專利名稱：：一種生物柴油抗氧劑及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種生物柴油抗氧劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
：能源問題一直是困擾人類的一個(gè)重大問題，當(dāng)石油資源枯竭后，如何找到合適的替代品是目前研究的熱點(diǎn)。生物柴油是20世紀(jì)70年代開始研究的，美國和法國等發(fā)達(dá)國家相繼建立了專門的生物柴油研究機(jī)構(gòu)。等到了20世紀(jì)90年代，隨著環(huán)境保護(hù)的迫切需求，以及應(yīng)對(duì)石油資源逐漸走向枯竭的客觀趨勢(shì)，生物柴油更成為新能源研制和開發(fā)的熱點(diǎn)。生物柴油是以植物油或動(dòng)物油等生物質(zhì)為原料，在一定條件下發(fā)生酯化反應(yīng)生成的脂肪酸烷基酯。產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)中所說的生物柴油是指脂肪酸甲酯，是脂肪酸與甲醇發(fā)生酯化反應(yīng)的生成物。作為替代燃料，生物柴油的燃燒性能與化石柴油非常接近。并且具有相對(duì)較低的冷凝點(diǎn)和含硫量，比較高的閃點(diǎn)和十六烷值，以及具有較好的自潤滑性。較之化石柴油，生物柴油的C02排放量有大幅降低，CO、HF以及顆粒物的排放量也明顯減少，基本不含硫化物(《精細(xì)石油化工》，2007，24(5):70-74)。我國在生物柴油研制方面雖然起步較晚，但發(fā)展速度較快，尤其是近幾年在生產(chǎn)工藝方面取得了巨大的成就，但是在生物柴油的性質(zhì)方面的研究較少。氧化安定性是燃料油的重要性質(zhì)之一，生物柴油的主要成分為不飽和脂肪酸酯，在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中，容易發(fā)生氧化變質(zhì)，另外生物柴油分子中含有不穩(wěn)定雙鍵，長期使用會(huì)在油路中發(fā)生聚合生成大分子膠狀物質(zhì)，引起燃料系統(tǒng)結(jié)膠、過濾器和噴油嘴堵塞等問題。因此氧化不僅會(huì)影響油品的質(zhì)量,而且還會(huì)影響機(jī)動(dòng)車輛各系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，減少車輛的使用壽命。目前國內(nèi)對(duì)生物柴油抗氧劑的研制非常少未見相關(guān)專利報(bào)道。而國外在這方面的研制也才剛剛起步，如德國拜耳開發(fā)出的生物柴油用抗氧劑Baynox，其活性成分為a-生育酚的類似物。(見《精細(xì)石油化工進(jìn)展》，2003年4(10):39)，在德國各地的生物柴油加油站上得以應(yīng)用。德固賽公司開發(fā)了一種烷基酚類化合物作為生物柴油抗氧劑(見專利NZ546249)，但其只是酚類化合物，需要較大的用量才能達(dá)到一定的抗氧效果。國外生物柴油抗氧劑的開發(fā)和生產(chǎn)成本相對(duì)較高，組分單一，應(yīng)用范圍不廣，只適合用于國外由含油植物制備的各種生物柴油，只能使生物柴油的氧化安定性時(shí)間達(dá)到6小時(shí)(DINEN14214標(biāo)準(zhǔn))。我國的生物柴油的原料主要是菜籽油、地溝油以及廢煎炸油，原料的來源龐雜，本身的抗氧化性能較差，因此國外生物柴油抗氧劑不能適合國內(nèi)生物柴油使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種生物柴油抗氧劑的制備及其使用方法。采用酚類和胺類化合物進(jìn)行組配，形成一種復(fù)合型的生物柴油抗氧劑。本發(fā)明的抗氧劑與生物柴油有良好的相容性，可與其混合均勻，適應(yīng)面廣，特別適合于國內(nèi)生產(chǎn)的抗氧性較差的不同原料來源制得的生物柴油，有效減緩生物柴油的氧化過程，提高了氧化安定性，延長了生物柴油的儲(chǔ)存時(shí)間，而且不影響生物柴油的品質(zhì)，安全環(huán)保。發(fā)明要點(diǎn)本發(fā)明的生物柴油抗氧劑由酚類化合物、胺類化合物以及有機(jī)溶劑組成，其特征是酚類化合物與胺類化合物的質(zhì)量比為0.1~10:1，最好為0.82:1，其中酚類化合物可以是2，6-二叔丁基苯酚或2，4-二甲基-6-叔丁基酚；胺類化合物可以是4，4'-雙(ci-甲基芐基)-二苯胺、N，N'-二鄰甲基乙二胺或N，N'-二苯基乙二胺。