[發(fā)明專利]一種固體堿生物柴油催化劑

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711313565.5
• 申請日: 2017-12-12
• 公開（公告）號: CN107983383A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 隋驍陽
• 申請（專利權(quán)）人: 凌工二號（大連）科技有限公司
• 主分類號: B01J27/232
• 分類號: B01J27/232;B01J37/02;C10L1/02;C11C3/10
• 代理公司: 盤錦大工智訊專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙)21244
• 代理人: 徐淑東,崔雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)，尤其涉及一種固體堿生物柴油催化劑。

背景技術(shù)

生物柴油是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黃連木等油料林木果實、工程微藻等油料水生植物以及動物油脂、廢餐飲油等為原料，通過酯交換反應(yīng)而制成的脂肪酸酯含氧液體燃料。生物柴油被稱為“綠色柴油”，與石化柴油相比，生產(chǎn)生物柴油的原料可再生且清潔高效，是石化柴油的優(yōu)良替代品。微藻生物柴油是近十幾年能源產(chǎn)業(yè)的研究熱點之一，被稱為最具潛力的生物柴油原料。能源微藻中小球藻可以進行工業(yè)化生產(chǎn)，是理想的能源微藻資源，因此，本文利用適合大規(guī)模養(yǎng)殖，油脂含量較高，研究較為成熟的小球藻作為試驗原料。

生物柴油品質(zhì)指標(biāo)主要包括黏度、碘值、十六烷值和冷濾點等，這些指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求對生物柴油品質(zhì)優(yōu)劣起決定性作用。生物柴油的黏度、碘值、十六烷值和冷濾點的國標(biāo)測定方法費時費力，且成本較高，如十六烷值測定的“臨界壓縮比法”、“延滯點火法”以及中國國標(biāo)(GB 386)規(guī)定的“同期閃火法”，費用均比較昂貴。加上這些指標(biāo)的直接測定需要的生物柴油量較大，而目前還沒有實現(xiàn)微藻生物柴油批量生產(chǎn)，所以國標(biāo)測定方法存在一定的局限性，不適合目前微藻生物柴油的品質(zhì)指標(biāo)的直接測定。生物柴油是多種脂肪酸酯的復(fù)合物，并且原料的脂肪酸組成在酯化反應(yīng)和酯交換反應(yīng)制取生物柴油的過程中一般不會發(fā)生改變，因此生物柴油的品質(zhì)特性主要取決于原料中脂肪酸復(fù)合物的碳鏈結(jié)構(gòu)。雖然脂肪酸酯的碳鏈結(jié)構(gòu)也與醇的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，但最常見的是脂肪酸甲酯(fatty acid methyl ester,FAME)，因此忽略醇的結(jié)構(gòu)的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，針對目前生物柴油催化劑存在的諸多問題，提出一種固體堿生物柴油催化劑，采用本發(fā)明催化劑制備的生物柴油的品質(zhì)指標(biāo)運動黏度、碘值、十六烷值、冷濾點表現(xiàn)也最佳，能滿足所有美國和中國標(biāo)準(zhǔn)的所有要求。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種固體堿生物柴油催化劑，采用浸漬法制備固體堿催化劑K₂CO₃/Al₂O₃，包括以下步驟：

步驟1、將一定量的碳酸鉀固體溶于蒸餾水中，配成20％的溶液；

步驟2、然后將一定量的Al₂O₃載體(粉末)浸漬在上述溶液中，在60～70℃的水浴鍋中充分?jǐn)嚢杞n1h；

步驟3、減壓蒸干水分后在100～120℃的烘箱中干燥3.0～4.0h，得固體樣品，研磨后于馬弗爐中一定溫度下焙燒一定時間，得K₂CO₃/Al₂O₃固體粉末催化劑。

本發(fā)明的另一個目的還公開了一種固體堿生物柴油催化劑在生物柴油領(lǐng)域的用途。

進一步地，在裝有冷凝管的250mL圓底三口瓶中加入一定量的餐飲廢油，水浴加熱到一定溫度后，在攪拌狀態(tài)下加入一定量的固體堿催化劑和甲醇，恒溫反應(yīng)一段時間；反應(yīng)結(jié)束后冷卻抽濾回收催化劑，濾液經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)回收過量的甲醇，剩余液體混合物靜置分層，得到上層的粗生物柴油和下層的粗甘油，再對粗生物柴油進行減壓蒸餾精制處理；在真空度為0.090～0.095MPa時，收集氣相溫度為170～240℃的餾分，得到無色或淺黃色油狀液體，即為生物柴油。

本發(fā)明固體堿生物柴油催化劑，與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下優(yōu)點：

1)采用本發(fā)明催化劑制備的生物柴油的品質(zhì)指標(biāo)運動黏度、碘值、十六烷值、冷濾點表現(xiàn)也最佳，能滿足所有美國和中國標(biāo)準(zhǔn)的所有要求。

2)本發(fā)明固體堿催化劑與傳統(tǒng)工藝上用氫氧化物等堿性物質(zhì)來進行酯交換反應(yīng)相比，反應(yīng)條件溫和，表現(xiàn)出良好的催化活性，容易從產(chǎn)物中分離，反應(yīng)后催化劑容易再生，對設(shè)備腐蝕性小，且后處理簡單，無需多次水洗，可避免大量廢液的排放。

具體實施方式

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明進一步說明：

實施例1

本實施例公開了一種固體堿生物柴油催化劑，采用浸漬法制備固體堿催化劑K₂CO₃/Al₂O₃，包括以下步驟：

步驟1、將一定量的碳酸鉀固體溶于蒸餾水中，配成20％的溶液；

步驟2、然后將一定量的Al₂O₃載體(粉末)浸漬在上述溶液中，在60～70℃的水浴鍋中充分?jǐn)嚢杞n1h；