[发明专利]生物柴油及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物柴油的组成及其制备方法。

背景技术

随着世界范围内车辆柴油化趋势的加快，柴油的需求量会愈来愈大，而石油资源的日益枯竭和人们环保意识的提高，大大促进了世界各国加快柴油替代燃料的开发步伐，生物柴油以其优越的环保性能和可再生性受到了各国的重视。

所说生物柴油的主要成分是脂肪酸低碳醇酯，通常是脂肪酸甲酯，一般通过油脂与低碳醇(如C₁～C₅脂肪醇)经酯交换反应得到。

生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势，对我国农业结构调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。而我国目前是一个石油净进口国，石油储量又很有限，大量进口石油对我国的能源安全造成威胁；因此，生物柴油的研究和生产对我国有着重要的现实意义。

与石油柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能：(1)具有优良的环保特性。由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30％(有催化剂时为70％)；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳烃，因而废气对人体损害低于柴油。据美国环保局报告，生物柴油可使柴油车尾气中HC降低67％，CO降低48％，PM降低47％。其它检测表明，与石油柴油相比，使用生物柴油可降低90％的空气毒性，降低94％的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与柴油相比减少约10％(有催化剂时为95％)；生物柴油的生物降解性高；(2)具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长；(3)具有较好的安全性能。由于闪点高，生物柴油不属于危险品。因此，在运输、储存、使用方面的优点是显而易见的；(4)十六烷值高；(5)具有可再生性能。

但是，由于原料和加工工艺的原因，有些生物柴油的氧化安定性很差，有些生物柴油的低温流动性差，对生物柴油的使用、贮存和运输都造成很大的困难。氧化安定性差的生物柴油易生成如下老化产物：1)不溶性聚合物(胶质和油泥)，这会造成发动机滤网堵塞和喷射泵结焦，并导致排烟增大、启动困难；2)可溶性聚合物，其可在发动机中形成树脂状物质，可能会导致熄火和启动困难；3)老化酸，这会造成发动机金属部件腐蚀；4)过氧化物，这会造成橡胶部件的老化变脆而导致燃料泄漏等。

欧洲车用生物柴油标准EN14214：2003、澳大利亚生物柴油标准(Draft 2003)、新西兰生物柴油标准NZS 7500：2005、巴西生物柴油标准ANP255(2003)、印度生物柴油标准IS 15607：2005、南非生物柴油标准SANS 1935：2004以及中国新制定的已进入报批阶段的国家标准《柴油机燃料调合用生物柴油(BD100)》都规定生物柴油的氧化安定性为110℃下的诱导期不低于6小时，测定方法为EN14112：2003。

US20060096159公开用强酸如硫酸来处理粗生物柴油以提高生物柴油的稳定性，但使用本方法对设备有腐蚀并增加了生产成本。

同时，生物柴油在低温条件下的流动性能，不仅关系到柴油发动机燃料供给系统在低温下能否正常供油，而且与生物柴油在低温下的贮存、运输、装卸等作业能否进行都有密切关系。生物柴油的低温流动性能也用浊点(CP)、冷滤点(CFPP)、凝点(SP)/倾点(PP)等指标来衡量。美国标准ASTM D6751用浊点，我国新制定的生物柴油国家标准与欧洲标准相同，都要求用冷滤点指标表示生物柴油的低温流动性，我国柴油标准中用冷滤点和凝点同时来衡量低温流动性。

US6409778公开了含甲基丙烯酸酯的共聚物，JP2005350629公开了含丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的低聚物和共聚物作为生物柴油流动改进剂。使用添加剂降低生物柴油冷滤点，对有的生物柴油只有添加剂在加量大时效果才明显，而对有些生物柴油通过加剂并不能降低冷滤点，同时，使用流动改进剂的方法也增加了成本和操作步骤。

废油脂如餐饮废油、地沟油、泔水油、油脂厂的下脚料酸化油是生产生物柴油最经济的原料；尤其在我国因为人口和消费的关系，每天都会产生大量的废油脂。但是由废油脂生产的生物柴油的质量与一般油脂相比较差，尤其是氧化安定性差。

发明内容

本发明以现有技术为基础，提供一种氧化安定性和低温流动性都得到改善的生物柴油。

本发明还提供上述生物柴油的制备方法。

本发明还提供一种改善废油脂生产的生物柴油的氧化安定性的方法。