本發(fā)明涉及燃料領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合生物柴油機(jī)燃料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和人口的不斷增長，能源需求呈現(xiàn)出迅猛增長的態(tài)勢。無論是工業(yè)生產(chǎn)、交通運(yùn)輸，還是日常生活，能源都扮演著不可或缺的角色。在眾多能源消耗領(lǐng)域中，交通運(yùn)輸行業(yè)的能源需求尤為突出，其中柴油作為重要的運(yùn)輸燃料，被廣泛應(yīng)用于各種柴油發(fā)動(dòng)機(jī)車輛、船舶以及農(nóng)業(yè)機(jī)械等設(shè)備中。然而，目前全球的能源供應(yīng)結(jié)構(gòu)仍高度依賴傳統(tǒng)化石能源，如石油、煤炭和天然氣等。據(jù)國際能源署(iea)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在過去幾十年里，化石能源在全球能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中一直占據(jù)主導(dǎo)地位，盡管近年來可再生能源的發(fā)展速度有所加快，但截至目前，化石能源的占比仍高達(dá)80％以上。

2、傳統(tǒng)柴油在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生大量的污染物，對(duì)環(huán)境和人類健康造成了嚴(yán)重的危害。柴油燃燒產(chǎn)生的主要污染物包括顆粒物(pm)、氮氧化物(nox)、硫氧化物(sox)和碳?xì)浠衔?hc)等。這些污染物會(huì)引發(fā)一系列的環(huán)境問題，如酸雨、臭氧層破壞等。為了應(yīng)對(duì)傳統(tǒng)柴油帶來的環(huán)境和能源問題，生物燃料作為一種可再生、環(huán)保的替代能源，受到了廣泛的關(guān)注和研究。生物燃料是指通過生物途徑生產(chǎn)的燃料，主要包括生物柴油、生物乙醇、生物甲醇等。生物燃料的原料來源廣泛，包括植物油、動(dòng)物脂肪、廢棄油脂、農(nóng)作物秸稈、微藻等。

3、生物柴油是一種以動(dòng)植物油脂為原料，通過酯交換反應(yīng)等工藝制備而成的可再生燃料。與傳統(tǒng)柴油相比，生物柴油具有可再生、環(huán)保、潤滑性能好等優(yōu)點(diǎn)。生物柴油的燃燒排放中，顆粒物、硫氧化物和碳?xì)浠衔锏暮棵黠@降低，同時(shí)生物柴油的生產(chǎn)和使用過程中，其碳循環(huán)基本處于平衡狀態(tài)，能夠有效減少溫室氣體的排放。然而，生物柴油也存在一些不足之處，如低溫流動(dòng)性差、氧化穩(wěn)定性低等。在低溫環(huán)境下，生物柴油容易出現(xiàn)結(jié)晶、凝固等現(xiàn)象，影響其在發(fā)動(dòng)機(jī)中的正常使用。此外，生物柴油中的不飽和脂肪酸酯容易與空氣中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致油品變質(zhì)，降低其使用性能。

4、生物乙醇是另一種常見的生物燃料，通常以玉米、甘蔗等農(nóng)作物為原料，通過發(fā)酵等工藝制備而成。生物乙醇具有高辛烷值、低污染等優(yōu)點(diǎn)，可與汽油混合使用，減少汽油的消耗量和污染物排放。然而，生物乙醇的生產(chǎn)需要消耗大量的糧食資源，這可能會(huì)引發(fā)糧食安全問題。此外，生物乙醇的能量密度較低，與汽油相比，相同體積的生物乙醇所能提供的能量較少，這也限制了其在交通運(yùn)輸領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

5、近年來，隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，微藻生物燃料作為一種新型的生物燃料，逐漸成為研究的熱點(diǎn)。微藻是一類單細(xì)胞或多細(xì)胞的水生植物，具有生長速度快、油脂含量高、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。微藻可以利用太陽能、二氧化碳和水進(jìn)行光合作用，合成大量的油脂和碳水化合物等有機(jī)物質(zhì)。通過對(duì)微藻進(jìn)行培養(yǎng)、收獲和加工，可以制備出微藻生物油，進(jìn)而通過一系列的轉(zhuǎn)化工藝制備成生物柴油、生物乙醇等生物燃料。微藻生物燃料不僅具有可再生、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，而且其生產(chǎn)過程不占用耕地資源，不會(huì)對(duì)糧食安全造成威脅。

6、盡管生物燃料具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但單一的生物燃料往往難以滿足現(xiàn)代交通運(yùn)輸行業(yè)對(duì)燃料性能的全面要求。例如，生物柴油的低溫流動(dòng)性差，限制了其在寒冷地區(qū)的使用；生物乙醇的能量密度低，影響了車輛的續(xù)航里程。因此，研發(fā)一種性能優(yōu)良、綜合利用多種生物燃料優(yōu)勢的復(fù)合生物柴油機(jī)燃料具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

