生物油是一种清洁的可再生能源。其易储存、提取和运输,可在一定程度上替代石油直接用做燃锅炉和透平发动机的燃料。但因其含水、含氧量较高,具有一定的酸性,产生的热值相当于同体积柴油燃烧的60%,离大规模工业应用还有很长的一段距离。生物油虽然可以通过催化加氢和催化裂解等手段对其进一步催化、提纯,制成标准的汽油或柴油级产品,供各种运载工具使用,但生物油的催化精制由于需要消耗大量的氢气,反应条件苛刻,投资和操作费用巨大,此外由于生物油复杂的组成和性质所导致的催化剂失活一直是加氢过程中面临的难题,从经济或技术角度看,催化加氢的工业应用存在困难。高活性、廉价和高选择性催
化剂是这些技术有待攻克的关键。
将生物油与石化汽油、柴油按一定比例混合,通过先进的乳化工艺,制成清洁环保型生物油/柴油混合乳化燃料,不但有助于提高燃料的热值,改善燃烧性能,而且可以将所得的乳化油直接用于未经改装或稍加改装的普通柴油机上。用这种乳化燃料既可显著节约石油,又可减少因大量燃烧石油产生的排放污染和温室气体。生物油乳化很可能是裂解生物油进入市场的一个有用的辅助手段]。但由于生物油是一种含水和酸较多的混合物,其乳化产品的稳定性是其大规模应用的重要指标。而乳化剂和助乳化剂的选择对乳化型生物柴油的稳定性具有很大的作用。本研究通过选择合适的复配乳化剂和助乳化剂,对生物油与柴油混合液进行乳化,通过宏观上观察乳化油稳定性和吸光度比值K,微观上观察油滴粒径分布的方法研究了其乳化的最优含量和反应条件,为乳化油在柴油机中的应用及工业生产提供参考。
结论:1)利用乳化剂可配制出稳定的生物油/柴油乳化燃料,其中以失水山梨醇单油酸酯和聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯作为混合乳化剂,乳化油的稳定时间最长,吸光度比值K 最低,平均粒径小且均匀,稳定性最好。其中乳化剂的最佳亲水亲油平衡值HLB 范围为5.0~5.8,乳化油生产中,5%的乳化剂加入量较合适。2)使用正辛醇和甲醇做助乳化剂可提高乳化油的稳定性,考虑到助乳化剂成本因素,使用甲醇做助乳化剂更适宜。助乳化剂甲醇质量分数为20%时乳化油稳定性最佳。3)乳化油的稳定性随着生物油质量分数的增加而降低,但在生物油质量分数5%~20%之间时不是很大,稳定时间均达到15 d 以上。在实际生产中,可根据实际情况选择工艺条件制备乳化油,以达到降低成本,节能环保的目的。