[发明专利]蓖麻油加氢制备生物柴油的催化剂及其制备方法有效
申请号: | 201410020108.7 | 申请日: | 2014-01-13 |
公开(公告)号: | CN103721741A | 公开(公告)日: | 2014-04-16 |
发明(设计)人: | 李伟;刘思阳;朱晴晴;关庆鑫;叶锋 | 申请(专利权)人: | 南开大学;天津南开大学蓖麻工程科技有限公司 |
主分类号: | B01J29/85 | 分类号: | B01J29/85;B01J29/74;B01J29/46;B01J29/76;C10G3/00;C10G45/64 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 蓖麻油 加氢 制备 生物 柴油 催化剂 及其 方法 | ||
技术领域
本发明提出了用于蓖麻油加氢制备生物柴油的催化剂及其制备方法。其中加氢脱氧催化剂以镍、铁、铂、钯、Ni2P、CoP、MoP为活性组分。其中加氢异构催化剂以镍、银为活性组分,相比普通的加氢异构催化剂,可以代替贵金属以及过渡金属硫化物。此类催化剂在蓖麻油加氢脱氧反应和加氢异构反应中具有很高的反应活性和选拌性,且制备方法简单易行,使其具有能够在工业中应用的前景。
背景技术
随着石油、煤炭等化石能源的不断枯竭,能源问题将成为阻碍人类发展的至关重要的问题,寻找传统化石能源的替代品已经成为全世界关注的焦点问题。
生物柴油是一种全新的可再生能源。随着科技与社会的发展,引起了越米越多的关注。近年米以酸、碱以及酶催化制备的甲酯化植物油作为第一代生物柴油已经开始应用于不同的领域;以麻风树油、棕榈油等动植物油脂为原料通过催化加氢脱氧和催化加氢异构生产的第二代生物柴油也已用于工业生产。
2012年中国柴油产量为1.7亿吨,2011年中国柴油产量为1.67亿,但是同期柴油的需求量每年有400万吨的缺口,预计到2015年柴油的需求量达到2亿吨。对于生物柴油,2010年中国生物柴油的产量为50万吨,其产量远低于柴油的总产量1.58亿吨;2010年生物柴油的产能为205万吨,产能利用率仅为24.4%。同时2013年生物柴油的需求为890万吨,而产能仅为310万吨,需求的满足程度仅为34.8%,原料是制约生物柴油发展的重要因素,因此以蓖麻油为原料的生物柴油有很大的发展空间。
生物柴油是柴油的重要组成部分,是碳原子数为11到22的烷烃的混合物,其组分馏程介于180~370℃。
清华大学骆广生等人以棉籽油为原料,Ni-Mo/γ-Al2O3为催化剂经加氢饱和、加氢脱氧和加氢脱碳等反应制备C15~18的直链柴油烷烃;中国石化石油化上科学研究院的闵恩泽等人Ni-Mo-W/γ-Al2O3加氢催化剂对棕榈油进行加氢制备C15~C18饱和脂肪烃;北京航空航天大学的荣龙等人以CoMoS/γ-Al2O3为催化剂,对麻疯树油进行加氢脱氧处理得到生物柴油。
Qian,Eika W教授提出了硫化NiMo催化剂对麻风树油加氢脱氧处理的不同载体反应规律;N.Papayannakos以CoMo/Al2O3为催化剂以棉籽油为原料制备生物柴油:中国科学院广州能源研究所的Tiejun Wang和Longlong Ma以Ni/SAPO-11为催化剂对棕榈油进行步加氧脱氧反应制备燃料。
CN103320153A公开了一项蓖麻基生物航空燃料的制备方法,该方法在是蓖麻油加氢脱氧催化剂和氢气的存在下,首先进行加氢脱氧反应,然后加氢脱氧产物作为原料在加氢异构催化剂和氢气的存在进行加氢异构反应,得到的产物进行分馏,得到符合使用要求的航空煤油。
CN102887809A公开了一种负载型磷化镍催化剂正构烷烃加氢异构化的方法,该方法以SAPO-11为载体,活性相位磷化镍,在固定床反应器中对正十二烷进行加氢异构反应,其中氢气与正构烷烃的摩尔比为1-20∶1,反应温度250-400℃,氢气压力0.1-5.0MPa,并提出了一种在微孔分子筛为载体合成负载型磷化镍的方法。
发明内容
基于以上背景,本发明提出了用于蓖麻油加氢制备生物柴油的催化剂及其制备方法,具体包括加氢脱氧催化剂、加氢异构催化剂的组成和制备方法以及使用条件。目的是希望本发明的催化剂能够替代加氢脱氧反应的金属硫化物催化剂和加氢异构反应的贵金属催化剂,降低生物柴油的生产成本,有利于缓解石化能源短缺的危机。
本发明的具体技术方案如下所述:
1.用于蓖麻油加氢制备生物柴油工艺的加氢脱氧催化剂,以质量分数为10%的乙酸水溶液预处理的SAPO-11、ZSM-5、γ-Al2O3的一种作为载体;以Zn作为助剂,其含量占催化剂总质量的0.1-5%;以Ni、Ni2P、Fe、Pd、Pt、MoP、CoP的一种作为活性组分,其含量占催化剂总质量的0.1-35.0%。
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