[发明专利]利用超音波改质桐油生质柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种改质桐油生质柴油的方法，特别是一种利用超音波改质桐油生质柴油的方法。

背景技术

生质柴油（biodiesel）是利用油脂作物或是回收食用油作为原料所形成的再生能源。欧美国家在过去十余年积极发展生质柴油，生质柴油的年产量更是逐年增加，对于生质柴油相关的法规制度、油品规范以及检验方法皆已建立其标准规范，并逐年增加生质柴油与石化柴油的掺合比例。台湾的进口能源比例高达约98%，在能源日渐枯竭与高油价之际，开发本土自有且具有发展性的木本林木油料作物以制造生质柴油有其必需性。

粮食与生质燃料的原料来源是相互竞争的，故非食用油近年来已被公认为制造生质柴油最具发展潜力的原料之一。台湾的油桐主要有两种，一种是俗称“千年桐”的木油桐（Vernicia montana Lour），也称皱桐；另一种是俗称“三年桐”的油桐（Aluerites Fordii Hemsi），也称光桐和罂子桐。因油桐具有生长快速和耐旱耐贫瘠的特点，已成为目前政策造林的重要树种之一。桐油为油桐属植物果核压榨所得的产物，也是台湾本土非食用油脂料源，台湾桐油种植面积约6,000公顷，其含油量高且可避免农业竞争农地。

由于桐油生质柴油（tung oil methyl esters）约含有82wt%的具有三个共轭双键结构的桐油酸（eleosteric acid）[C18:3,9(Z)-11(E)-13(E)]，其中不饱和脂肪酸含量高达95wt%，故有良好的低温流动特性，但因高碘价（iodine value）及高动黏度（kinematic viscosity）而无法符合中国台湾地区标准生质柴油-脂肪酸甲酯规定生质柴油（CNS 15072）的法规标准。

掺合技术是一种简单且有效改善油品性质的手段，此技术是将两到三种生质柴油或柴油以不同比例混合后，找出最佳的掺合比例，以改善原本个别油品性质不能符合法规标准的问题。现有技术受限于桐油生质柴油的高黏度及高碘价等性质缺点，而使得桐油生质柴油的桐油掺合量仅在20wt%以下。

发明内容

鉴于现有技术中桐油生质柴油的高动黏度、高碘价以及桐油掺合量仅在20wt%以下的缺点，本发明的目的在于提供一种利用超音波改质桐油生质柴油的方法，通过调控体积与配比以及超音波功率来提升桐油生质柴油质量。

文中涉及的“桐油掺合量”是指桐油相对于整体生质柴油的含量。

为达到上述目的，本发明提供了一种利用超音波改质桐油生质柴油的方法，其包括：将含有重量百分比为20%至80%桐油（tung oil）、10%至50%芥花油（canola oil）以及0%至30%棕榈油（palm oil）的油品、醇类及转酯化触媒混合以形成混合物，并以超音波震荡该混合物，以获得低动黏度及低碘价的桐油生质柴油。

文中涉及的“碘价”是指单位油脂能吸收碘的数量，特别地，是指每100克油脂能吸收碘的克数，该值可表示脂肪酸的不饱和程度，当双键数目多（不饱和程度高），碘价高，氧化速度快；特别地，文中涉及的“低碘价”是指碘价小于每100克可吸收120克碘（g I₂/100g）。

文中涉及的“动黏度”是指于常温40℃下，流体黏度与密度的比值；特别地，文中涉及的“低黏度”是指动黏度介于3.5mm²/s至5.0mm²/s之间。

较佳的，所述超音波震荡是指超音波功率/混合物体积的比值介于1.38W/mL至2.1W/mL之间，以进行油品改质。

较佳的，所述醇类包括，但不限于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇及丁醇。

较佳的，所述转酯化触媒包括，但不限于碱金属物质、碱土金属物质、脂肪分解酵素、无机酸类及有机酸类。

更佳的，所述碱金属物质包括，但不限于氢氧化钠、氢氧化钾及甲醇钠。

更佳的，所述碱土金属物质包括，但不限于石灰、石灰石、炉石、炉渣、煤灰及煤渣。

更佳的，所述无机酸类包括，但不限于硫酸、硝酸、磷酸及磺酸。

更佳的，所述有机酸类是磺酸。

本发明通过超音波震荡混合物，可有效减少反应过程所需能量及时间，并且桐油具有含油量高且低温流动性佳的特性又易于取得，故本发明通过调控混合物的体积以及超音波功率，可提升桐油掺合量，也可改善桐油生质柴油高动黏度及高碘价的缺点。

附图说明

图1为本发明超音波改质装置的示意图。主要元件符号说明：

1超音波改质装置     10超音波控制器