[發(fā)明專(zhuān)利]一種生物柴油合成固體堿催化劑的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810123284.1
• 申請(qǐng)日: 2018-02-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108311133B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 史榮會(huì);李靜玲;袁彬涵;丁翠翠;李玉岐;王哲;胡慧琳;吳淑梅;陳杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福建工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B01J23/10
• 分類(lèi)號(hào): B01J23/10;C11C3/04;C11C3/10;C11B3/02;C10L1/02
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 王曉彬

本發(fā)明公開(kāi)了一種生物柴油合成固體堿催化劑的制備方法，包括如下步驟：步驟一)埃洛石納米管的純化；步驟二)制備中間產(chǎn)物；步驟三)催化劑的制備。本發(fā)明將純化后的埃洛石納米管、煤粉、硝酸鈰、鈉鉀鈣前驅(qū)體經(jīng)研磨后經(jīng)過(guò)高溫處理，再經(jīng)超臨界氨水處理后得到最終的催化劑，其在大豆油和甲醇的酯化反應(yīng)中可以使其產(chǎn)物的收率達(dá)到99.5％以上，重復(fù)使用50次后其活性仍能保持在96％以上。同時(shí)，將其應(yīng)用于含氮的生物柴油中可使其中的氮含量脫除在95％以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于催化劑技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種生物柴油合成固體堿催化劑的制備方法。

背景技術(shù)

目前，我國(guó)的能源主要依賴(lài)于煤、石油、天然氣等化石能源，一方面化石燃料是不可再生的，另一方面化石燃料在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的CO₂,NO_x,SO_x等廢氣，對(duì)環(huán)境造成較大污染。生物柴油是一種重要的替代石化柴油的生物燃料，具有原料可再生性、便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存、燃燒性能優(yōu)越、無(wú)硫無(wú)芳烴排放的優(yōu)點(diǎn)。

生物柴油傳統(tǒng)的制備方法是利用液體催化劑通過(guò)酯化反應(yīng)制備，但是液體催化劑不可重復(fù)利用并且在生產(chǎn)過(guò)程中有一定量的廢液排放，為了改進(jìn)液體催化劑在污染環(huán)境和回收利用方面的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外研究人員分別研究用于合成生物柴油用的固體催化劑。此外，根據(jù)油脂來(lái)源的不同，生物柴油中含有一定量的氮，其在燃燒過(guò)程中也會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的危害，目前主要應(yīng)用加氫技術(shù)和有機(jī)酸中和技術(shù)脫除生物柴油中的有機(jī)氮，而這些技術(shù)在使用過(guò)程中不僅耗能而且還需要回收額外的有機(jī)酸。

因此，開(kāi)發(fā)一種新型固體堿催化劑并且在生物柴油制備過(guò)程中能有效的降低其中的氮含量具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種生物柴油合成固體堿催化劑的制備方法。

本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種生物柴油合成固體堿催化劑的制備方法，包括如下步驟：步驟一)埃洛石納米管的純化：首先配置3～5wt％的稀硝酸溶液，然后將埃洛石浸沒(méi)到上述溶液中配置成40～80g/L的混合溶液，將混合溶液轉(zhuǎn)移至水浴中于60～80℃下處理6～12h，過(guò)濾后用去離子水洗滌，并在105～110℃下干燥處理12～24h，隨后在700-900℃下處理4～6h，得到埃洛石納米管；

步驟二)制備中間產(chǎn)物：將無(wú)煙煤粉、埃洛石納米管、鈰源物質(zhì)、鈉鉀鈣前驅(qū)體按照重量比為2:1:(0.1～0.2)：(0.03～0.06)配料后，轉(zhuǎn)移到球磨罐中，在轉(zhuǎn)速為1000rpm下處理6～8h，使得到的粉末大于100目以上；將得到的粉末至于氮?dú)鈿夥障掠?00℃處理10～18h的到具有堿性的中間產(chǎn)物；

步驟三)催化劑的制備：將所得的中間產(chǎn)物浸漬于25wt％的氨水中并配置成100～300g/L的混合溶液，然后轉(zhuǎn)移至高壓反應(yīng)釜中于320℃，10MP條件下處理40～120min，隨后降壓冷卻到室溫將所得的產(chǎn)物過(guò)濾后干燥處理，得到催化劑成品。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟二)中，鈰源物質(zhì)為硝酸鈰、硝酸鈰銨、硫酸鈰中的一種或幾種混合。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟二)中，鈉鉀鈣前驅(qū)體為碳酸鈣、硝酸鈣、碳酸鈉、硝酸鈉、碳酸鉀或硝酸鉀中的一種或幾種混合。

進(jìn)一步的改進(jìn)，所述步驟三)中，干燥處理為在110℃條件下處理12h。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

⑴生產(chǎn)成本低，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，具有多重性能。

⑵由于原料埃洛石納米管具有獨(dú)特的孔道結(jié)構(gòu)，其對(duì)加強(qiáng)催化劑反應(yīng)穩(wěn)定性具有明顯的促進(jìn)效果。同時(shí)鈰源的引入可以使其與含氮基團(tuán)相互作用，從而加強(qiáng)對(duì)生物柴油的脫氮效果。