[发明专利]一种固体碱催化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种固体碱催化剂的制备方法，其特征是制备方法包括以下步骤：1）将废催化剂、海泡石加入到酸性溶液中，室温下浸渍3‑24 h；2）将氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硝酸镁中的一种或几种加入到步骤1）中，混合均匀，加入碱性溶液，搅拌反应0.5‑2h，之后加入可溶性硅酸盐，混合均匀，过滤，滤饼在500‑900℃下焙烧0.5‑10 h，冷却，研磨至100‑200目的颗粒产品。本发明的固体碱催化剂比表面积和孔体积较大，含有丰富的中大孔结构，活性及稳定性高，具有良好的抗磨损性能，催化剂便于分离回收，可重复使用。

技术领域

本发明涉及一种固体碱催化剂的制备方法，特别是涉及一种制备生物柴油的固体碱催化剂的制备方法，属于催化剂制备的技术领域。

背景技术

随着全球性石油资源的日益枯竭和社会发展对能源需求的不断增加，能源短缺已成为世界性问题。从能源战略和环境保护的角度出发，世界各国都在积极开展石化燃料替代品的研究，其中以生物柴油的研究为当前热点。生物柴油是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油制成的可再生新型燃料。目前国内外应用最广泛的生物柴油的制备方法是酯交换法，有均相酸碱催化和非均相固体酸碱催化两种工艺。均相酸碱催化具有反应速度快、转化率高的优点，其弊端在于催化剂难以回收重复利用，产品的中和洗涤会产生大量的工业废水，容易造成环境污染，同时后处理复杂，给副产物甘油的分离、精制造成困难。

由于固体酸催化过程中不可避免地发生碳化现象，影响产品收率，相比而言，固体碱催化反应更具优势。目前已经发展形成了多种类型的固体碱催化体系。在常用固体碱催化剂中，负载型固体碱催化剂因其制备简单、比表面积相对较大、碱性强和孔径均匀等优点而成为最受欢迎的一种催化剂。用作催化剂载体的材料多为：Al₂O₃、CaO、活性碳等，这类载体的主要特点是内部多孔，具有较大的比表面积，可以较好的起到分散作用。

氧化钙和氧化镁等固体碱催化剂可有效催化酯交换反应，可用于生产生物柴油，但氧化钙和氧化镁等组分在制备过程中容易烧结和团聚，导致比表面积小，催化活性位难以有效暴露和充分利用，影响催化活性，且氧化钙和氧化镁的机械强度和稳定性差，在酯交换反应快速混合过程中会有部分破碎或水解，形成悬浮液，使反应完成后催化剂分离困难。因此，氧化钙和氧化镁固体碱催化剂的比表面低，难以分散，机械强度和稳定性差成为其应用必需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉、催化活性高、寿命长的用于制备生物柴油的固体碱催化剂的制备方法。

本发明以废催化剂和海泡石为主要原料，采用浸渍、焙烧和成型的方法制备用于生产生物柴油的固体碱催化剂。成品催化剂的比表面在100-200 m²/g，拥有发达的中大孔结构，具有很好的抗磨损性能，可以保证催化剂对材料强度和孔道的要求。该制备方法的特征在于以下步骤：

1）将废催化剂、海泡石加入到酸性溶液中，室温下浸渍3-24 h；

2）将氯化钙、硝酸钙、氯化镁、硝酸镁中的一种或几种加入到步骤 1）中，混合均匀，加入碱性溶液，搅拌反应0.5-2 h，之后加入可溶性硅酸盐，混合均匀，过滤，滤饼在500-900℃下焙烧0.5-10 h，冷却，研磨至100-200 目的颗粒产品。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1）所述的废催化剂为催化裂化废催化剂、催化裂化装置上三级、四级旋风分离器和烟道气中的废催化剂细粉中的一种或几种。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1）所述的酸性溶液为硫酸、硝酸、盐酸、草酸、乙酸中的一种或几种，酸性溶液的浓度为 5-50 %，其加入量为废催化剂与海泡石总重量的50-300 %。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤1）所述的废催化剂的加入量为废催化剂与海泡石总重量的30-70 %。