一種動植物油脂微乳液的反應製備方法
2023-06-21 06:13:06
一種動植物油脂微乳液的反應製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種動植物油脂微乳液的反應製備方法，將動植物油脂、低級醇、表面活性劑以及催化劑分別加入反應器中，在常溫下進行反應製備。本發明採取上述技術解決方案的有益效果是：動植物油脂-甲醇微乳液中外加表面活性劑量大大降低。由於反應過程中動植物油脂發生部分酯交換，產物中生產一定量的甘油二酯、甘油單酯、甘油和脂肪酸甲酯等。其中甘油單酯本身就是非離子型表面活性劑，因此形成微乳液。無需進行甲醇、甘油的分離，由於部分酯交換，油脂的平均分子量降低，燃燒性能大為改觀。
【專利說明】一種動植物油脂微乳液的反應製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種微乳液的製備，具體的說是一種動植物油脂微乳液的反應製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著現代社會的不斷發展，汽車、電子以及各類機械設備的使用，使人類進入工業化時代。而隨著工業化進程的不斷深入，能源消耗也與日增多。傳統的主要能源是石油，而石油作為一種不可再生資源，可開採和使用均是一次性不可逆，全球石油需求正在不斷增加，而石油儲量卻在迅速減少，石油替代品的研究已是當務之急。
[0003]為替代石油，有人試圖直接使用動植物油送入汽車或其它機器設備中進行燃燒，但未能成功，具體的說，植物油是一從植物中提取出的油脂品，如:茶油、菜油、花生油等，動物油脂是從動物體內提取出的油脂品，如豬油、羊油、牛油、魚油、蝦油等，上述兩者皆可再生。但是由於動植物油分子量大、碳鏈較長，表觀粘度過高，直接燃燒時會出現燃燒不完全、易炭化結焦、堵塞油噴嘴等現象。故而，汽車或其它機器設備無法直接燃燒其作為能源。
[0004]綜上所述，動植物油雖然是一種可再生能源，但其無法直接進行使用，需要進行一定的處理，而在動植物的清潔燃燒處理中，微乳化能達到較好的清潔燃燒效果，具體的說，微乳化燃油燃燒以「微爆」理論為基礎。微乳化燃油經霧化噴嘴進行一次霧化至100~200 μ m的油滴，油滴受熱時由於水相和油相的沸點相差較大，水相汽化時體積急劇膨脹增大三個數量級，瞬間把包在外部油相分裂成粒徑更小的油滴，這一過程稱之為「微爆」。由於「微爆」導致的二次霧化使油滴碎裂成更細小的霧狀油滴，此時油滴比表面積大，可與空氣中的氧充分接觸燃燒，使微乳化液燃燒充分，提高了熱效率，消除了黑煙等。經研究甲醇柴油微乳液的燃燒過程發現，微乳柴油燃燒時煙度有所下降，NOx，CO和CH排放含量約為一般燃油的25%。
[0005]現有的動植物油脂的微乳液的製備，一般是在一定溫度下(通常為室溫)，稱取一定量的動植物油與低級醇，放入比色管中，逐漸滴加表面活性劑，邊加入邊振蕩，直至後溶液不再渾濁為止。在該製備的過程以及，表面活性劑的用量佔溶液質量11-36%之間，而在實際應用中，因表面活性劑價格較高，故而製成的微乳液成本較高，失去微乳液的價格優勢，不利於推廣。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在於提供一種能克服現在動植物油脂微乳液製備成本較高的不足的動植物油脂微乳液的製備方法。
[0007]為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是:一種動植物油脂微乳液的製備方法，將動植物油脂、低級醇、表面活性劑以及催化劑分別加入反應器中，在常溫下進行反應製備。
[0008]作為上述方案的進一步說明，
[0009]動植物油脂、低級醇、表面活性劑以及催化劑所混合而成的混合液中，
[0010]低級醇是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇中的一種或其混合物；
[0011]表面活性劑是陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型中的一種或其混合物；
[0012]催化劑是鹼或酸，催化劑與低碳醇的質量比為1: 10000-1: 3.3 ；
[0013]反應溫度為0-85°C;
[0014]反應時間大於1min。
[0015]作為一種優選，低級醇為甲醇，其與動植物油脂的混合，其所佔質量百分比大於動植物油脂。
[0016]作為一種優選，表面活性劑為陰離子型，其佔混合液質量的0.001% -30%。
[0017]作為一種優選，催化劑為鹼，其與低碳醇的質量比為1: 10000-1: 20之間。
[0018]作為一種優選，反應時間為60min。
[0019]本發明採取上述技術解決方案的有益效果是:動植物油脂-甲醇微乳液中外加表面活性劑量大大降低。由於反應過程中動植物油脂發生部分酯交換，產物中生產一定量的甘油二酯、甘油單酯、甘油和脂肪酸甲酯等。其中甘油單酯本身就是表面活性劑(非離子型)，因此形成微乳液。 無需進行甲醇、甘油的分離，由於部分酯交換，油脂的平均分子量降低，燃燒性能大為改觀。
[0020]其反應原理是，油脂成分(甘油三酯)與甲醇反應發生部分酯交換反應，產物主要是未反應的甘油三酯、新生成的甘油二酯、甘油單酯、甘油和脂肪酸甲酯等。
【具體實施方式】
[0021]為方便對本發明作進一步的理解，現舉實施例，對本發明作進一步的解釋。
[0022]實施例:
[0023]豬油50g與甲醇300g，加入表面活性劑65013g和NaOH 0.5g，裝入四口瓶，一個口接入回流冷凝器，一隻口插入溫度計，置於水浴中，在65°C條件下，回流反應60min。反應後的產物為一均勻透明液體。室溫下放置24小時，未見分層或固體出現。模擬燃燒顯示燃燒正常。
【權利要求】
1.一種動植物油脂微乳液的反應製備方法，其特徵在於:將動植物油脂、低級醇、表面活性劑以及催化劑分別加入反應器中，在常溫下進行反應製備，動植物油脂、低級醇、表面活性劑以及催化劑所混合而成的混合液中；低級醇是甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇中的一種或其混合物；表面活性劑是陰離子型、陽離子型、兩性離子型和非離子型中的一種或其混合物；催化劑是鹼或酸，催化劑與低碳醇的質量比為1: 10000-1: 3.3 ;反應溫度為0-85°C;反應時間大於lOmin。
【文檔編號】C11C3/10GK104178359SQ201410361178
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月22日 優先權日:2014年7月22日
【發明者】郭俊旺, 劉旭峰, 任延傑, 陸小安 申請人:郭俊旺