一種生產(chǎn)生物柴油用的催化劑的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明提供了一種催化劑的制備方法，特別是涉及一種應(yīng)用于生物柴油生產(chǎn)的催 化劑，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 生物柴油（Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程等水生植物油脂以 及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油 燃料。生物柴油是生物質(zhì)能的一種，它是生物質(zhì)利用熱裂解等技術(shù)得到的一種長鏈脂肪酸 的單烷基酯。是典型的"綠色能源"。是優(yōu)質(zhì)的石油柴油的代用品。
[0003] 生物柴油的優(yōu)點(diǎn)包括有：1.具有優(yōu)良的環(huán)保特性。含硫量低。2.具有較好的低溫 發(fā)動機(jī)啟動性能。無添加劑冷濾點(diǎn)達(dá)_20°C。3.具有較好的潤滑性能。使發(fā)動機(jī)缸體和連 桿的磨損率低，使用壽命長。5.具有良好的燃料性能。6.具有可再生性能。7.生物柴油以 一定比例與石化柴油調(diào)和使用，可以降低油耗、提高動力性，并降低尾氣污染。
[0004] 生物柴油的生產(chǎn)方法主要包括有（1)化學(xué)生產(chǎn)法，其主要原料為菜籽油和豆油等 植物或動物油脂、廢餐飲油等，原料與甲醇或者乙醇在催化劑的作用下生成脂肪酸酯，然后 再水解后制得生物柴油與甘油?；瘜W(xué)合成缺點(diǎn)：工藝復(fù)雜、醇需過量，后續(xù)加工需回收醇裝 置能耗高；色澤深（不飽和脂肪酸高溫下易變質(zhì)；酯化產(chǎn)物難回收，成本高；生產(chǎn)過程有廢 堿液排放產(chǎn)生二次污染。（2)生物酶法，其是將動物油脂與低碳醇在脂肪酶的作用下進(jìn)行轉(zhuǎn) 酯化反應(yīng)，生成脂肪酸甲酯和乙脂；優(yōu)點(diǎn)：條件溫和、醇用量少、無污染排放。存在的問題： 對甲醇乙醇的轉(zhuǎn)化率低，一般僅為40%~60%，gij產(chǎn)物甘油和水難于回收，不但對產(chǎn)物形 成抑制，而且甘油對固定化酶有毒性，使固定化酶使用壽命縮短。
[0005] 對于化學(xué)合成法，采用NaOH等均相催化劑催化油脂進(jìn)行酯交換反應(yīng)制備生物柴 油具有反應(yīng)速度快，生物柴油收率高等優(yōu)點(diǎn)，此類催化劑與產(chǎn)物分離困難，需中和洗滌，而 中和洗滌會帶來大量的工業(yè)廢水。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是：提供一種應(yīng)用于生物柴油生產(chǎn)所用的催化劑，其需要具有轉(zhuǎn)化 率高，易回收的優(yōu)點(diǎn)，具體的技術(shù)方案是：
[0007] -種生產(chǎn)生物柴油用的催化劑的制備方法，包括如下步驟：
[0008] 第1步、按重量份計，取鋯酸四丁酯20~30份、五正丁氧基鈮5~10份、正乙醇鋯 40~50份、異丁醇200~300份，混合均勻，得到混合溶液；然后取硝酸溶液70~80份， 滴加進(jìn)混合溶液中，攪拌均勻，使反應(yīng)2~4小時，放冷至室溫；
[0009] 第2步、在第1步所得的反應(yīng)物中，取下層乳白液，用氨水調(diào)節(jié)pH至8~10,再加 入Ce02粉末5~8重量份、Y203粉末5~8重量份，攪拌均勻，再升溫至70~90°C反應(yīng)6~ 8小時，放冷后，在20~30°C下陳化12~24天；
[0010] 第3步、將第2步所得的陳化液進(jìn)行過濾，將粉體進(jìn)行焙燒后，制得催化劑。
[0011] 更優(yōu)選的，第1步中的硝酸溶液的質(zhì)量濃度是10%~20%。
[0012] 更優(yōu)選的，第2步中&02粉末的目數(shù)是在400~800目之間。
[0013] 更優(yōu)選的，第2步中Y203粉末的目粉是在400~800目之間。
[0014] 更優(yōu)選的，第3步的焙燒溫度是400~600°C。
[0015] 更優(yōu)選的，第3步的焙燒時間是3~6小時。
[0016] 更優(yōu)選的，第3步中焙燒的升溫和降溫速率是1~5°C/min。
[0017] 有益效果：本發(fā)明制備得到的復(fù)合催化劑，其活性成分配比合理，催化劑比表面積 大，催化劑效果好，轉(zhuǎn)化率高。轉(zhuǎn)化率高可以達(dá)到96%以上，制得到脂肪酸甲酯的含量高可 以達(dá)到97%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 實(shí)施例1
[0019] 第1步、取鋯酸四丁酯20g、五正丁氧基鈮5g、正乙醇鋯40g、異丁醇200g，混合均 勻，得到混合溶液；然后取硝酸溶液70g，滴加進(jìn)混合溶液中，攪拌均勻，使反應(yīng)2小時，放冷 至室溫；
[0020] 第2步、在第1步所得的反應(yīng)物中，取下層乳白液，用氨水調(diào)節(jié)pH至8~10,再加 入Ce02粉末5g、Y203粉末5g，攪拌均勻，再升溫至70°C反應(yīng)6小時，放冷后，在20°C下陳化 12天；
