CN105457628A - 一种用于制备生物柴油的加氢催化剂 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，加氢催化剂包括活性组分、助剂和载体，活性组分包括氧化铝载锰、钨、镍、鉬和钫等金属的一种或组合，载体包括硝酸锌、二氧化钛和碳等化合物一种或组合，载体通过溶液浸渍，溶液由一定量的金属盐溶液支撑，金属盐溶液由含鉬和钨等过渡金属盐与一定量的水进行配制而成，助剂为锌。本发明通过氧化铝载锰、钨、镍、鉬和钫等金属的一种或组合为活性成分，有利于极大程度上增加了对生物柴油进行脱硫和脱氮能力，通过采用较为便宜的金属，大大的降低生物柴油的生产成本，有利于节约厂家的投资成本，通过助剂，有利于一定程度的提高了在加氢脱氧反应中生物质的转化率。

Description

一种用于制备生物柴油的加氢催化剂
技术领域
本发明涉及一种加氢催化剂，具体涉及一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，属于化工加工技术领域。
背景技术
生物柴油提炼自动植物油，普遍用于拖拉机、卡车、船舶等。它是指以油料作物如大豆、油菜、棉、棕榈等，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换或热化学工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油是生物质能的一种，其在物理性质上与石化柴油接近，但化学组成不同。生物柴油是含氧量极高的复杂有机成分的混合物，这些混合物主要是一些分子量大的有机物，几乎包括所有种类的含氧有机物，如:酯、醚、醛、酮、酚、有机酸、醇等。复合型生物柴油是以废弃的动植物油、废机油及炼油厂的副产品为原料，再加入催化剂，经专用设备和特殊工艺合成。
目前，生物柴油的好处有：生物柴油和石化柴油相比含硫量低，使用后可使二氧化硫和硫化物排放大大减少，二氧化硫和硫化物的排放量可降低约30％。生物柴油不含对环境造成污染的芳香族化合物，燃烧尾气对人体的损害低于石化柴油，同时具有良好的生物降解特性，但是现有的生物柴油并不能够较为彻底的解决污染物的排放，并且现有的生物柴油中的生物质和柴油难以互溶，不易于生产生物柴油，为此，我们提出一种用于制备生物柴油的加氢催化剂。
专利申请号：CN201110322476.3公开了一种加氢催化剂组合物的制备方法，该方法如下：向反应罐内装入净水，向净水中通入二氧化碳气体，将含有Ni、W组分的盐类混合溶液A与含铝的碱性溶液B并流加入上述反应罐内成胶，控制反应罐内浆液的ph值为7.0～9.0，制成NixWyOz复合氧化物前身物与Al2O3前身物的混合物，然后与MoO3打浆制成干燥体，再经成型、干燥和焙烧得到最终催化剂。该发明方法解决了体相催化剂成型难的问题，调节了催化剂的物化性质，具有较大比表面积，均匀孔分布。活性金属有效利用率高。与本申请制备生物柴油的加氢催化剂不同，本申请通过氧化铝载锰、钨、镍、鉬和钫等金属的一种或组合为活性成分，提升对生物柴油的脱硫和脱氮能力，两者的技术特征不同，带来的技术效果不同，两者是属于不同的技术范畴。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，通过氧化铝载锰、钨、镍、鉬和钫等金属的一种或组合为活性成分，提升了对生物柴油进行脱硫和脱氮能力。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供了一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，该加氢催化剂由以下物质按照重量份组成：
