一種提高生物油潤滑性的方法
【專利說明】-種提高生物油潤滑性的方法 -、技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及生物質(zhì)能源領(lǐng)域，具體的說是一種提高生物油潤滑性的方法。 二、【背景技術(shù)】
[0002] 生物油是各種生物質(zhì)經(jīng)過熱解液化等方法制備的一種新型液體能源，具有可再 生、碳凈排放為零等明顯優(yōu)勢。但是由于生物油成分復(fù)雜，其中一個關(guān)鍵問題是，生物油在 金屬表面成膜性能差，潤滑性不足，嚴重影響了一些典型的機械部件如發(fā)動機噴油嘴、旋轉(zhuǎn) 累、分配累等的正常運行，導致其在汽車發(fā)動機上的應(yīng)用受到限制，因此，生物油的潤滑性 迫切需要得到改善，W加速運種新型能源在汽車上的應(yīng)用。
[0003] 目前，改善生物油潤滑性的方法主要采用與化石能源滲混，盡管運樣能在一定程 度上增加生物油的潤滑性，但生物油的利用率受到限制，而且仍然要依賴化石能源；中國專 利（CN104212501)公開了一種柴油潤滑性改進劑，能夠有效提高柴油潤滑性，使得高頻往 復(fù)試驗條件下的磨斑直徑小于460ym，采用的是將環(huán)燒酸與環(huán)燒酸醋按質(zhì)量百分比10~ 30% : 90~70%的比例混合，在50~80°C下加熱攬拌1~化后得到的改進劑，可W改善 柴油潤滑性。中國專利（CN104371776)也公開了一種提高低硫柴油潤滑性的方法，在低硫 柴油中加入lOmg/kg~2000mg/kg的氨基多元酸與胺的縮合反應(yīng)產(chǎn)物，與使用油脂作為抗 磨劑相比能明顯改善柴油潤滑性。然而，由于生物油和柴油成分相差較大，運些改善柴油潤 滑性的方法很難在生物油上奏效。雖然通過添加某些潤滑劑在生物油中也可改善生物油的 潤滑性，但是由于生物油的成分復(fù)雜，運些添加劑在生物油中的分散性、相容性、穩(wěn)定性問 題沒有得到很好的解決，因此，有必要發(fā)展一種新的提高生物油潤滑性的方法。 H、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對生物油潤滑性不足的現(xiàn)狀，目的就是要提供一種提高生物油潤滑性的 方法，W促進生物油的應(yīng)用。 陽〇化]本發(fā)明通過W下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0006] 一種提高生物油潤滑性的方法，包括改性、精制、分散3個單元操作，具體的，改性 是W生物油為基準，將50~200mg/kg催化劑、2~lOOg/kg改性劑依次加入生物油中，攬拌 均勻后，置于壓力反應(yīng)蓋中，在120~150°C下攬拌反應(yīng)30~60min，升溫至300~400°C 下攬拌反應(yīng)20~30min，冷卻后過濾、離屯、去除催化劑與水相，得到改性生物油；精制是將 改性生物油移至減壓蒸饋系統(tǒng)，在50~60°C減壓蒸饋反應(yīng)12~2地，收集接收瓶中得到精 制生物油；分散是往精制生物油中分別加入20~500mg/kg潤滑增強劑、1~SOmg/kg分散 劑，超聲分散10~20min后，高速剪切攬拌20~30min即可。
[0007] 所述的生物油為木質(zhì)生物質(zhì)通過快速熱解液化制備得到的，其化學成分包含了 酸、醇、醒、酬、控、酪、醋，抑值小于5，氧含量大于15 %;所述的催化劑為KF-Ni/ZSM-5，其制 備方法為在IL含Imol/LKF及0. 5mol/LNiS〇4的溶液中投入100gZSM-5,攬拌均勻后，調(diào) 節(jié)溶液抑為10,吸附浸泡12h，過濾，將所得固體在&氣氛、700~800°C的管式爐中般燒 2h;所述的改性劑為碳原子數(shù)為C6~C12徑基在兩端的直鏈二元醇。
[0008] 所述的減壓蒸饋反應(yīng)的壓力為0.5~1.OkPa;所述的高速剪切攬拌速度為 20000 ~22000rpm。
[0009] 所述的潤滑增強劑為粒徑80~SOOnm的Fe3〇4麵0S2納米球與粒徑1~10UmMoS2 微米片的混合物，它們的質(zhì)量比為1:0.2~5,其中化3〇4@M〇S2納米球的制備方法為將 11. 55g粒徑10皿的化化加入到IL含0.Imol/L鋼酸鋼、0. 2mol/L硫化鋼的水熱反應(yīng)蓋 中，在260°C攬拌反應(yīng)化，離屯、、水洗沉淀物、烘干即得。
