[发明专利]脂肪酸脱羧的方法

说明书

本发明涉及一种脂肪酸脱羧的方法，主要解决现有技术存在能耗高，生产成本高的问题。本发明通过采用包括在非临氢条件下，脂肪酸在固定床反应器中与催化剂接触生成C_12‑C₁₈长链烷烃的步骤；所述催化剂包括a)0.1～5重量％的选自Pt、Pd和Ru中的至少一种活性组分；和b)95～99.9重量％的载体；所述载体为纳米氧化锆，其比表面积大于100厘米²/克的技术方案较好地解决了该问题，可用于脂肪酸脱羧制备C_12‑C₁₈长链烷烃的工业生产中。

技术领域

本发明涉及一种脂肪酸脱羧的方法。

背景技术

当今世界的能源结构主要是由以煤、石油、天然气为代表的化石能源来构成的。这些化石能源需要通过数以百万年的时间才可以形成，基本属于不可再生能源。与此同时，化石能源的使用也带来了很多现实的问题。一方面，化石能源中不可避免地会含有少量的S、N等元素，燃烧后会生成对环境有害的硫氧化合物和氮氧化合物；另一方面，燃烧过程本身排放的大量二氧化碳也会给人类带来全球范围内的温室效应。因此，在2009年的哥本哈根会议上，各国代表承诺2012～2020年大幅度减少CO₂排放。

生物能源为CO₂减排提供了一条可能的途径，生物质以CO₂为基本原料生长，经过处理后得到生物柴油，燃烧后产生的CO₂又能供给生物质的生长，因此，使用生物柴油能大幅降低CO₂排放。

第一代生物柴油的主要成分是以甘油酯为原料制备的脂肪酸甲酯。与传统柴油相比，具有S、N等有害元素含量低，生物兼容性好等优点。但是，由于其中含有大量的氧原子，造成在燃烧时热效率比较低，动力不够等缺点。在此基础上，国内外开发了第二代生物柴油技术，即加氢脱氧法。该方法是以动植物油脂中含有的大量甘油三酯(甘油三酯是由甘油及长链脂肪酸形成的酯类化合物)为原料，通过加氢脱氧技术路线除去甘油三酯分子中的氧而得到长链烷烃，再进一步得到生物柴油。第二代生物柴油克服了第一代生物柴油氧含量高的缺点，品质已经达到甚至超过了传统石化柴油，同时保留了第一代生物柴油S、N等有害元素含量低的优点，目前已经小规模工业化。

然而，该项技术也存在自身的缺陷。加氢脱氧的工艺需要消耗大量的氢气，生成1分子长链烷烃需消耗4分子H₂，导致该工艺成本较高，经济性欠佳。同时，我国废弃的油脂中，除了甘油三酯等脂肪酸酯以外，也存在大量的游离脂肪酸，如不将废弃油脂加以提纯精炼，加氢脱氧工艺将难以直接应用到这些废弃油脂上。这又无形中提高了该工艺的生产成本。

脱羧法通过脱羧反应直接脱除油脂分子中的羧基，将其转变成烃类化合物。文献CN102876350A公开了一种在Ru系催化剂上由植物油或长链脂肪酸制备高十六烷值烷烃燃料的方法，该发明为间歇式釜式反应，需要临氢和反应溶剂，反应压力较高，能耗高，生产成本高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术存在能耗高，生产成本高的问题，提供一种新的脂肪酸脱羧的方法。该方法催化剂活性高，C_12-C₁₈长链烷烃选择性高，能耗低，生产成本低，过程简单、绿色。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种脂肪酸脱羧的方法，包括在非临氢条件下，脂肪酸在固定床反应器中与催化剂接触生成C_12-C₁₈长链烷烃的步骤；

所述催化剂包括a)0.1～5重量％的选自Pt、Pd和Ru中的至少一种活性组分；和b)95～99.9重量％的载体；

所述载体为纳米氧化锆，其比表面积大于100米²/克。

上述技术方案中，所述纳米氧化锆的比表面积为120～160米²/克。