活性组分20-60份；
载体5-40份；
助剂10-30份。
一般来讲，催化剂一般由三部分组成，活性组分、助剂和载体，本发明针对生物柴油的特点，配比不同的催化剂组分。当以百分之几以至于千分之几的量加入活性组分后，就能使活性组分的催化作用更加明显的物质，这种物质通常称为助剂，助剂本身无催化活性或活性很小，但加入后能提高催化剂的活性、选择性和稳定性。
进一步，所述活性组分包括氧化铝载锰、钨、镍、鉬和钫的一种或几种的组合物，所述载体包括硝酸锌、二氧化钛和碳的一种或几种的组合物，所述助剂为锌同族元素。
进一步，所述载体通过溶液浸渍，所述溶液为金属盐溶液，所述金属盐溶液由含有过渡金属的盐与水配制而成。
优选地，所述加氢催化剂按重量份，包括氧化铝载锰50-55份，硝酸锌30-35份，锌10-20份。
本发明还提供了一种制备权利要求1～4任一所述的加氢催化剂的方法，包括如下步骤：
步骤一：先将活性组分中加入去离子水和表面活性剂，进行搅拌，得到水溶液；
步骤二：将载体中加入甲醇的水溶液进行充分搅拌，静置；
步骤三：将静置后的溶液进行抽滤和干燥，即得滤饼；
步骤四：将上一步骤干燥的滤饼通过过渡金属盐溶液进行浸渍，浸渍后进行干燥；
步骤五：将浸渍后的滤饼加入步骤一的水溶液和助剂，进行充分搅拌，后进行干燥，之后在马弗炉进行焙烧，即得加氢催化剂。
所述表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇中一种或几种的组合物，所述表面活性剂和去离子水体积比为1:10。
所述步骤一、步骤二和步骤五的搅拌过程均需在50-90℃条件下至少搅拌4h，所述步骤二、步骤三和步骤五中静置后的溶液放入布氏漏斗中通过真空抽滤机对其进行抽滤，所述干燥过程需在烘干箱中处于120℃进行烘干。
所述干燥后的滤饼浸渍后在室温下静置3h，静置后通过烘干箱处于200℃时进行烘干，所述步骤五烘干过程需在烘干箱处于100℃时进行烘干，焙烧过程需在马弗炉中处于400-800℃时进行焙烧。
本发明的有益效果：本发明提供的这种用于制备生物柴油的加氢催化剂，通过氧化铝载锰、钨、镍、鉬和钫等金属的一种或组合为活性成分，有利于极大程度上增加了对生物柴油进行脱硫和脱氮能力，通过采用较为便宜的金属，大大的降低生物柴油的生产成本，有利于节约厂家的投资成本，通过助剂，有利于一定程度的提高了在加氢脱氧反应中生物质的转化率。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，该加氢催化剂由以下物质按照重量份组成：
活性组分20-60份；
载体5-40份；
助剂10-30份。
所述活性组分包括氧化铝载锰、钨、镍、鉬和钫的一种或几种的组合物，所述载体包括硝酸锌、二氧化钛和碳的一种或几种的组合物，所述助剂为锌同族元素。所述载体通过溶液浸渍，所述溶液为金属盐溶液，所述金属盐溶液由含有过渡金属的盐与水配制而成
实施例1：
这种用于制备生物柴油的加氢催化剂按重量份，包括氧化铝载锰50份，硝酸锌35份，锌15份。
制备方法为：
步骤一：先将氧化铝载锰中加入去离子水和十二烷基苯磺酸钠，然后在50℃环境下进行搅拌4h，得到水溶液，其中十二烷基苯磺酸钠和去离子水体积比为1:10；
步骤二：将载体中加入甲醇的水溶液，在60℃条件下进行充分搅拌5h，静置；
步骤三：将静置后的溶液放入布氏漏斗中通过真空抽滤机对其进行抽滤，干燥过程需在烘干箱中处于120℃进行烘干，即得滤饼；
步骤四：将上一步骤干燥的滤饼通过过渡金属盐溶液进行浸渍，浸渍后在室温下静置3h，静置后通过烘干箱处于200℃进行烘干；
