[發明專利]一種CaO-生物炭脫氧催化劑及其催化油脂類化合物制備液體燃料的方法

在審

• 申請號: 201811526216.6
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109621936A
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發明（設計）人: 徐祿江;方真
• 申請（專利權）人: 南京農業大學
• 主分類號: B01J23/02
• 分類號: B01J23/02;C10G3/00
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 徐冬濤;邢賢冬

本發明公開了一種CaO?生物炭脫氧催化劑，催化劑包括以下組分：CaO、生物炭載體，所述CaO?生物炭催化劑是由Ca鹽與有機材料混合后在惰性氣體氛圍下熱解制得的。本發明CaO?生物炭脫氧催化劑制備方法操作簡單，集多步操作于一步，載體的合成、金屬的負載可同時進行，實現農業或城市固體廢物、食品廢物、動物廢物、碳水化合物等有機材料的資源化利用。本發明還公開了CaO?生物炭脫氧催化劑催化油脂類化合物制備高品質液體燃料的方法，該方法以油脂類化合物為原料，以CaO?生物炭脫氧催化劑為催化劑，在惰性氣體氛圍下進行催化提質，收集液體產物即為高品質液體燃料，實現廢棄資源化再利用。

技術領域

本發明屬于生物質能源轉化技術領域，涉及一種CaO-生物炭脫氧催化劑及其催化油脂類化合物制備液體燃料的方法。

背景技術

以石油、煤炭為主的一次能源正日益枯竭，人們對可再生的、潔凈能源的需求越來越迫切。而生物質能源是利用包括農作物、樹木和其他植物及其殘體等在內的可再生或循環的有機物質進行生物基產品、生物燃料生產的產業。此外，廢棄蛋白、城市有機廢棄物、有機垃圾等廢棄物大量被遺棄，未得到有效利用，造成極大的資源浪費和環境污染。生物質資源是有機碳的唯一可持續來源，也是唯一可以轉化為液體燃料的可再生資源。由生物質等有機材料出發制備液體燃料、化學品和碳基材料也變得越來越重要。

油脂作為重要的可再生生物質資源之一，已受到各國的重視。將油脂能源化利用不僅可以減少對化石燃料的依賴，還可以降低對環境的污染，有效促進國民經濟的可持續發展。油脂類化合物難以作為燃料直接使用，需要進行進一步提質。將甘油三酯催化裂解是制備液體燃料的有效方法。中國發明專利(CN 101531920 B)利用堿土金屬或堿金屬的氧化物、氫氧化物等作為催化劑催化油脂裂解反應，裂解產物的分子量分布較寬，部分原料發生無規熱解反應，進一步生成低碳烴類，使得收率降低。中國發明專利(CN 105175205 B)利用分子篩作為催化劑催化裂解甘油三酯制備芳烴化合物。但尚未有CaO-生物炭基催化劑催化油脂類化合物提質制備高品質液體燃料的文獻和專利被報道。

發明內容

本發明的目的是提供一種制備工藝簡單且高催化活性的CaO-生物炭脫氧催化劑，該催化劑在常壓條件下能催化油脂類化合物發生脫氧反應，將含氧化合物轉化為烴類，提高能源的使用效率和燃燒性能。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種CaO-生物炭脫氧催化劑，所述的催化劑包括以下組分：CaO、生物炭載體；其中，所述生物炭為有機材料熱解碳化后的產物。

所述CaO-生物炭脫氧催化劑是由Ca鹽與有機材料混合后在惰性氣體氛圍下快速熱解制得的；其中，所述Ca鹽以CaO計為有機材料的1％～50％，優選為1％～10％。

本發明的另一個目的是提供所述CaO-生物炭脫氧催化劑的制備方法，包括：Ca鹽與有機材料混合后在惰性氣體氛圍下快速熱解。

所述Ca鹽為Ca(OH)₂、CaCl₂、CaSO₄、Ca(CH₃COO)₂、Ca(NO₃)₂、CaSiO₃、Ca₂P₂O₇(焦磷酸鈣)、CaC₂O₄或其水合物中至少一種或任意組合。

所述有機材料為農業或城市固體廢物、食品廢物、動物廢物、碳水化合物等中的一種或任意組合。

所述農業固體廢物選自木質素纖維素、水稻秸稈、麥秸稈、棉花桿、玉米秸稈、甘蔗渣、微藻等中的一種或任意組合。所述城市固體廢物選自廢棄酚醛樹脂、廢棄聚氨酯、廢棄對苯二甲酸二甲酯、廢棄聚丙烯、廢棄聚苯乙烯、廢紙等中的一種或任意組合。所述碳水化合物選自纖維素、淀粉、木質素等中的一種或任意組合。