[发明专利]一种连续式微波吸收剂辅助吸波快速热解乌桕油酯制备燃油的方法

说明书

技术领域

本发明属于生物质能源转化技术领域，涉及一种乌桕油酯制备燃油的方法。

背景技术

生物燃料相对于化石燃料最大的优点是具有可再生性。目前，植物油脂是获得生物燃料的主要原料，通过酯交换、热裂解等热化学手段得到可再生燃油。酯交换是目前广泛应用的制备生物柴油的方法，经过多年的发展已经形成较为成熟的技术，但由于生物柴油浊点高，低温流动性差，不利于在寒冷的环境中使用，而且能源密度低，热值比普通的石化柴油低9%，此外生物柴油的热稳定性较差，容易氧化，不易储存。另外，生物柴油对原料要求较高，存在甲醇回收及甘油再利用的问题，增加生产成本，这些缺点严重制约着生物柴油的发展。

最新的研究报告显示，甘油三酯裂解得到高质量的生物燃油具有黏度小，低温流动性好，十六烷值高等特点。在生物质中植物油脂被认为是生产可再生生物燃油的最佳原料。由于食用油脂价格较高且与民争粮，用于生产生物燃油成本太高。研究者将目光投向植物非粮油脂。江西省地处亚热带，气候多雨、湿润、无霜期长，适合乌桕的大量繁殖，乌桕核仁中存在有毒的大戟二萜醇酯，不能作为食用油脂。乌桕籽外被的蜡皮（外种皮）可榨取桕脂（亦称皮油、桕蜡）、脱除蜡皮的种子可榨取梓油。乌桕籽（带有蜡皮）榨取的混合油称为木油。据研究，乌桕籽的出油率高达40%，乌桕木油以C18的不饱和脂肪酸为主，是制备生物燃油的理想原料。但是，现有的制备工艺存在热解速度慢且不能连续，以及裂解油含氧量高，黏度大，低温流动性较差等缺点。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种连续式微波吸收剂辅助吸波快速热解乌桕油酯制备燃油的方法。该方法工艺简单，裂解快速，所得裂解燃油含氧量低，低温流动性好，热值较高，稳定性强。

本发明的技术方案为：一种连续式微波吸收剂辅助吸波快速热解乌桕油酯制备燃油的方法，包括以下步骤。

（1）按微波吸收剂：催化剂=50:1～50:5的质量比，称取微波吸收剂、催化剂混合均匀加入反应釜中。

（2）反应釜置于微波裂解仪器中，加热至300～500℃，逐渐滴加乌桕油酯，将产生的蒸汽冷凝，连续得到浅棕色液体产物。

本发明所述的微波吸附剂为非金属吸波材料，优选铁氧体、碳化硅或炭黑。

本发明所述的催化剂为碱性催化剂，优选碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠、氢氧化钾或硅酸钠。

本发明所述的反应釜为石英或陶瓷材质。

本发明比较已有的裂解技术，具有以下优点。

1、采用微波吸收剂、催化剂混合均匀加入反应釜，微波条件下形成高热床层，采用碱性催化剂能够有效捕获催化裂解时生成的高级脂肪酸，形成脂肪酸盐，利用其羧基端极性强的特点，微波能选择性的加热脂肪酸盐羧基端，促进脱羧反应的进行。

2、反应体系中的副产物甘油与微波吸收剂、催化剂形成高热供氢床层，微波特殊的加热方式使床层内构成立体的高热供氢位点，有利提高热解燃油的饱和度，增加其稳定性。

3、微波裂解时间极短，反应迅速，所得裂解燃油含氧量低，低温流动性好，热值较高，稳定性强，能与0号柴油任意比例混溶。

具体实施方式

本发明将通过以下实施例作进一步说明。

实施例1。

将50 g碳化硅、1 g氢氧化钠加入带有机械搅拌，冷凝管的三口石英瓶中，置于微波裂解仪中，固定功率升温至400℃，逐渐滴加100 g乌桕油酯，30 min滴完，继续保持400℃催化裂解无馏分生成，微波裂解得到液体燃油73 g。 

实施例2。

将50 g碳化硅、5 g碳酸钠加入带有机械搅拌，冷凝管的三口石英瓶中，置于微波裂解仪中，固定功率升温至450℃，逐渐滴加100 g乌桕油酯，30 min滴完，继续保持420℃催化裂解无馏分生成，微波裂解得到液体燃油77 g。 

实施例3。

将50 g铁氧体、3 g碳酸钾加入带有机械搅拌，冷凝管的三口石英瓶中，置于微波裂解仪中，固定功率升温至380℃，逐渐滴加100 g乌桕油酯，30 min滴完，继续保持380℃催化裂解无馏分生成，微波裂解得到液体燃油70 g。

实施例4。

将50 g炭黑、5 g氢氧化钾加入带有带有机械搅拌，冷凝管的三口石英瓶中，置于微波裂解仪中，固定功率升温至430℃，逐渐滴加100 g乌桕油酯，30 min滴完，继续保持430℃催化裂解无馏分生成，微波裂解得到液体燃油72 g。