7、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本技術(shù)要解決生物柴油的低溫流動(dòng)性差、燃料性能差，環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種復(fù)合生物柴油機(jī)燃料及其制備方法，解決生物柴油的低溫流動(dòng)性差、燃料性能差，環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種復(fù)合生物柴油機(jī)燃料，制備所述復(fù)合生物柴油機(jī)燃料的原料按重量份計(jì)，包括：混合油10-15份、秸稈類生物燃油30-50份、微藻生物油20-30份、聚酯磷聚合物4-6份、抗氧化劑0.5-1份。

4、進(jìn)一步的，所述混合油為動(dòng)物油、菜籽油中的一種或多種混合。

5、進(jìn)一步的，所述秸稈類生物燃油原料為植物秸稈；所述植物秸稈為玉米秸稈、小麥秸稈、水稻秸稈中的一種或多種混合。

6、進(jìn)一步的，所述微藻生物油的制備方法，包括以下步驟：

7、s1：將微藻進(jìn)行干燥、粉碎，然后放入微波熱解反應(yīng)器中，以碳化硅為微波吸收劑、設(shè)置微波功率、熱解溫度、熱解時(shí)間；

8、s2：步驟s1熱解結(jié)束后，將熱解產(chǎn)物氣體和固體分離，通過冷凝裝置將生物油蒸汽冷卻凝結(jié)成液態(tài)，制得所述微藻生物油。

9、進(jìn)一步的，所述微藻為小球藻、萊茵衣藻、柵列藻中的一種或多種混合；所述微藻的水分含量為0-5％。

10、進(jìn)一步的，所述微藻的粒徑為1-3mm。

11、進(jìn)一步的，所述步驟s1中的微波功率為50-100w,熱解溫度為450-550℃，熱解時(shí)間為10-30min。

12、進(jìn)一步的，所述聚酯磷聚合物的制備方法，包括以下步驟：

13、ss1：將聚甲基丙烯酸酯溶解在裝有n,n-二甲基甲酰胺的反應(yīng)瓶中，然后加入大豆磷脂，攪拌均勻；

14、ss2：在步驟s1中加入偶氮二異丁腈，升高反應(yīng)瓶溫度至50-80℃，攪拌速度為100-300r/min，然后保持恒溫反應(yīng)6-12小時(shí)；

15、ss3：反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉加熱裝置，讓反應(yīng)瓶自然冷卻至室溫，打開反應(yīng)釜，加入乙醇，然后過濾收集固體，得到聚酯磷聚合物。

16、進(jìn)一步的，所述聚甲基丙烯酸酯與大豆磷脂的質(zhì)量比為3-5：1。

17、進(jìn)一步的，所述抗氧化劑為n,n'-二苯基對(duì)苯二胺、二叔丁基對(duì)甲酚、6-叔丁基-2,4-二甲基苯酚中的一種或多種混合。

18、本技術(shù)還提供了一種復(fù)合生物柴油機(jī)燃料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

19、步驟(1)：將混合油、秸稈類生物燃油、微藻生物油加入到帶有攪拌裝置的混合容器中，在常溫下，以100-150r/min的攪拌速度攪拌20-30分鐘，使三種油初步混合均勻，將聚酯磷聚合物和抗氧化劑緩慢加入到上述混合容器中，提高攪拌速度至150-200r/min，繼續(xù)攪拌30-40分鐘，使所有原料充分混合均勻，形成均勻的混合物料；

20、步驟(2)：將步驟(1)混合的混合物料通過進(jìn)料裝置緩慢送入高溫裂解反應(yīng)器中，在進(jìn)料過程中，對(duì)物料進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度控制在100-150℃，物料進(jìn)入高溫裂解區(qū)后，將溫度迅速升高至裂解溫度，裂解溫度為400-600℃，裂解10-30分鐘；

21、步驟(3)：高溫裂解后，在氣液分離器中將氣態(tài)物質(zhì)和液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行分離，將收集的液態(tài)物質(zhì)進(jìn)行蒸餾、萃取、過濾，制得復(fù)合生物柴油機(jī)燃料。

22、有益效果：

23、本發(fā)明提供一種復(fù)合生物柴油機(jī)燃料，本發(fā)明的復(fù)合生物柴油機(jī)燃料采用以混合油、秸稈類生物燃油、微藻生物油等經(jīng)過高溫裂解然后通過一定工藝配制而成，具有燃燒性能好，低溫流動(dòng)性好等優(yōu)點(diǎn)，原料具有再生性和環(huán)保性，可有效緩解能源壓力，減少環(huán)境污染和溫室氣體排放。