[发明专利]生物油乳化分离的方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物油精制应用领域，特别涉及一种生物油乳化分离的方法。

背景技术

随着石油天然气等化石能源的日益枯竭，开发新的替代能源成为各国关注的焦点。与化石能源相比生物质能具有可再生性，硫、氮含量低，燃烧过程不会增加大气中二氧化碳的净含量，可有效地减轻温室效应和空气污染，因而开发利用生物质能受到广泛的关注，并开发出了一系列热裂解装置和技术。

生物质快速热裂解技术能够快速高效的得到大量液体产物(即生物油)，因而被认为是最有前景的利用生物质能的方式。然而，由于生物油含氧高，热值低，腐蚀性强，含水量大，不能直接用于内燃机，必须精炼处理才能进一步的使用。目前，生物油精炼提质的方式主要有催化裂解，催化加氢，催化重整和乳化等。前几种精炼方法均需要复杂的，耐高温高压设备，且催化剂容易失活，精炼油产率低等缺陷，难以实现工业化应用。添加一定的乳化剂将生物油与柴油乳化有可能成为一条便捷，高效的利用生物油的方法。

由于生物油中含有大量水分(15％～30％)和极性有机化合物，与烃类燃料如汽油或柴油等不能够混合，必须加入乳化剂才能够得到均一的液体燃料。已经有很多学者对生物油的乳化进行了大量研究，如Chiaramonti D等(Development of emulsions from biomass pyrolysis liquid and diesel and their use in engines-Part 2：tests in diesel engines[J].Biomass and Bioenergy.2003，25，101-111.)将生物油与柴油的乳化并用于内燃机；张健等(张健，李文志，陆强，朱锡锋.复配乳化剂乳化生物油/柴油技术[J].农业机械学报，2009，40(2)：102-106.)考察了复配乳化剂对生物油与柴油的乳化效果。

然而，常规方法制备的生物油与柴油的乳化油往往存在乳化量小(乳化时生物油与汽柴油的质量比在0.05至0.25之间)，稳定性较差(室温下几小时至几天即分层)，水分含量较高，酸度偏高，乳化剂(吐温、司班系列，NP-4，OP-10，OT-10等)成本高，难以实现生物油的大规模应用。此外，常规的生物油乳化不能够实现生物油的分离，生物油中低聚物的存在不利于燃烧，同时影响内燃机的使用寿命。因此需要建立新的乳化体系解决以上问题，使生物油的大规模应用成为可能。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的生物油乳化剂体系，该体系的乳化量应较大，可以实现生物油的有效乳化分离，所得产品稳定性高、酸度低，可以实现生物油在内燃机上的使用。

为了实现上述至少一个发明目的，本发明提供的生物油乳化分离技术，包括如下步骤：将生物油、3～10碳醇与柴油或汽油充分混合，分层后得到乳化油层和木质素低聚物以及乙酸富集相。

生物油、柴油和/或汽油的混合物，在小分子醇的作用下，根据相似相溶的原理，可以发生分层，上层为乳化油层，下层为木质素低聚物以及乙酸富集相。乳化油可以直接分离出来作为燃料使用，下层木质素富集相经简单的水洗过滤处理可得到具有高附加值的木质素低聚物和乙酸水溶液。

根据本发明，所用生物油为各种生物质原料经快速热裂解制备的生物质裂解油以及经过初步精炼提质过的生物裂解油。

根据本发明的一个实施方式，所用醇可以为一元醇或二元醇，其结构通式为C_mH_2m(OH)_n，其中m＝3～10，n＝1，2。

本发明首次将廉价易得的醇类作为唯一乳化剂引入新的生物油与汽、柴油乳化体系，从而使生物油能够在内燃机上使用，同时还可以得到高附加值的化学品。

根据本发明的一个方面，所用的小分子醇可以是单一物质构成的纯净物。

根据本发明的另一方面，所用的小分子醇也可以是两种或两种以上小分子醇的任意比例的混合物。

根据本发明的实施方式之一，柴油和/或汽油为从原油转化得到的烃类柴油和/或汽油；还可以是添加了甲醇或乙醇的烃类柴油和/或汽油燃料。

根据本发明的另一实施方式，乳化过程中，可以通过机械搅拌、振荡或超声手段的一种或数种而实现反应物的充分搅拌。

本发明与现有技术比较具有以下优点：

1、工艺操作非常简单，常温常压下即可进行，对设备要求低。

2、乳化剂成本较低，易于得到。

3、乳化油的酸度及水分含量低，粘度低，与汽、柴油燃料的性能更为接近。

4、乳化油性质更稳定，80℃恒温保存4天未发现破乳分层现象。