[0021] 第3步、將第2步所得的陳化液進(jìn)行過濾，將粉體進(jìn)行焙燒后，制得催化劑。
[0022] 第1步中的硝酸溶液的質(zhì)量濃度是10%，第2步中&02粉末的目數(shù)是在400~800 目之間，Y2〇3粉末的目粉是在400~800目之間，焙燒溫度是400°C，焙燒時間是3小時，升 溫和降溫速率是1°C/min。
[0023] 實(shí)施例2
[0024] 第1步、取鋯酸四丁酯30g、五正丁氧基鈮10g、正乙醇鋯50g、異丁醇300g，混合均 勻，得到混合溶液；然后取硝酸溶液80g，滴加進(jìn)混合溶液中，攪拌均勻，使反應(yīng)4小時，放冷 至室溫；
[0025] 第2步、在第1步所得的反應(yīng)物中，取下層乳白液，用氨水調(diào)節(jié)pH至10,再加入 Ce02粉末8g、Y203粉末8g，攪拌均勻，再升溫至90°C反應(yīng)8小時，放冷后，在30°C下陳化24 天；
[0026] 第3步、將第2步所得的陳化液進(jìn)行過濾，將粉體進(jìn)行焙燒后，制得催化劑。
[0027] 第1步中的硝酸溶液的質(zhì)量濃度是20 %，第2步中&02粉末的目數(shù)是在400~800 目之間，Y2〇3粉末的目粉是在400~800目之間，焙燒溫度是600°C，焙燒時間是6小時，升 溫和降溫速度率是5°C/min。
[0028] 實(shí)施例3
[0029] 第1步、取鋯酸四丁酯25g、五正丁氧基鈮7g、正乙醇鋯45g、異丁醇250g，混合均 勻，得到混合溶液；然后取硝酸溶液75g，滴加進(jìn)混合溶液中，攪拌均勻，使反應(yīng)3小時，放冷 至室溫；
[0030] 第2步、在第1步所得的反應(yīng)物中，取下層乳白液，用氨水調(diào)節(jié)pH至9,再加入Ce02 粉末6g、Y203粉末6g，攪拌均勻，再升溫至80°C反應(yīng)7小時，放冷后，在25°C下陳化20天；
[0031] 第3步、將第2步所得的陳化液進(jìn)行過濾，將粉體進(jìn)行焙燒后，制得催化劑。
[0032] 第1步中的硝酸溶液的質(zhì)量濃度是15%，第2步中&02粉末的目數(shù)是在400~800 目之間，Y2〇3粉末的目粉是在400~800目之間，焙燒溫度是500°C，焙燒時間是4小時，升 溫和降溫速率是3°C/min。
[0033] 性能試驗(yàn)
[0034] 取菜籽油20Kg，甲醇18Kg，以上各實(shí)施例所得的催化劑lKg，照常規(guī)酯交換反應(yīng)進(jìn) 行生物柴油制備，轉(zhuǎn)化率及制得的脂肪酸甲酯的含量如下表所示，以常規(guī)的NaOH均相催化 方法作為對照。
[0035]
[0036] 從表中可以看出，本發(fā)明制備得到的催化劑具有轉(zhuǎn)化率高的優(yōu)點(diǎn)，可以達(dá)到96% 以上，制得到脂肪酸甲酯的含量高可以達(dá)到97 %以上。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種生產(chǎn)生物柴油用的催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 第1步、按重量份計，取鋯酸四丁酯20~30份、五正丁氧基鈮5~10份、正乙醇鋯40~ 50份、異丁醇200~300份，混合均勾，得到混合溶液；然后取硝酸溶液70~80份，滴加進(jìn) 混合溶液中，攪拌均勻，使反應(yīng)2~4小時，放冷至室溫； 第2步、在第1步所得的反應(yīng)物中，取下層乳白液，用氨水調(diào)節(jié)pH至8~10,再加入Ce02粉末5~8重量份、Y203粉末5~8重量份，攪拌均勻，再升溫至70~90 °C反應(yīng)6~8 小時，放冷后，在20~30°C下陳化12~24天； 第3步、將第2步所得的陳化液進(jìn)行過濾，將粉體進(jìn)行焙燒后，制得催化劑。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種催化劑的制備方法，特別是涉及一種應(yīng)用于生物柴油生產(chǎn)的催化劑，屬于催化劑制備技術(shù)領(lǐng)域。包括如下步驟：取鋯酸四丁酯、五正丁氧基鈮、正乙醇鋯、異丁醇，混合均勻，得到混合溶液；然后取硝酸溶液，滴加進(jìn)混合溶液中，攪拌均勻，使反應(yīng)，放冷至室溫；在第1步所得的反應(yīng)物中，取下層乳白液，用氨水調(diào)節(jié)pH，再加入CeO2粉末、Y2O3粉末，攪拌均勻，再升溫反應(yīng)，放冷后，陳化；將第2步所得的陳化液進(jìn)行過濾，將粉體進(jìn)行焙燒后，制得催化劑。本發(fā)明制備得到的復(fù)合催化劑，其活性成分配比合理，催化劑比表面積大，催化劑效果好，轉(zhuǎn)化率高。轉(zhuǎn)化率高可以達(dá)到96％以上，制得到脂肪酸甲酯的含量高可以達(dá)到97％以上。
【IPC分類】B01J23/20
【公開號】CN105396573
【申請?zhí)枴緾N201510731227
【發(fā)明人】李建芳
【申請人】李建芳
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年10月28日