有機(jī)溶劑為C6d。的烴，其用量沒有嚴(yán)格要求，使兩組份完全溶解并具有一定的流動(dòng)性即可，最好使本發(fā)明生物柴油抗氧劑的運(yùn)動(dòng)粘度在4(TC時(shí)保持在14的范圍為好，在此粘度范圍，本發(fā)明的生物柴油抗氧劑可以很好地溶解在生物柴油中，并使其易于分散均勻。本發(fā)明還提供了一種生物柴油抗氧劑的使用方法，將本發(fā)明上述生物柴油抗氧劑以10600ppm的質(zhì)量濃度添加到生物柴油中，并混合均勻。本發(fā)明是在對(duì)生物柴油氧化安定性的原理研究基礎(chǔ)上得到的。與油酯類似，生物柴油在儲(chǔ)存和運(yùn)輸過程中將不可避免同空氣和各類金屬接觸而發(fā)生氧化，氧化初期產(chǎn)生過氧化物和氫過氧化物，后期產(chǎn)生醛、酮并最終形成各種不溶物，使生物柴油無法作為燃料繼續(xù)使用。本發(fā)明中的組分可以有效抑制生物柴油中這些氧化過程的發(fā)生。本發(fā)明的生物柴油抗氧劑是一種復(fù)合型生物柴油抗氧劑，具有高效的抗氧效果和性價(jià)比。可以有效地抑制生物柴油的氧化過程，有效地延長生物柴油的儲(chǔ)存時(shí)間，特別是適應(yīng)性強(qiáng)，對(duì)不同原料來源制得的生物柴油均可滿足抗氧化要求。本發(fā)明使用方法簡便，沒有任何特殊要求，且不會(huì)對(duì)生物柴油的品質(zhì)造成影響，安全環(huán)保。具體實(shí)施例方式實(shí)施例16為生物柴油抗氧劑酚類化合物與胺類化合物的配比及制備實(shí)例，實(shí)施例7~12為生物柴油抗氧劑使用方法的實(shí)例。在不斷攪拌下，以質(zhì)量計(jì)，在有機(jī)溶劑中(市售2#溶劑)加入表1所給出的各化合物組分，使其混合均勻，即制得本發(fā)明的生物柴油抗氧劑。按照GB/T265-88的方法進(jìn)行測(cè)定，抗氧劑的運(yùn)動(dòng)粘度在40'C時(shí)為1~4。表l:實(shí)施例l-6抗氧劑組分及配比(表中數(shù)據(jù)均為質(zhì)量份數(shù))<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例7將實(shí)施例1之抗氧劑應(yīng)用于由地溝油和廢煎炸油為原料通過酯交換法制備的生物柴油(主要包含脂肪酸甲酯和用過的植物油油甲酯)抗氧化實(shí)驗(yàn)中，將抗氧劑與生物柴油混合均勻，采用GB/T8018-87的測(cè)試方法測(cè)試添加抗氧劑后生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間。抗氧劑的濃度為600ppm，氧化溫度為110。C，氧化劑為氧氣。生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間為10h。實(shí)施例8將實(shí)施例2之抗氧劑應(yīng)用于由泔水油和廢煎炸油油為原料通過酯交換法制備的生物柴油(主要包含脂肪酸甲酯和用過的植物油油甲酯)抗氧化實(shí)驗(yàn)中，將抗氧劑與生物柴油混合均勻，采用GB/T8018-87的測(cè)試方法測(cè)試添加抗氧劑后生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間。抗氧劑的濃度為450ppm，氧化溫度為11(TC，氧化劑為氧氣。生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間為9.6h。實(shí)施例9將實(shí)施例3之抗氧劑應(yīng)用于由蔬菜油為原料通過酯交換法制備的生物柴油(主要包含菜子油甲酯、大豆油甲酯和棕櫚油甲酯)抗氧化實(shí)驗(yàn)中，將抗氧劑與生物柴油混合均勻，采用GB/T8018-87的測(cè)試方法測(cè)試添加抗氧劑后生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間。抗氧劑的濃度為300ppm，氧化溫度為110°C，氧化劑為氧氣。生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間為9.3h。