[发明专利]一种催化制备生物柴油的负载型催化剂及制备生物柴油的方法

说明书

本发明提供了一种新的催化制备生物柴油的负载型催化剂以及生物柴油的制备方法，所述催化剂包括载体、活性组分和助剂，所述负载型催化剂的载体为改性的分子筛或沸石中的一种或几种的组合，活性组分为V、Zr、Mo或W中的一种或几种的组合，助剂成分为F、Cl或P中的一种或几种。生物柴油的制备方法包括如下步骤：使油脂、低级醇和催化剂在管式反应器中接触反应，油脂和低级醇从管式反应器下部进入管式反应器中，反应粗产物从管式反应器上端流出，反应结束后回收过量甲醇，分离回收催化剂，制得生物柴油产品。采用本发明的催化剂制备生物柴油方法工艺流程简单，且在较低温度和压力下提高了生物柴油的收率。

技术领域

本发明涉及生物柴油催化剂技术领域，具体地，涉及一种催化制备生物柴油的负载型催化剂及制备生物柴油的方法。

背景技术

生物柴油通常采用油脂与低级醇进行酯交换反应制得，反应产物中有脂肪酸酯，还有单甘酯、二甘酯、甘油，以及未反应的醇和油脂。现有生物柴油的制备方法可分为酸催化法、碱催化法、酶催化法和超临界法。

酸催化法制备生物柴油又可分为液体酸催化法和固体酸催化法。液体酸(如，浓硫酸、磷酸、盐酸、硝酸、甲基苯磺酸等)作为常用的催化剂，具有催化效率高的特点，但液体酸催化剂存在运输危险、对设备腐蚀性强、后处理分离提纯困难、造成环境污染等问题，限制了其工业应用。相比液体酸催化剂，固体酸催化剂催化剂容易回收、再生；制备的产品后处理简单，对设备的腐蚀性小。

发明内容

本发明提供了一种新的催化制备生物柴油的负载型催化剂以及生物柴油的制备方法，采用该催化剂制备生物柴油方法工艺流程简单，且在较低温度和压力下提高了生物柴油的收率。

本发明提供了一种催化制备生物柴油的负载型催化剂，所述催化剂包括载体、活性组分和助剂，所述负载型催化剂的载体为改性的分子筛或沸石中的一种或几种的组合，活性组分为V、Zr、Mo或W中的一种或几种的组合，助剂成分为F、Cl或P中的一种或几种。

本发明还提供了一种生物柴油的制备方法，包括如下步骤：使油脂、低级醇和催化剂在管式反应器中接触反应，油脂和低级醇从管式反应器下部进入管式反应器中，反应粗产物从管式反应器上端流出，反应结束后回收过量甲醇，分离回收催化剂，制得生物柴油产品。

本发明的方法能够在较低的温度和压力下制备生物柴油，不需要对所述油脂进行预处理(如预酯化处理)，简化了制备生物柴油的过程，并能提高生物柴油的收率，大大提高了生产效率。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。

本发明的第一个目的是提供一种催化制备生物柴油的负载型催化剂。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种催化制备生物柴油的负载型催化剂，所述催化剂包括载体、活性组分和助剂，其特征在于，所述负载型催化剂的载体为改性的分子筛或沸石中的一种或几种的组合，活性组分为V、Zr、Mo或W中的一种或几种的组合，助剂成分为F、Cl或P中的一种或几种，所述活性组分在催化剂中的用量以氧化物计为10-40wt％，优选20-35wt％，所述助剂在催化剂中的用量以元素计为1-10wt％，优选为3-8％；

分子筛或沸石的改性方法为，将分子筛或沸石装入反应管中，在氮气气氛下以5-10℃/min的速率升温至500-700℃，常压下以质量空速为2-5h^-1通入100％水蒸气，并持续2-5h，然后停止通入水蒸气，通入氮气降至室温，得到改性的分子筛或沸石。

所述分子筛选自ZSM-11、ZSM-22、丝光沸石、毛沸石中一种或组合，优选ZSM-22。