步骤五：将浸渍后的滤饼加入步骤一的水溶液和助剂，在70℃条件下进行充分搅拌6h，后在烘干箱处于100℃进行烘干，之后在马弗炉中处于800℃进行焙烧，即得加氢催化剂。
本实施例通过氧化铝载锰50份，硝酸锌35份，锌15份组成的一组活性成分，有利于增加了对生物柴油进行脱硫和脱氮能力，其中脱硫能力提升了1.5倍，脱氮能力提升了1倍，并提高了在加氢脱氧反应中生物质的转化率，制备加氢催化剂过程采用较为便宜的金属，大大的降低生物柴油的生产成本，节约了生产成本。
实施例2：
这种用于制备生物柴油的加氢催化剂按重量份，包括氧化铝载锰55份，硝酸锌35份，锌10份。
制备方法为：
步骤一：先将氧化铝载锰中加入去离子水和十二烷基苯磺酸钠，然后在90℃环境下进行搅拌4h，得到水溶液，其中十二烷基苯磺酸钠和去离子水体积比为1:10；
步骤二：将载体中加入甲醇的水溶液，在50℃条件下进行充分搅拌5h，静置；
步骤三：将静置后的溶液放入布氏漏斗中通过真空抽滤机对其进行抽滤，干燥过程需在烘干箱中处于120℃进行烘干，即得滤饼；
步骤四：将上一步骤干燥的滤饼通过过渡金属盐溶液进行浸渍，浸渍后在室温下静置3h，静置后通过烘干箱处于200℃进行烘干；
步骤五：将浸渍后的滤饼加入步骤一的水溶液和助剂，在50℃条件下进行充分搅拌6h，后在烘干箱处于100℃进行烘干，之后在马弗炉中处于400℃进行焙烧，即得加氢催化剂。
本实施例通过氧化铝载锰55份，硝酸锌35份，锌10份组成的一组活性成分，有利于增加了对生物柴油进行脱硫和脱氮能力，其中脱硫能力提升了1.5倍，脱氮能力提升了1倍，并提高了在加氢脱氧反应中生物质的转化率，制备加氢催化剂过程采用较为便宜的金属，大大的降低生物柴油的生产成本，节约了生产成本。
实施例3：
这种用于制备生物柴油的加氢催化剂按重量份，包括氧化铝载锰50份，硝酸锌30份，锌20份。
制备方法为：
步骤一：先将氧化铝载锰中加入去离子水和十二烷基苯磺酸钠，然后在70℃环境下进行搅拌4h，得到水溶液，其中十二烷基苯磺酸钠和去离子水体积比为1:10；
步骤二：将载体中加入甲醇的水溶液，在60℃条件下进行充分搅拌5h，静置；
步骤三：将静置后的溶液放入布氏漏斗中通过真空抽滤机对其进行抽滤，干燥过程需在烘干箱中处于120℃进行烘干，即得滤饼；
步骤四：将上一步骤干燥的滤饼通过过渡金属盐溶液进行浸渍，浸渍后在室温下静置3h，静置后通过烘干箱处于200℃进行烘干；
步骤五：将浸渍后的滤饼加入步骤一的水溶液和助剂，在60℃条件下进行充分搅拌6h，后在烘干箱处于100℃进行烘干，之后在马弗炉中处于500℃进行焙烧，即得加氢催化剂。
本实施例通过氧化铝载锰50份，硝酸锌30份，锌20份组成的一组活性成分，有利于增加了对生物柴油进行脱硫和脱氮能力，其中脱硫能力提升了1.5倍，脱氮能力提升了1.5倍，并提高了在加氢脱氧反应中生物质的转化率，制备加氢催化剂过程采用较为便宜的金属，大大的降低生物柴油的生产成本，节约了生产成本。
实施例4：
这种用于制备生物柴油的加氢催化剂按重量份，包括氧化铝载锰55份，硝酸锌30份，锌15份。
制备方法为：
步骤一：先将氧化铝载锰中加入去离子水和十二烷基苯磺酸钠，然后在80℃环境下进行搅拌4h，得到水溶液，其中十二烷基苯磺酸钠和去离子水体积比为1:10；
步骤二：将载体中加入甲醇的水溶液，在70℃条件下进行充分搅拌5h，静置；
步骤三：将静置后的溶液放入布氏漏斗中通过真空抽滤机对其进行抽滤，干燥过程需在烘干箱中处于120℃进行烘干，即得滤饼；
步骤四：将上一步骤干燥的滤饼通过过渡金属盐溶液进行浸渍，浸渍后在室温下静置3h，静置后通过烘干箱处于200℃进行烘干；