實(shí)施例10將實(shí)施例4之抗氧劑應(yīng)用于由蔬菜油為原料通過酯交換法制備的生物柴油(主要包含菜子油甲酯、大豆油甲酯和棕櫚油甲酯)抗氧化實(shí)驗(yàn)中，將抗氧劑與生物柴油混合均勻，采用GB/T8018-87的測(cè)試方法測(cè)試添加抗氧劑后生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間。抗氧劑的濃度為200ppm，氧化溫度為110°C，氧化劑為氧氣。生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間為8.8h。實(shí)施例11將實(shí)施例5之抗氧劑應(yīng)用于由地溝油和廢煎炸油為原料通過酯交換法制備的生物柴油(主要包含脂肪酸甲酯和用過的植物油油甲酯)抗氧化實(shí)驗(yàn)中，將抗氧劑與生物柴油混合均勻，采用GB/T8018-87的測(cè)試方法測(cè)試添加抗氧劑后生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間。抗氧劑的濃度為75ppm，氧化溫度為11(TC，氧化劑為氧氣。生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間為7.5h。實(shí)施例12將實(shí)施例6之抗氧劑應(yīng)用于由泔水油和廢煎炸油為原料通過酯交換法制備的生物柴油(主要包含脂肪酸甲酯和用過的植物油油甲酯)抗氧化實(shí)驗(yàn)中，將抗氧劑與生物柴油混合均勻，采用GB/T8018-87的測(cè)試方法測(cè)試添加抗氧劑后生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間。抗氧劑的濃度為10ppm，氧化溫度為110℃，氧化劑為氧氣。生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間為7h。另外，通過空白對(duì)比實(shí)驗(yàn)，在生物柴油中不添加任何抗氧劑，采用同樣的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)驗(yàn)條件，由地溝油或泔水油以及廢煎炸油為原料通過酯交換法制備的生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間僅為3.5h，由蔬菜油為原料通過酯交換法制備的生物柴油的氧化穩(wěn)定性時(shí)間為4.2h。由此可以看出本發(fā)明的抗氧化效果顯著且應(yīng)用范圍廣。權(quán)利要求1.一種生物柴油抗氧劑，由酚類化合物與胺類化合物及有機(jī)溶劑組成，其特征是酚類化合物為2，6-二叔丁基苯酚或2，4-二甲基-6-叔丁基酚；胺類化合物為4，4′-雙(α-甲基芐基)-二苯胺、N，N′-二鄰甲基乙二胺或N，N′-二苯基乙二胺，酚類化合物與胺類化合物的質(zhì)量比為0.1～10∶1。2.根據(jù)權(quán)利要求1的生物柴油抗氧劑，其特征是酚類化合物與胺類化合物的質(zhì)量比為0.8~2:1。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的生物柴油抗氧劑，其特征是:有機(jī)溶劑為C6~C10的烴。4.根據(jù)權(quán)利要求3的生物柴油抗氧劑，其特征是有機(jī)溶劑的加入量使生物柴油抗氧劑的運(yùn)動(dòng)粘度在4(TC時(shí)保持在1~4的范圍。5.—種權(quán)利要求1至4的任何一種生物柴油抗氧劑的使用方法，將抗氧劑以10600ppm的質(zhì)量濃度添加到生物柴油中，混合均勻。全文摘要本發(fā)明涉及一種生物柴油抗氧劑及其使用方法。本發(fā)明的抗氧劑由酚類化合物、胺類化合物以及有機(jī)溶劑組成，是一種高效復(fù)合型生物柴油抗氧劑。本發(fā)明克服了現(xiàn)有生物柴油抗氧劑生產(chǎn)成本高、使用范圍窄的缺點(diǎn)，提高了生物柴油的氧化穩(wěn)定性，有效地延長了生物柴油的儲(chǔ)存時(shí)間。并且，本發(fā)明的使用簡便，安全環(huán)保。文檔編號(hào)C10L1/183GK101319155SQ200810116968公開日2008年12月10日申請(qǐng)日期2008年7月22日優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日發(fā)明者劉寬勝,劉志興,宋佳寧,張麗欣,張清元,源文,陽曹,楊國榮,陳淑艷申請(qǐng)人:北京斯伯樂科技發(fā)展有限公司