一種固體鹼催化劑以及用其製備生物柴油的方法
2023-05-09 06:52:36 1
一種固體鹼催化劑以及用其製備生物柴油的方法
【專利摘要】一種固體鹼催化劑的製備方法，包括如下步驟：稱取適量的CH3COONa固體粉末溶解於蒸餾水中，得到200g/L的CH3COONa溶液；稱取一定量的Al2O3，用配置好的CH3COONa溶液對Al2O3進行過飽和浸漬24h；將過飽和浸漬後的Al2O3在105℃下乾燥4h，然後在500℃下煅燒3h，自然冷卻，即得到Na2O/Al2O3負載型固體鹼催化劑。本發明還公開了一種採用Na2O/Al2O3負載型固體鹼催化劑製備生物柴油的方法。本發明採用浸漬法製備的負載型催化劑Na2O/Al2O3，在催化合成生物柴油過程中表現了良好的催化活性。採用所述催化劑製備生物柴油的最佳工藝條件為：反應溫度65℃，醇油摩爾比9:1，反應時間4h，催化劑用量2%，此條件下生物柴油的產率為85.4%。
【專利說明】—種固體鹼催化劑以及用其製備生物柴油的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種催化劑的製備方法，具體地說，涉及一種用於生產生物柴油的固體鹼催化劑的製備方法。
【背景技術】
[0002]近幾年來，原油價格大幅度上漲，對原油進出口開採和進出口的限制，以及由於使用礦物石油造成的全球變暖等一系列問題，迫使人們將注意力轉向尋找新的可再生燃料資源。生物柴油以其可再生、可降解、無毒、高閃點、高十六烷值、對環境友好等優點，越來越受到人們的關注。生物柴油的主要成分是脂肪酸甲酯，可以用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、廢餐飲油等為原料而製成，具有與石油柴油相近的性能，是替代生物柴油的理想燃料之一。目前製備生物柴油的方法主要是用植物油或動物脂肪，在催化劑的作用下和甲醇酯交換反應製得。通常所用的催化劑有均相催化劑和非均相催化劑。均相催化法在共溶劑如四氫呋喃的的作用下，使油月旨，甲醇，催化劑形成一個均相體系後進行的酯交換反應。由於反應物為均勻液體，從而大大縮短了反應時間，降低了反應溫度；但是反應後產物和溶劑分離比較困難。非均相催化法是指固體催化劑的作用下，讓油脂和甲醇進行酯交換反應，整個過程中要不斷進行攪拌和加熱回流。由於反應是在非均相條件下進行，所以反應時間比較長，但是反應後產物容易分離，催化劑又能回收利用，所以現在這種方法應用非常廣泛。而固體催化劑的製法很多，其中用浸潰法或研磨法製備的負載型催化劑應用較廣泛，效果也比較好。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種用於生產生物柴油的固體鹼催化劑的製備方法，以及採用這種固體鹼催化劑製備生物柴油的方法。
[0004]本發明的技術方案是:一種固體鹼催化劑的製備方法，包括如下步驟:
(1)稱取適量的CH3COONa固體粉末溶解於蒸餾水中，得到200g/L的CH3COONa溶液；
(2)稱取一定量的Al2O3，用配置好的CH3COONa溶液對Al2O3進行過飽和浸潰24h ；
(3)將過飽和浸潰後的Al2O3在105°C下乾燥4h，然後在500 °C下煅燒3 h，自然冷卻，即得到Na2OAl2O3負載型固體鹼催化劑。
[0005]一種採用Na20/Al203負載型固體鹼催化劑製備生物柴油的方法，包括如下步驟:
(1)將一定摩爾比的甲醇，大豆油及催化劑加入到250mL三口燒瓶，置於磁性攪拌器上，恆溫攪拌，反應一段時間；
(2)反應結束後過濾出固體催化劑，將所得的液體混合物置於分液漏鬥中靜置3h，分別得到上層的粗生物柴油和下層的粗甘油部分；
