一種連續式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯製備燃油的方法
2023-09-20 06:16:05 1
一種連續式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯製備燃油的方法
【專利摘要】一種連續式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯製備燃油的方法，包括以下步驟：（1）按微波吸收劑：催化劑=50:1～50:5的質量比，稱取微波吸收劑、催化劑混合均勻加入反應釜中；（2）反應釜置於微波裂解儀器中，加熱至300～500℃，逐漸滴加烏桕油酯，將產生的蒸汽冷凝，連續得到淺棕色液體產物。本發明工藝簡單，裂解快速，所得裂解燃油含氧量低，低溫流動性好，熱值較高，穩定性強。
【專利說明】一種連續式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯製備燃油的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於生物質能源轉化【技術領域】，涉及一種烏桕油酯製備燃油的方法。
【背景技術】
[0002]生物燃料相對於化石燃料最大的優點是具有可再生性。目前，植物油脂是獲得生物燃料的主要原料，通過酯交換、熱裂解等熱化學手段得到可再生燃油。酯交換是目前廣泛應用的製備生物柴油的方法，經過多年的發展已經形成較為成熟的技術，但由於生物柴油濁點高，低溫流動性差，不利於在寒冷的環境中使用，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，增加生產成本，這些缺點嚴重製約著生物柴油的發展。
[0003]最新的研究報告顯示，甘油三酯裂解得到高質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。在生物質中植物油脂被認為是生產可再生生物燃油的最佳原料。由於食用油脂價格較高且與民爭糧，用於生產生物燃油成本太高。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、溼潤、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，是製備生物燃油的理想原料。但是，現有的製備工藝存在熱解速度慢且不能連續，以及裂解油含氧量高，黏度大，低溫流動性較差等缺點。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種連續式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯製備燃油的方法。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，穩定性強。
[0005]本發明的技術方案為:一種連續式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯製備燃油的方法，包括以下步驟。
[0006](I)按微波吸收劑:催化劑=50:1?50:5的質量比，稱取微波吸收劑、催化劑混合均勻加入反應釜中。
[0007](2)反應釜置於微波裂解儀器中，加熱至300?500°C，逐漸滴加烏桕油酯，將產生的蒸汽冷凝，連續得到淺棕色液體產物。
[0008]本發明所述的微波吸附劑為非金屬吸波材料，優選鐵氧體、碳化矽或炭黑。
[0009]本發明所述的催化劑為鹼性催化劑，優選碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀或矽酸鈉。
[0010]本發明所述的反應釜為石英或陶瓷材質。
[0011]本發明比較已有的裂解技術，具有以下優點。
[0012]1、採用微波吸收劑、催化劑混合均勻加入反應釜，微波條件下形成高熱床層，採用鹼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，促進脫羧反應的進行。
[0013]2、反應體系中的副產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構成立體的高熱供氫位點，有利提高熱解燃油的飽和度，增加其穩定性。
[0014]3、微波裂解時間極短，反應迅速，所得裂解燃油含氧量低，低溫流動性好，熱值較高，穩定性強，能與O號柴油任意比例混溶。
【具體實施方式】
[0015]本發明將通過以下實施例作進一步說明。
[0016]實施例1。
[0017]將50 g碳化矽、I g氫氧化鈉加入帶有機械攪拌，冷凝管的三口石英瓶中，置於微波裂解儀中，固定功率升溫至400°C，逐漸滴加100 g烏桕油酯，30 min滴完，繼續保持400°C催化裂解無餾分生成，微波裂解得到液體燃油73 g。
[0018]實施例2。
[0019]將50 g碳化矽、5 g碳酸鈉加入帶有機械攪拌，冷凝管的三口石英瓶中，置於微波裂解儀中，固定功率升溫至450°C，逐漸滴加100 g烏桕油酯，30 min滴完，繼續保持420°C催化裂解無餾分生成，微波裂解得到液體燃油77 g。
[0020]實施例3。
[0021]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，置於微波裂解儀中，固定功率升溫至380°C，逐漸滴加100 g烏桕油酯，30 min滴完，繼續保持380°C催化裂解無餾分生成，微波裂解得到液體燃油70 g。
[0022]實施例4。
[0023]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，置於微波裂解儀中，固定功率升溫至430°C，逐漸滴加100 g烏桕油酯，30 min滴完，繼續保持430°C催化裂解無餾分生成，微波裂解得到液體燃油72 g。
【權利要求】
1.一種連續式微波吸收劑輔助吸波快速熱解烏桕油酯製備燃油的方法，其特徵包括以下步驟: (1)按微波吸收劑:催化劑=50:1?50:5的質量比，稱取微波吸收劑、催化劑混合均勻加入反應釜中； (2)反應釜置於微波裂解儀器中，加熱至300?500°C，逐漸滴加烏桕油酯，將產生的蒸汽冷凝，連續得到淺棕色液體產物。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是所述的微波吸附劑為鐵氧體、碳化矽或炭黑。
3.根據權利要求1所述的方法，其特徵是所述的催化劑碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀或矽酸鈉。
【文檔編號】C10G3/00GK104342189SQ201410524231
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月9日 優先權日:2014年10月9日
【發明者】王允圃, 劉玉環, 阮榕生, 楊倩, 戴磊磊, 黃伊寧, 張薛勤, 何偉煒, 吳可 申請人:南昌大學