[发明专利]一种生产生物柴油用的催化剂的制备方法

说明书

 

技术领域

    本发明提供了一种催化剂的制备方法，特别是涉及一种应用于生物柴油生产的催化剂，属于催化剂制备技术领域。

 

背景技术

生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油 等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，它是生物质利用热裂解等技术得到的一 种长链脂肪酸的单烷基酯。是典型的“绿色能源”。是优质的石油柴油的代用品。 

生物柴油的优点包括有：1.具有优良的环保特性。含硫量低。2.具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。3.具有较好的润滑性能。使发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命长。5.具有良好的燃料性能。6.具有可再生性能。7.生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，可以降低油耗、提高动力性，并降低尾气污染。

生物柴油的生产方法主要包括有(1)化学生产法，其主要原料为菜籽油和豆油等植物或动物油脂﹑废餐饮油等，原料与甲醇或者乙醇在催化剂的作用下生成脂肪酸酯，然后再水解后制得生物柴油与甘油。化学合成缺点：工艺复杂、醇需过量，后续加工需回收醇装置能耗高；色泽深（不饱和脂肪酸高温下易变质；酯化产物难回收，成本高；生产过程有废碱液排放产生二次污染。(2) 生物酶法，其是将动物油脂与低碳醇在脂肪酶的作用下进行转酯化反应，生成脂肪酸甲酯和乙脂；优点：条件温和、醇用量少、无污染排放。存在的问题：对甲醇乙醇的转化率低，一般仅为 40%～60%，副产物甘油和水难于回收，不但对产物形成抑制，而且甘油对固定化 酶有毒性，使固定化酶使用寿命缩短。

对于化学合成法，采用NaOH等均相催化剂催化油脂进行酯交换反应制备生物柴油具有反应速度快， 生物柴油收率高等优点， 此类催化剂与产物分离困难，需中和洗涤，而中和洗涤会带来大量的工业废水。

 

发明内容

本发明的目的是：提供一种应用于生物柴油生产所用的催化剂，其需要具有转化率高，易回收的优点，具体的技术方案是：

一种生产生物柴油用的催化剂的制备方法，包括如下步骤：

第1步、按重量份计，取钛酸四丁酯20～30份、五正丁氧基铌5～10份、正丙醇锆40～50份、异丙醇200～300份，混合均匀，得到混合溶液；然后取硝酸溶液70～80份，滴加进混合溶液中，搅拌均匀，使反应2～4小时，放冷至室温；

第2步、在第1步所得的反应物中，取下层乳白液，用氨水调节pH至8～10，再加入 CeO₂粉末5～8重量份、Y₂O₃粉末5～8重量份，搅拌均匀，再升温至70～90℃反应6～8小时，放冷后，在20～30℃下陈化12～24天；

第3步、将第2步所得的陈化液进行过滤，将粉体进行焙烧后，制得催化剂。

更优选的，第1步中的硝酸溶液的质量浓度是10%～20%。

更优选的，第2步中CeO₂粉末的目数是在400～800目之间。

更优选的，第2步中Y₂O₃粉末的目粉是在400～800目之间。

更优选的，第3步的焙烧温度是400～600℃。

更优选的，第3步的焙烧时间是3～6小时。

更优选的，第3步中焙烧的升温和降温速率是1～5℃/min。

 

有益效果

    本发明制备得到的复合催化剂，其活性成分配比合理，催化剂比表面积大，催化剂效果好，转化率高。转化率高可以达到96%以上，制得到脂肪酸甲酯的含量高可以达到97%以上。

 

具体实施方式

 

实施例1

第1步、取钛酸四丁酯20g、五正丁氧基铌5g、正丙醇锆40g、异丙醇200g，混合均匀，得到混合溶液；然后取硝酸溶液70g，滴加进混合溶液中，搅拌均匀，使反应2小时，放冷至室温；

第2步、在第1步所得的反应物中，取下层乳白液，用氨水调节pH至8～10，再加入 CeO₂粉末5g、Y₂O₃粉末5g，搅拌均匀，再升温至70℃反应6小时，放冷后，在20℃下陈化12天；

第3步、将第2步所得的陈化液进行过滤，将粉体进行焙烧后，制得催化剂。