[0010] 所述的分散劑為單硬脂酸甘油醋與吐溫80質(zhì)量比為1 : 0.5~2的混合物。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0012] 1)本發(fā)明的方法對生物油潤滑性提升效果好。提質(zhì)后的生物油在摩擦界面能形成 連續(xù)油膜，平均油膜百分數(shù)達75%W上，摩擦副摩擦系數(shù)和磨損量相對提質(zhì)前的生物油能 降低40%W上。
[0013] 2)本發(fā)明的方法所采用的添加劑在生物油分散性好、穩(wěn)定時間長。潤滑增強劑在 在生物油中無明顯團聚現(xiàn)象，加入生物油中可穩(wěn)定1個月W上。
[0014] 3)本發(fā)明的方法操作簡單，易于規(guī)?；茝V。本發(fā)明的方法由改性、精制、分散等 =個基本的化工單元操作，普通油品生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)有的設(shè)備均能滿足，無需新增投資。 四、具體實施例
[0015] 為更好的理解本發(fā)明，通過W下具體實施例說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明；W下所 用的生物油來自于稻殼快速熱解液化方法所制備，其成分經(jīng)過氣-質(zhì)聯(lián)用檢測峰面積相對 百分數(shù)為：酸類20. 5%，醇類3. 6%，醒類21. 3%，酬類31. 5%，控類2. 6%，酪類20. 2%，醋 類 0. 3%，pH4. 5,氧含量 21. 2%;KF-Ni/ZSM-5 的制備方法為在IL含Imol/LKF及 0. 5mol/ LNiS〇4的溶液中投入100gZSM-5,攬拌均勻后，調(diào)節(jié)溶液抑為10,吸附浸泡12h，過濾，將 所得固體在&氣氛、700~800°C的管式爐中般燒化即得；Fe3〇4@MoS2納米球的制備方法為 將11. 55g粒徑10皿的化3〇4加入到IL含0.Imol/L鋼酸鋼、0. 2mol/L硫化鋼的水熱反應(yīng) 蓋中，在260°C攬拌反應(yīng)化，離屯、、水洗沉淀物、烘干即得。
[0016] 實施例1 :
[0017] 將50mgKF-Ni/ZSM-5、10g1,6-己二醇依次加入化g生物油中，攬拌均勻后，置于 壓力反應(yīng)蓋中，在120°C下攬拌反應(yīng)45min，升溫至320°C下攬拌反應(yīng)30min，冷卻后過濾、離 屯、去除催化劑與水相，得到改性生物油；將改性生物油移至減壓蒸饋系統(tǒng)，在50°C，0.SkPa 減壓蒸饋反應(yīng)12h，收集接收瓶中得到精制生物油；往精制生物油中分別加入50mg質(zhì)量比 為1 : 0. 2的粒徑80~800nmFe3〇4@MoS2納米球與粒徑1~10ymMoS2微米片的混合物、 IOmg質(zhì)量比為1 : 0. 5單硬脂酸甘油醋與吐溫80的混合物，超聲分散IOmin后，20000巧m 高速剪切攬拌20min即可。 陽0化]實施例2 :
[0019] 將IOOmgKF-Ni/ZSM-5、20g1，8-辛二醇依次加入化g生物油中，攬拌均勻后，置 于壓力反應(yīng)蓋中，在130°C下攬拌反應(yīng)40min，升溫至350°C下攬拌反應(yīng)20min，冷卻后過 濾、離屯、去除催化劑與水相，得到改性生物油；將改性生物油移至減壓蒸饋系統(tǒng)，在50°C， 0. 6kPa減壓蒸饋反應(yīng)12h，收集接收瓶中得到精制生物油準精制生物油中分別加入SOmg 質(zhì)量比為I:I的粒徑80~800皿的化3〇4@M〇S2納米球與粒徑I~10ymMoSz微米片的混合 物、20mg質(zhì)量比為1 : 2單硬脂酸甘油醋與吐溫80的混合物，超聲分散15min后，22000巧m 高速剪切攬拌30min即可。
[0020] 實施例3 : 陽02U 將200mgKF-Ni/ZSM-5、100g1,9-壬二醇依次加入Ikg生物油中，攬拌均勻后，置 于壓力反應(yīng)蓋中，在150°C下攬拌反應(yīng)60min，升溫至380°C下攬拌反應(yīng)30min，冷卻后過濾、 離屯、去除催化劑與水相，得到改性生物油；將改性生物油移至減壓蒸饋系統(tǒng)，在60°C，IkPa 減壓蒸饋反應(yīng)20h，收集接收瓶中得到精制生物油；往精制生物油中分別加入200mg質(zhì)量比 為1 : 1的粒徑80~800皿的化3〇4@M〇S2納米球與粒徑1~10ymMoS2微米片的混合物、 70mg質(zhì)量比為1 : 1單硬脂酸甘油醋與吐溫80的混合物，超聲分散20min后，22000巧m高 速剪切攬拌20min即可。
