[发明专利]一种氧化锆固体碱催化剂制备生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明涉一种制备生物柴油的方法，具体涉及氧化锆固体碱催化剂用于制备生物柴油。

背景技术

以大豆、油菜籽等油料作物，油棕和黄连木等油料林木果实，工程微藻等油料水生植物 以及动物油脂、废餐饮油等为原料，经过酯交换作用与甲醇或者乙醇反应而得到的有机脂肪 酸甲酯或乙酯类燃料，就是生物柴油，副产品为甘油。传统的制备生物柴油的工艺路线采用 均相催化剂，如氢氧化钠、甲醇钠、碳酸钠、氢氧化钾和碳酸钾等，用量约占油重的1％，反 应温度不高，一般为甲醇的沸点温度，反应速度快，转化率高(95％以上)。但是均相法中催 化剂的分离比较困难，后处理过程中会产生大量的工业废水，造成环境污染。以酶作催化剂 可循环使用，并且催化剂内反应物与产物有较大得传质速率，但反应时，如果工艺和参数把 握不当容易造成酶“中毒”，影响催化效果。此外，酶催化酯交换由于酶价格高，反应时间太 长，反应产率低而应用受到限制。用超临界非催化法进行酯交换反应，反应时间短，转化率 高，后处理简单，但是醇油摩尔比高，反应温度与压力超过甲醇的临界温度和临界压力，对 设备要求高。

中国专利200610053324.7公开了一种用固体碱催化剂制备生物柴油的方法，所述固体碱 催化剂为稀土氧化物，如氧化镧、氧化铈、氧化钐、氧化铕、氧化钇中的一种或其中二种以 上的混合(La₂O₃、CeO₂、Sm₂O₃、Eu₃O₃、Y₂O₃、Ln₂O₃)，以稀土氧化物为载体的负载KF 的稀土氧化物，如KF/La₂O₃、KF/CeO₂、KF/Sm₂O₃、KF/Eu₃O₃、KF/Y₂O₃、KF/Ln₂O₃的一种。 产品和副产品均呈中性，不需要中和洗涤，不会产生工业废水，后处理方便，催化剂可以多 次重复使用。但使用的催化剂是以稀土氧化物为载体的负载KF的稀土氧化物，如KF/La₂O₃、 KF/CeO₂、KF/Sm₂O₃、KF/Eu₃O₃、KF/Y₂O₃、KF/Ln₂O₃。催化剂包括范围较少。

发明内容

本发明是在中国专利200610053324.7基础上的发展，目的是克服均相法制备生物柴油的 缺点，提供固体碱催化剂制备生物柴油的方法，固体碱催化剂包括范围更广。

本发明提供的固体碱催化剂制备生物柴油的方法，是以植物油为原料与甲醇或乙醇反应， 加入氧化锆负载稀土金属氧化物的固体碱催化剂或以氧化锆负载稀土金属氧化物为载体的负 载有氟化钾的稀土金属氧化物的固体碱催化剂，经过酯交换作用得到的生物柴油；其步骤是： 在高压釜反应器中加入植物油，甲醇，植物油与甲醇或乙醇的摩尔比比值在6∶1到30∶1之间； 再加入用量为植物油重0.5～5％的固体碱催化剂，磁力搅拌，在60～200℃下进行酯交换反 应1～5小时；或加入固体碱催化剂及共溶剂，共溶剂用量为植物油重5～20％；反应后趁热 抽滤，分离出固体碱催化剂；液相再蒸馏回收甲醇；转移液相至分液漏斗中，静置，上层为 粗生物柴油，下层是副产品甘油，将粗生物柴油进一步减压蒸馏提纯后的产品符合0^#柴油 的标准。