CN100515559C - 用于生成生物柴油的催化剂和生产生物柴油的催化裂解法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生成生物柴油的催化剂，由80%的基料，以及20%的活性材料构成；所述基料由澎润土和/或高岭土组成，所述活性材料由活性白土和/或沸石和/或氧化铝组成。本发明还涉及一种生产生物柴油的催化裂解法，包括：将所述油脂原料放入反应釜中，加入所述用于生成生物柴油的催化剂后，并将所述反应釜升温，使得所述油脂原料脱水，并且使所述油脂原料内的油脂在所述反应釜中加速反应，用于将所述油脂原料分解出粗生物柴油；对所述分解出粗生物柴油的油脂原料进行精馏处理，并加入脱色剂，用于将生物柴油分离出来。本发明使用辅料不多，三废少，加工成本低，生产出的产品是生物柴油，且柴油质量好。

Description

用于生成生物柴油的催化剂和生产生物柴油的催化裂解法
技术领域
本发明涉及一种用于生成生物柴油的催化剂，和一种应用该催化剂生产生物柴油的催化裂解法。
背景技术
随着石油资源的枯竭，能源危机不断加深，世界各国对可再生能源越来越关注，采用动植物油脂生产生物柴油是可再生能源的一条重要途径。而生物柴油的生产方法也多种多样，良秀不一，归结起来有三类，即：物理类、生物类、化学类。
物理类就是石化柴油来稀释油脂，从而降低油脂的粘度和密度，该方法较简单，价格较低，但生产出来的生物柴油质量不高，发动机容易出现喷嘴堵塞和积碳现象，不能长期在发动机上使用。
生物类是利用生物技术将油脂转换为生物柴油，由于该项技术不太成熟，所以没有进入市场，化学类根据化学反应原理不同又分为热裂解法、酯化法两种。热裂解法是把油脂加高温将分子量大的油脂变成分子量小的碳氢化合物，该方法工艺复杂，成本过高。而产品是低标号的生物汽油，副产品才是生物柴油，所以几乎无人问津。酯化法是目前国内外生产生物柴油最主要的方法。该方法是利用甲醇将油脂中的甘油三酸酯的甘油取代出来，形成长链的脂肪酸甲酯，从而降低碳链长度、粘度和密度，这种方法工艺成熟，生产出来的生物柴油质量好，可以直接代替石化柴油，其缺点是原料必须经过前处理，对水分、酸值和杂质有严格的要求，且工艺复杂，甲醇也必须过量，后续工艺必须有甲醇回收装置，催化剂要用腐蚀性大的强碱或浓硫酸，能耗高，酯化副产品难于回收，成本高，生产过程有废酸碱液排放。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足，提供一种用于生成生物柴油的催化剂，以及一种应用该催化剂生产生物柴油的催化裂解法，该方法简单，使用辅料不多，三废少，加工成本低，生产出的产品是生物柴油，且柴油质量好。
为此，本发明提供了一种用于生成生物柴油的催化剂，其特征在于，由80％的基料，以及20％的活性材料构成；所述基料由澎润土和/或高岭土组成，所述活性材料由活性白土和/或沸石和/或氧化铝组成。
本发明还提供了一种生产生物柴油的催化裂解法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将所述油脂原料放入反应釜中，加入所述用于生成生物柴油的催化剂后，并将所述反应釜升温，使得所述油脂原料脱水，并且使所述油脂原料内的油脂在所述反应釜中加速反应，用于将所述油脂原料分解出粗生物柴油；所述油脂原料油脂原料包括各种动植物油脂，泔水油，各种油下脚；
步骤2、对所述分解出粗生物柴油的油脂原料进行精馏处理，并加入脱色剂，用于将生物柴油分离出来。
本发明对原料的要求不高，各种动植物油脂，泔水油，特别是油脂厂的各种油下脚，不经处理可直接作为原料用。本发明的工艺过程比酯化法简单，辅料不多，产品质量好，能直接代替石化柴油，可长期应用在各种柴油发动机上，无废酸碱污水排放，加工成本低，利润空间大。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明催化裂解法的流程图。
具体实施方式
本发明的原理是根据油脂的分子结构中有碳氢长链和含氧的羧基，羟基官能团，若能将这些含氧官能团分解除掉，剩下的就是只有碳氢长链的化合物，它的碳原子数大多在14-18之间，而且只有直链无环状物属优质柴油的范畴。据此，本发明提供了一种催化方法，在加热的状态下，能将油脂中的含氧官能团除掉。
本发明提供了一种用于生成生物柴油的催化剂，包括80％的基料，以及20％的活性材料，所述基料由澎润土和/或高岭土组成，所述活性材料由活性白土和/或沸石和/或氧化铝组成。
上述实施例中，活性材料可以是活性白土、沸石和氧化铝中的一种，或者是其中的两种，也可以是三种的混合物。例如，用于生成生物柴油的催化剂可以为80％的澎润土和20％的活性白土；也可以是80％的澎润土和高岭土的混和物，加上20％的活性白土和沸石的混合物；也可以是80％的高岭土，加上20％的沸石和氧化铝和活性白土的混合物；组合方式可以有多种，这里就不一一赘述。
图1为本发明催化裂解法的流程图。如图1所示，本发明应用上述催化剂生产生物柴油的催化裂解法，包括如下步骤：
步骤1、将所述油脂原料放入反应釜中，加入所述用于生成生物柴油的催化剂后，并将所述反应釜升温，使得所述油脂原料脱水，并且使所述油脂原料内的油脂在所述反应釜中加速反应，用于将所述油脂原料分解出粗生物柴油；所述油脂原料油脂原料包括各种动植物油脂，泔水油，各种油下脚；
步骤2、对所述分解出粗生物柴油的油脂原料进行精馏处理，并加入脱色剂，用于将生物柴油分离出来。
上述实施例中，所述步骤2中的所述催化剂由80％的基料，以及20％的活性材料构成；所述基料由澎润土和/或高岭土组成，所述活性材料由活性白土和/或沸石和/或氧化铝组成。由此可见，活性材料可以是活性白土、沸石和氧化铝中的一种，或者是其中的两种，也可以是三种的混合物。例如，用于生成生物柴油的催化剂可以为80％的澎润土和20％的活性白土；也可以是80％的澎润土和高岭土的混和物，加上20％的活性白土和沸石的混合物；也可以是80％的高岭土，加上20％的沸石和氧化铝和活性白土的混合物；组合方式可以有多种，这里就不一一赘述。
上述实施例中，所述步骤3中的所述脱色剂的成份为80％的二氧化硅，以及20％白土和/或活性碳。例如，脱色剂可以为80％的二氧化硅，加上20％的白土和活性碳的混合物。
上述实施例中，所述反应釜升温可以分为三个阶段加热，第一阶段温度为110℃至130℃，第二阶段温度为140℃至200℃，第三阶段温度为250℃至350℃，这样反应效果更好。
上述实施例中，如果油脂原料为泔水油时，还可以首先进行脱水处理，再放入反应釜。
最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (4)