[0022] 生物油提質(zhì)前后的性能如表1所示，從中可W看出，本發(fā)明方法得到的提質(zhì)后生 物油中添加劑分散效果好、油品穩(wěn)定性好；與提質(zhì)前相比，提質(zhì)后的生物油能在摩擦界面形 成更完整的油膜，摩擦副的摩擦系數(shù)和磨損量降低超過40%，表明本發(fā)明方法能顯著提高 生物油的潤滑性。 陽〇2引 表1:生物油性能
【主權(quán)項】
1. 一種提高生物油潤滑性的方法，其特征在于，以生物油為基準，將50~200mg/kg催 化劑、2~100g/kg改性劑依次加入生物油中，攪拌均勻后，置于壓力反應(yīng)釜中，在120~ 150°C下攪拌反應(yīng)30~60min，升溫至300~400°C下攪拌反應(yīng)20~30min，冷卻后過濾、離 心去除催化劑與水相得到改性生物油，將改性生物油移至減壓蒸餾系統(tǒng)，在50~60°C減壓 蒸餾反應(yīng)12~24h，收集接收瓶中得到的精制生物油，然后往精制生物油中分別加入20~ 500mg/kg潤滑增強劑、1~80mg/kg分散劑，超聲分散10~20min后，高速剪切攪拌20~ 30min即可。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高生物油潤滑性的方法，其特征在于，所述的生物油為木 質(zhì)生物質(zhì)通過快速熱解液化制備得到的，其化學成分包含了酸、醇、醛、酮、烴、酚、酯，PH值 小于5,氧含量大于15%;所述的催化劑為KF-Ni/ZSM-5,其制備方法為在IL含lmol/LKF及 0? 5mol/LNiSO4的溶液中投入100gZSM-5,攪拌均勻后，調(diào)節(jié)溶液pH為10,吸附浸泡12h， 過濾，將所得固體在H2氣氛、700~800°C的管式爐中煅燒2h;所述的改性劑為碳原子數(shù)為 C6~C12羥基在兩端的直鏈二元醇。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高生物油潤滑性的方法，其特征在于，所述的減壓蒸餾反 應(yīng)的壓力為〇? 5~I.OkPa;所述的高速剪切攪拌速度為20000~22000rpm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高生物油潤滑性的方法，其特征在于，所述的潤滑增強劑 為粒徑80~800nm的Fe3O4OMoS2納米球與粒徑1~10ymMoS2微米片的混合物，它們的質(zhì) 量比為1 : 0. 2~5,其中Fe304@MoS2m米球的制備方法為將11. 55g粒徑IOnm的Fe304加 入到IL含0?lmol/L鉬酸鈉、0? 2mol/L硫化鈉的水熱反應(yīng)釜中，在260°C攪拌反應(yīng)2h，離心、 水洗沉淀物、烘干即得。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高生物油潤滑性的方法，其特征在于，所述的分散劑為單 硬脂酸甘油酯與吐溫80質(zhì)量比為1 : 0. 5~2的混合物。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種提高生物油潤滑性的方法，包括改性、精制、分散3個單元操作，首先將催化劑、改性劑加入壓力反應(yīng)釜中制得改性生物油，然后將改性生物油進行減壓蒸餾反應(yīng)得到精制生物油，再將精制生物油中添加潤滑增強劑、分散劑，超聲分散均勻后，高速剪切攪拌即可。本發(fā)明的方法操作簡便，易于規(guī)?；a(chǎn)，可明顯提高生物油潤滑性，提質(zhì)后的生物油在摩擦界面能形成連續(xù)油膜，摩擦副摩擦系數(shù)和磨損量降低40％以上，具有良好的應(yīng)用前景。
【IPC分類】C10L10/08, C10L1/19, C10G57/00, C10L1/04, C10L1/12, C10L1/198
【公開號】CN105219432
【申請?zhí)枴緾N201510582226
【發(fā)明人】徐玉福, 彭玉斌, 鄭曉靜, 何紅波, 胡獻國
【申請人】合肥工業(yè)大學
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年9月11日