(3)再分別對粗生物柴油和粗甘油進行減壓蒸餾，最後得到生物柴油和甘油。
[0006]優選的是，所述反應溫度65°C，所述醇油摩爾比為9:1，所述反應時間為4 h，所述催化劑的用量為2%。[0007]本發明的有益效果:
(I)用浸潰法製備的負載型催化劑Na20/Al203，在500°C煅燒後顆粒大小分布均勻，顆粒比表面積和孔徑大小比較理想，在催化合成生物柴油過程中表現了良好的催化活性。催化劑的粒徑會會影響催化劑與反應物之間的傳質和吸附作用，最終影響催化劑的催化效率，減小催化劑的顆粒尺寸是提高催化劑的催化活性的一個有效方法。
[0008](2)影響催化反應的四個影響因素依次為:反應溫度 > 催化劑用量 > 醇油摩爾比>反應時間。最佳工藝條件為:反應溫度65°C，醇油摩爾比9:1，反應時間4h，催化劑用量2%，此條件下生物柴油的產率為85.4%。
【具體實施方式】
[0009]下面對本發明做進一步的說明。
[0010]一種固體鹼催化劑的製備方法，包括如下步驟:
(1)稱取適量的CH3COONa固體粉末溶解於蒸餾水中，得到200g/L的CH3COONa溶液；
(2)稱取一定量的Al2O3，用配置好的CH3COONa溶液對Al2O3進行過飽和浸潰24h ；
(3)將過飽和浸潰後的Al2O3在105°C下乾燥4h，然後在500 °C下煅燒3 h，自然冷卻，即得到Na2OAl2O3負載型固體鹼催化劑。
[0011]一種採用Na20/Al203負載型固體鹼催化劑製備生物柴油的方法，包括如下步驟:
(I)將一定摩爾比的甲醇，大豆油及催化劑加入到250 mL三口燒瓶，置於磁性攪拌器
上，恆溫攪拌，反應一段時間；所述反應溫度65°C，所述醇油摩爾比為9:1，所述反應時間為4 h，所述催化劑的用量為2%。
[0012](2)反應結束後過濾出固體催化劑，將所得的液體混合物置於分液漏鬥中靜置3h，分別得到上層的粗生物柴油和下層的粗甘油部分；
(3)再分別對粗生物柴油和粗甘油進行減壓蒸餾，最後得到生物柴油和甘油；所述生物柴油的產率為85.4%。
【權利要求】
1.一種固體鹼催化劑的製備方法，其特徵在於:包括如下步驟: (1)稱取適量的CH3COONa固體粉末溶解於蒸餾水中，得到200g/L的CH3COONa溶液； (2)稱取一定量的Al2O3，用配置好的CH3COONa溶液對Al2O3進行過飽和浸潰24h ； (3)將過飽和浸潰後的Al2O3在105°C下乾燥4h，然後在500 °C下煅燒3 h，自然冷卻，即得到Na2OAl2O3負載型固體鹼催化劑。
2.一種採用Na2OAl2O3負載型固體鹼催化劑製備生物柴油的方法，其特徵在於:包括如下步驟: (1)將一定摩爾比的甲醇，大豆油及催化劑加入到250mL三口燒瓶，置於磁性攪拌器上，恆溫攪拌，反應一段時間； (2)反應結束後過濾出固體催化劑，將所得的液體混合物置於分液漏鬥中靜置3h，分別得到上層的粗生物柴油和下層的粗甘油部分； (3)再分別對粗生物柴油和粗甘油進行減壓蒸餾，最後得到生物柴油和甘油。
3.根據權利要求2所述的一種採用Na2OAl2O3負載型固體鹼催化劑製備生物柴油的方法，其特徵在於:所述反應溫度65°C，所述醇油摩爾比為9:1，所述反應時間為4 h，所述催化劑的用量為2%。
【文檔編號】C07C31/20GK103894170SQ201210583668
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月30日 優先權日:2012年12月30日
【發明者】範潔玉, 胡云雪 申請人:青島聯合創新技術服務平臺有限公司