生物质基液体燃料与柴油的混合燃料及其制备方法

摘要

本发明属于生物质基液体燃料技术领域，具体涉及一种生物质基液体燃料与柴油的混合燃料及其制备方法，该混合燃料的体积百分比组成为：0#柴油50-84.5%、乙酰丙酸乙酯5-20%、生物柴油10-25%和助溶剂0.5-5%。本发明的混合燃料具有理化特性好、污染排放低、原料来源可再生的优点。

说明书

技术领域

本发明属于生物质基液体燃料技术领域，具体涉及一种生物质基液体燃料与柴油的混合燃料及其制备方法。

背景技术

柴油机由于其良好的燃烧经济性和动力性，被众多运输工具使用，但柴油机的碳烟等尾气排放不尽理想，随着柴油机车的快速增加，环境污染排放急剧增多。同时，随着石油资源的加速消耗和储量的急剧减少，石油价格也逐步攀升。柴油机替代燃料的研究越来越受到人们的普遍关注，其中生物质基液体燃料作为柴油机替代燃料的研究越来越多。乙酰丙酸与乙醇反应可生成乙酰丙酸乙酯，乙酰丙酸和乙醇目前均有技术可从生物质资源获得，生物质资源是一种可再生资源。目前，以地沟油、餐厨废油生产生物柴油也成为一种较为成熟的技术。

在柴油机中使用生物柴油的研究较多，普遍认为生物柴油具有减排污染气体的作用，并具有较高的闪点即运输储存安全性，但生物柴油粘度过高容易导致燃烧不完全，冷滤点较高导致低温流动性较差，其直接利用或与柴油混合使用的效果并不十分理想。而生物质基乙酰丙酸乙酯具有运动粘度低、冷滤点低等优点，但乙酰丙酸乙酯与柴油的混合燃料容易分层，且乙酰丙酸乙酯十六烷值和运动粘度过低，导致柴油机的启动不易和燃烧不完全。

发明内容

本发明的目的在于提供一种生物质基液体燃料与柴油的混合燃料及其制备方法。

本发明采用以下技术方案：

生物质基液体燃料与柴油的混合燃料，其体积百分比组成为：0^#柴油50-84.5%、乙酰丙酸乙酯5-20%、生物柴油10-25%和助溶剂0.5-5%。

所述助溶剂为正丁醇。

生物质基液体燃料与柴油的混合燃料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）按比例取各组分，将乙酰丙酸乙酯、生物柴油和助溶剂混匀形成混合液；（2）将步骤（1）的混合液在搅拌情况下加入0^#柴油中混匀，即为混合燃料。

本发明的生物质基液体燃料与柴油的混合燃料制备时将所有组分直接混匀亦可。

本发明中的助溶剂正丁醇为可由谷物淀粉或农作物秸秆为原料制取，为生物质基产品，其既可溶于乙酰丙酸乙酯也可溶于生物柴油和0^#柴油，在乙酰丙酸乙酯、生物柴油和0^#柴油的混合物中加入这种助溶剂，能很好地与乙酰丙酸乙酯、生物柴油和柴油相溶，使得混合燃料成为有机的整体，在3-5℃下能保持较长的时间不分层、不析酯、不浑浊。本发明的混合燃料具有理化特性好、污染排放低、原料来源可再生的优点。

乙酰丙酸乙酯与0^#柴油的组合、生物柴油与0^#柴油的组合均已有研究，但作为燃料乙酰丙酸乙酯的运动粘度和冷滤点过低，生物柴油的运动粘度和冷滤点过高，其与0^#柴油的组合均没有达到较好的理化状态，从而使其混合燃料在柴油机中使用带来一定的问题。而乙酰丙酸乙酯和生物柴油的配合有一定的协同、相互促进作用，以0^#柴油为主体，同时以合理比例添加乙酰丙酸乙酯和生物柴油能够使混合燃料具有与0^#柴油十分接近的运动粘度、冷滤点闭口闪点，较好地满足替代0^#柴油的燃料特性。

本发明中所采用的乙酰丙酸乙酯可由农林废弃物等生物质资源作为原料制取，生物柴油可由地沟油、餐厨废油为原料制取，乙酰丙酸乙酯、生物柴油均为生物质基产品，且是可再生资源，有利于资源的可持续发展。

具体实施方式

实施例1

生物质基液体燃料与柴油的混合燃料，其体积百分比组成为：0^#柴油84.5%、乙酰丙酸乙酯5%、生物柴油10%和助溶剂0.5%。

将乙酰丙酸乙酯、生物柴油、正丁醇混合均匀成为混合液，将该混合液在搅拌情况下缓慢地倒入0^#柴油中，充分搅拌混合后，即可制得生物质基液体燃料与柴油的混合燃料。

实施例2

生物质基液体燃料与柴油的混合燃料，其体积百分比组成为：0^#柴油74%、乙酰丙酸乙酯10%、生物柴油15%和助溶剂1%。

将乙酰丙酸乙酯、生物柴油、正丁醇混合均匀成为混合液，将该混合液在搅拌情况下缓慢地倒入0^#柴油中，充分搅拌混合后，即可制得生物质基液体燃料与柴油的混合燃料。

实施例3

生物质基液体燃料与柴油的混合燃料，其体积百分比组成为：0^#柴油63%、乙酰丙酸乙酯15%、生物柴油20%和助溶剂2%。

将乙酰丙酸乙酯、生物柴油、正丁醇混合均匀成为混合液，将该混合液在搅拌情况下缓慢地倒入0^#柴油中，充分搅拌混合后，即可制得生物质基液体燃料与柴油的混合燃料。

实施例4

生物质基液体燃料与柴油的混合燃料，其体积百分比组成为：0^#柴油50%、乙酰丙酸乙酯20%、生物柴油25%和助溶剂5%。

将乙酰丙酸乙酯、生物柴油、正丁醇和0^#柴油混合均匀即可制得生物质基液体燃料与柴油的混合燃料。

对实施例1-4制得的生物质基液体燃料与柴油的混合燃料进行理化特性的测定和尾气烟度排放的测定。

表l 为实施例1-4的生物质基液体燃料与柴油的混合燃料理化特性，由国家车用乙醇汽油质量监督检验中心检验获得。

通过在ZS1110型柴油机台架（技术参数如表2）试验证实：在发动机转速为1200 r/min时，使用实施例1混合燃料比使用纯柴油柴油机的尾气烟度最大降幅达12.5％；使用实施例2混合燃料比使用纯柴油柴油机的尾气烟度最大降幅达33.2%；使用实施例3混合燃料比使用纯柴油柴油机的尾气烟度最大降幅达60.8%。使用实施例4混合燃料比使用纯柴油柴油机的尾气烟度最大降幅达73.9%。本发明的混合燃料具有明显的环境效益和实用性。

表2 ZS1110型柴油机主要技术参数