[发明专利]一种酯化催化剂及其制备方法和在生物柴油制造中的应用

说明书

本发明属于制备催化剂之一般方法；催化剂活化的一般方法技术领域，公开了一种酯化催化剂及其制备方法和在生物柴油制造中的应用，各种活性物质的质量占硫酸盐溶液质量的百分比为：铁3％‑10％、钒0.001％‑0.003、锆0.003％‑0.005％、钛3％‑10％、铝1％‑3％、钼0.001％‑0.003。本发明直接利用有色金属冶炼厂出产的多金属硫酸盐溶液，剔除对于酯化反应来说，活性较弱的物质锡、铬、锰、钙、镍、铜、铅，只保留活性较强的物质铁、铝、钒、钼、锆、钛、钪等。本发明达到降低生物柴油生产成本、杜绝废水排放、产品硫含量和酸值达到了国V柴油标准之目的，为生物柴油生产节能减排做出了贡献。

技术领域

本发明属于制备催化剂之一般方法；催化剂活化的一般方法技术领域，尤其涉及一种酯化催化剂及其制备方法和在生物柴油制造中的应用。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：传统工艺对于酸性动植物油酯的酯化处理，大部分采用均相液体催化剂，并且大多采用浓硫酸作为酯化催化剂，而浓硫酸作为酯化催化剂有三大缺点：一是产品需要水洗，产生大量废水，污染环境；二是催化剂不能从产品中分离，产品硫含量远远超标；三是腐蚀设备。采用非均相固体酸催化剂价格不菲，比如强酸性离子交换树脂，用在生物柴油制造方面，成本很高，业主承受不了。因为燃料油国Ⅴ标准要求油品硫含量≤10ppm，而浓硫酸和燃料油均为液体，无法从油品中分离，故油品中硫含量远远超标，只能反复多次水洗，以降低硫含量；另外，油及硫酸反应过程中会产生水分，此水分会使得硫酸变稀，稀酸会腐蚀设备。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有的浓硫酸作为酯化催化剂需要水洗，产生大量废水，污染环境。

(2)现有的浓硫酸作为酯化催化剂不能从产品中分离，产品硫含量远远超标。

(3)现有的浓硫酸作为酯化催化剂腐蚀设备，采用非均相固体酸催化剂，成本很高。

解决上述技术问题的难度和意义：寻找一种具有催化活性的多金属硫酸盐：铁3％-10％、钒0.001％-0.003、锆0.003％-0.005％、钛3％-10％、铝1％-3％、钼0.001％-0.003。将其吸附在大孔C型硅胶中，经脱水、烘干、焙烧得到固体酸催化剂。此催化剂为固体，与油品反应后可以分离出来，油品中含硫≤10ppm，所以不用水洗除硫，也没有产生稀酸，所以不会腐蚀设备。并且造价低，只是普通固体酸性离子交换树脂价格的六分之一。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种酯化催化剂及其制备方法和在生物柴油制造中的应用。

本发明是这样实现的，一种酯化催化剂，所述酯化催化剂各种活性物质的质量占硫酸盐溶液质量的百分比为：铁3％-10％、钒0.001％-0.003、锆0.003％-0.005％、钛3％-10％、铝1％-3％、钼0.001％-0.003；以上多金属硫酸盐为液体，该硫酸盐液体密度为1500g/L，即每升1500克，这1500克液体中，除了上述金属所占的百分量，还有硫酸300克，水为余量。

本发明的另一目的在于提供一种所述酯化催化剂的制备方法，所述酯化催化剂的制备方法包括以下步骤：

步骤一，配置酸液，以每升酸液用500克C型大孔硅胶吸附；

步骤二，烘干脱水，再进入焙烧炉焙烧，温度达到400℃-600℃，保持恒温三个小时；

步骤三，自然降温后抽真空包装，得酯化催化剂。多金属硫酸盐溶液按配方要求由有色金属冶炼厂提供；大孔硅胶吸附之后烘干脱水，随后升温至400-600度，并保持恒温3小时，以利于多金属硫酸盐可靠烧结在大孔硅胶之上，不至于在和油品反应时脱落在油液中。

进一步，选用C型大孔硅胶作为载体。