[發(fā)明專利]制備生質(zhì)柴油與三醋酸甘油酯的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711385987.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108034502B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 張揚狀;康文成;莊浩宇;謝子賢
• 申請（專利權）人: 臺灣中油股份有限公司
• 主分類號: C07C69/18
• 分類號: C07C69/18;C11C3/04;C11C3/10
• 代理公司: 深圳德高智行知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44696
• 代理人: 孫艷

本發(fā)明提供一種制備生質(zhì)柴油與三醋酸甘油酯的方法，將酸性金屬化合物、弱酸性金屬化合物及水依比例混合，經(jīng)擠壓成型與高溫燒結(jié)后形成固體金屬氧化觸媒，將固體金屬氧化觸媒填充于管狀反應器中，進行轉(zhuǎn)酯化與交換酯化反應產(chǎn)生脂肪酸甲酯及三醋酸甘油酯，藉由固體金屬氧化觸媒的活性高、穩(wěn)定性佳等特性，可一步驟的連續(xù)式生產(chǎn)脂肪酸甲酯及三醋酸甘油酯，并獲得較高的轉(zhuǎn)化效率。

技術領域

本發(fā)明涉及一種制備生質(zhì)柴油的方法，尤其是指一種具有較高的轉(zhuǎn)化率并可連續(xù)式且一步驟生產(chǎn)生質(zhì)柴油并產(chǎn)生高值化的三醋酸甘油酯的方法。

背景技術

石化燃料是目前世界上最普遍的動力來源，且其在工業(yè)發(fā)展、交通運輸以及農(nóng)業(yè)發(fā)展都占據(jù)著很重要的地位，進而提升人類的生活質(zhì)量使得生活能夠更加便利。然而，隨著全世界快速增加的人口，石化燃料的使用量也開始大幅增加，但其產(chǎn)量有限是個長久以來的隱憂。再者，石化燃料長期存在的問題，如無法重復使用、空氣污染、開采不易、價格不穩(wěn)等亦難以獲得解決。

相較之下，生質(zhì)能中的生質(zhì)柴油具有與化石柴油相近的性質(zhì)，且這種燃料具有減少污染物的排放及對健康的影響、生物可分解性、無毒、不含硫、燃燒后產(chǎn)生的氣體污染性低以及儲存安全等優(yōu)點，被視為是既經(jīng)濟又具潛力的能源替代方案之一。

生質(zhì)柴油的制造方式主要分為化學催化和生物催化，其中化學鹼催化因具有高轉(zhuǎn)酯率、反應時間短等優(yōu)點，是目前使用較廣的技術。而用于化學鹼催化的觸媒包括液體類及固體類，當中固體鹼觸媒因具有易分離、可回收等特點，較受業(yè)界歡迎。目前常見用于制造生質(zhì)柴油的固體鹼觸媒有氧化鈣、碳酸鋰等，然而氧化鈣的空氣穩(wěn)定度差，易吸收空氣中的水份與二氧化碳而失效，且氧化鈣顆粒較大表面積較小，整體轉(zhuǎn)酯率偏低。而碳酸鋰的堿性強度較弱，因此轉(zhuǎn)酯效果欠佳。

有鑒于此，如何開發(fā)一種新型觸媒，且觸媒的活性高、穩(wěn)定性佳，且在適當?shù)牟僮鳁l件下，可一步驟連續(xù)式生產(chǎn)生質(zhì)柴油及獲得高值化的三醋酸甘油酯，并可獲得較高的轉(zhuǎn)化率，已是現(xiàn)在刻不容緩急需解決的課題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于過去一般皆以堿性觸媒進行轉(zhuǎn)酯化反應生產(chǎn)生質(zhì)柴油，但伴隨產(chǎn)出的副產(chǎn)物多以低值化特性居多，緣此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型固態(tài)酸性觸媒，觸媒的活性高、穩(wěn)定性佳，在適當?shù)牟僮鳁l件下，可一步驟連續(xù)式的生產(chǎn)生質(zhì)柴油及產(chǎn)出高值化的三醋酸甘油酯，并可獲得較高的轉(zhuǎn)化率。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種制備生質(zhì)柴油與三醋酸甘油酯的方法，是將酸性金屬化合物、弱酸性金屬化合物及水依比例混合，經(jīng)擠壓成型與高溫燒結(jié)后形成固體金屬氧化觸媒，其中將固體金屬氧化觸媒填充于管狀反應器中，進行轉(zhuǎn)酯化與交換酯化反應產(chǎn)生脂肪酸甲酯及三醋酸甘油酯。

更進一步的，轉(zhuǎn)酯化與交換酯化反應的反應物包含羧酸酯類及油脂類。

更進一步的，羧酸酯類為乙酸酯類。

更進一步的，油脂類是為大豆油、痲瘋樹籽油、蓖麻油、桐油、棕櫚油、椰子油、油酸(oleic acid)、豬油、牛油、藻油、廢食用油或廢酸油中任一種或一種以上的混合物。

更進一步的，羧酸酯類為乙酸甲酯。

更進一步的，羧酸酯類與油脂類分別經(jīng)由高壓幫浦系統(tǒng)以由下往上(up-flow)的方式進入管狀反應器中進行反應。

更進一步的，反應溫度介于攝氏170℃～300℃之間。

更進一步的，反應壓力介于40bar～80bar之間。

更進一步的，羧酸酯類與油脂類之體積比比值介于1～3之間。

更進一步的，空間流速WHSV(Weight Hourly Space Velocity)介于0.1～1.0(hr-1)之間，并可推算出反應滯留時間介于6分鐘～60分鐘之間。