步骤五：将浸渍后的滤饼加入步骤一的水溶液和助剂，在70℃条件下进行充分搅拌6h，后在烘干箱处于100℃进行烘干，之后在马弗炉中处于600℃进行焙烧，即得加氢催化剂。
本实施例通过氧化铝载锰55份，硝酸锌30份，锌15份组成的一组活性成分，有利于增加了对生物柴油进行脱硫和脱氮能力，其中脱硫能力提升了1倍，脱氮能力提升了1.5倍，并提高了在加氢脱氧反应中生物质的转化率，制备加氢催化剂过程采用较为便宜的金属，大大的降低生物柴油的生产成本，节约了生产成本。
在本发明中，通过加入表面活化剂，有利于加快促进活性组分的溶解；通过在50-90℃条件下进行搅拌，在适宜的环境条件下，有利于增加组分的溶解度；通过利用真空抽滤机进行抽滤，可以利用真空环境将抽滤的产品质量最大化，有利于增加产品的产率；在适宜的温度下进行烘干，既可以充分干燥滤饼，又可以防止滤饼发生干裂现象；在马弗炉中焙烧，大大的增加了催化剂在外界的存放时间。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，其特征在于，由以下物质按照重量份组成：
活性组分20-60份；
载体5-40份；
助剂10-30份。
2.根据权利要求1所述的一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，其特征在于，所述活性组分包括氧化铝载锰、钨、镍、鉬和钫的一种或几种的组合物，所述载体包括硝酸锌、二氧化钛和碳的一种或几种的组合物，所述助剂为锌同族元素。
3.根据权利要求2所述的一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，其特征在于，所述载体通过溶液浸渍，所述溶液为金属盐溶液，所述金属盐溶液由含有过渡金属的盐与水配制而成。
4.根据权利要求2所述的一种用于制备生物柴油的加氢催化剂，其特征在于，按重量份，包括氧化铝载锰50-55份，硝酸锌30-35份，锌10-20份。
5.一种制备权利要求1～4任一所述的加氢催化剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：先将活性组分中加入去离子水和表面活性剂，进行搅拌，得到水溶液；
步骤二：将载体中加入甲醇的水溶液进行充分搅拌，静置；
步骤三：将静置后的溶液进行抽滤和干燥，即得滤饼；
步骤四：将上一步骤干燥的滤饼通过过渡金属盐溶液进行浸渍，浸渍后进行干燥；
步骤五：将浸渍后的滤饼加入步骤一的水溶液和助剂，进行充分搅拌，后进行干燥，之后在马弗炉进行焙烧，即得加氢催化剂。
6.根据权利要求5所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠和聚乙二醇中一种或几种的组合物，所述表面活性剂和去离子水体积比为1:10。
7.根据权利要求5所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤一、步骤二和步骤五的搅拌过程均需在50-90℃条件下至少搅拌4h，所述步骤二、步骤三和步骤五中静置后的溶液放入布氏漏斗中通过真空抽滤机对其进行抽滤，所述干燥过程需在烘干箱中处于120℃进行烘干。
8.根据权利要求5所述的加氢催化剂的制备方法，其特征在于，所述干燥后的滤饼浸渍后在室温下静置3h，静置后通过烘干箱处于200℃时进行烘干，所述步骤五烘干过程需在烘干箱处于100℃时进行烘干，焙烧过程需在马弗炉中处于400-800℃时进行焙烧。
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