肪酸鹽，利用其羧基端極性強的特點，微波能選擇性的加熱脂肪酸鹽羧基端，促進脫羧反應(yīng)的進行。

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，有利提高熱解燃油的飽和度，增加其穩(wěn)定性。

3、微波裂解時間極短，反應(yīng)迅速，所得裂解燃油含氧量低，低溫流動性好，熱值較高，穩(wěn)定性強，能與0號柴油任意比例混溶。

具體實施方式

本發(fā)明將通過以下實施例作進一步說明。

實施例1。

將50?g碳化硅、1?g氫氧化鈉加入帶有機械攪拌，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℃，逐漸滴加100?g烏桕油酯，30?min滴完，繼續(xù)保持400℃催化裂解無餾分生成，微波裂解得到液體燃油73?g。?

實施例2。

將50?g碳化硅、5?g碳酸鈉加入帶有機械攪拌，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℃，逐漸滴加100?g烏桕油酯，30?min滴完，繼續(xù)保持420℃催化裂解無餾分生成，微波裂解得到液體燃油77?g。?

實施例3。

將50?g鐵氧體、3?g碳酸鉀加入帶有機械攪拌，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℃，逐漸滴加100?g烏桕油酯，30?min滴完，繼續(xù)保持380℃催化裂解無餾分生成，微波裂解得到液體燃油70?g。

實施例4。

將50?g炭黑、5?g氫氧化鉀加入帶有帶有機械攪拌，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℃，逐漸滴加100?g烏桕油酯，30?min滴完，繼續(xù)保持430℃催化裂解無餾分生成，微波裂解得到液體燃油72?g。