1.一种用于生成生物柴油的催化剂，其特征在于，由80％的基料，以及20％的活性材料构成；所述基料为澎润土或澎润土和高岭土的混合物，所述活性材料为活性白土或氧化铝，或活性白土和氧化铝混合物，或沸石和氧化铝混合物，或活性白土、沸石和氧化铝混合物。
2.一种应用权利要求1所述的催化剂生产生物柴油的催化裂解法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、将油脂原料放入反应釜中，加入所述用于生成生物柴油的催化剂后，并将所述反应釜升温，使得所述油脂原料脱水，并且使所述油脂原料内的油脂在所述反应釜中加速反应，用于将所述油脂原料分解出粗生物柴油；所述油脂原料包括各种动植物油脂，泔水油，各种油下脚；
步骤2、对所述分解出粗生物柴油的油脂原料进行精馏处理，并加入脱色剂，用于将生物柴油分离出来。
3.根据权利要求2所述的生产生物柴油的催化裂解法，其特征在于，所述步骤2中的所述脱色剂的成份为80％的二氧化硅，以及20％白土和/或活性碳。
4.根据权利要求2所述的生产生物柴油的催化裂解法，其特征在于，所述步骤1中的所述反应釜升温分为三个阶段，第一阶段温度为110℃至130℃，第二阶段温度为140℃至200℃，第三阶段温度为250℃至350℃。
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国内外生物柴油技术进展. 王璇，冀星.国际化工信息，第4期. 2006
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