一種生物基二甲氧基烷烴類柴油及其製備方法
2023-09-10 18:13:45 1
一種生物基二甲氧基烷烴類柴油及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種生物基二甲氧基烷烴類柴油及其製備方法，其特徵是：是以木質纖維類生物質為原料生產的2-甲基四氫呋喃與二甲醚在酸負載催化劑上反應經縮合工藝同時製得的包含二甲氧基-1-甲基丁烷、雙二甲氧基-1-甲基丁烷、三二甲氧基-1-甲基丁烷的混合物。其優點是：以木質纖維生物質生產2-甲基四氫呋喃為原料生產醚類燃料，原料廉價易得，產品具有凝點低、熱值高、潤滑性好、腐蝕性低，彌補了現有醚類柴油的缺陷；同時在低溫性、氧化安定性和水解安定性方面優於脂肪酸甲酯生物柴油；與石油柴油可以以任意比例互溶。
【專利說明】一種生物基二甲氧基烷烴類柴油及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於可再生能源利用領域，特別涉及一種生物基二甲氧基烷烴類柴油及其製備方法。
【背景技術】
[0002]隨著人類不斷開採，化石能源的枯竭不可避免，大部分化石能源本世紀將被開採殆盡。另一方面，化石能源在使用過程中會新增大量溫室氣體二氧化碳，同時產生一些有汙染的煙氣，從而威脅生態安全。因此，替代能源的開發對於緩解能源壓力以及環境保護具有十分重要的意義。利用生物質生產的含氧燃料是很有發展前途的清潔能源，它不但能提高柴油燃燒效率、降低柴油機碳煙的排放，而且由生物質製取的含氧燃料是可再生的能源。目前研究的柴油機含氧燃料種類很多，常見的有醇類燃料、酯類燃料和醚類燃料等。
[0003]在醇類燃料方面，主要是將甲醇、乙醇與柴油在助溶劑的作用下，混合而得的燃料。由於甲醇、乙醇十六烷值很低且與柴油難以互溶，因此，使用醇類燃料時需要解決著火和互溶問題，需加助溶劑和發火改善劑。
[0004]在酯類燃料方面，主要包括由油脂原料生產的脂肪酸甲酯，也是我們熟知的生物柴油，它的燃燒性能與石油基柴油較為接近，且具有十六烷值高，發火性能好，潤滑性好，抗爆性好和燃燒充分等優良性能；然而，脂肪酸甲酯生物柴油最大的缺點是凝點高，氧化安定性和水解安定性差等，使其應用受限。另一類酯類燃料為碳酸二甲酯，添加到柴油中種可顯著降低碳煙排放，熱效率比柴油的高，但其缺點是自燃點高，十六烷值低，密度大等。
[0005]在醚類燃料方面，其排放性能和發火性能都比較高，目前已經研究報導的醚類燃料有二甲醚、乙醚、丁醚、二甲氧基甲烷、二乙氧基甲烷、二甲氧基乙烷、甲氧基乙醚、二乙二醇二甲醚等，這些醚類燃料除了二甲醚沸點低、在常溫下為氣態外，其它的沸點較高，在常溫常壓下呈液態，常規柴油機不需作任何改造就可直接燃料。但醚類燃料的不足之處是熱值低，為了保證發動機水平，必須增加循環供油量，雖然對金屬無腐蝕，但對普通橡膠、塑料有腐蝕作用。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是針對已有生物基含氧燃料的缺陷，提供一種生物基二甲氧基烷烴類(醚類燃料)柴油及其製備方法。 [0007]本發明的技術方案如下:
本發明所述生物基二甲氧基烷烴類柴油包含三種化學物質，其名稱及結構式如下:(1 二甲氧基-1-甲基丁烷；(2)雙二甲氧基-1-甲基丁烷；(3)三二甲氧基-1-甲基丁烷
【權利要求】
1.一種生物基二甲氧基烷烴類柴油，其特徵是:所述生物基二甲氧基烷烴類柴油包含三種化學物質，其名稱及結構式如下:(I) 二甲氧基-1-甲基丁烷；(2)雙二甲氧基-1-甲基丁烷；(3)三二甲氧基-1-甲基丁烷
2.一種根據權利要求1所述的生物基二甲氧基烷烴類柴油的製備方法，其特徵是:2_甲基四氫呋喃與二甲醚在酸負載催化劑上反應，催化劑的用量為與2-甲基四氫呋喃的質量比為:1:20-100，2-甲基四氫呋喃與二甲醚的摩爾比為1:10-20，反應溫度100-200 °C ,反應壓力l-4MPa,反應時間2-4h,製得二甲氧基_1_甲基丁燒、雙_.甲氧基-1-甲基丁烷和三二甲氧基-1-甲基丁烷的混合物。
3.根據權利要求2所述的生物基二甲氧基烷烴類柴油的製備方法，其特徵是:酸負載催化劑的製備方法是:將BF3或SnCl2溶液與磷鎢酸或矽鎢酸在60-80°C混合，BF3或SnCl2與磷鎢酸或矽鎢酸的摩爾比為1:0.1-0.5 ;將混合溶液浸潰到載體上製成負載催化劑前驅體，浸潰時間12_48h，其中載體所佔質量百分比為80-90%，120°C乾燥6-12h，450°C焙燒3-6h，製得本發明所用酸負載催化劑。
4.根據權利要求3所述的生物基二甲氧基烷烴類柴油的製備方法，其特徵是:所述載體包括活性炭、二氧化矽、三氧化二鋁中的一種。
5.根據權利要求2所述的生物基二甲氧基烷烴類柴油的製備方法，其特徵是:所述混合物中二甲氧基-1-甲基丁烷含量為50-60wt%，雙二甲氧基-1-甲基丁烷含量為15-20wt%，三二甲氧基-1-甲基丁烷含量為5-10wt%，其它雜質組分為10-20wt%，有效組分佔 70-90 wt %。
6.根據權利要求2所述的生物基二甲氧基烷烴類柴油的製備方法，其特徵是:2_甲基四氫呋喃是由木質纖維類生物質水解生產的糠醛經兩步加氫製得。
7.根據權利要求6所述的生物基二甲氧基烷烴類柴油的製備方法，其特徵是:糠醛是由木質纖維類生物質經酸水解工藝製得。
【文檔編號】C10G3/00GK103756737SQ201310730111
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月26日 優先權日:2013年12月26日
【發明者】頡二旺, 張維 申請人:內蒙古金地生物質有限公司