CN105688956A - 一种固体碱催化剂、其制备方法以及利用其催化合成生物柴油的方法 - Google Patents
一种固体碱催化剂、其制备方法以及利用其催化合成生物柴油的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105688956A CN105688956A CN201610146783.3A CN201610146783A CN105688956A CN 105688956 A CN105688956 A CN 105688956A CN 201610146783 A CN201610146783 A CN 201610146783A CN 105688956 A CN105688956 A CN 105688956A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- solid base
- base catalyst
- biodiesel
- glycol monoethyl
- monoethyl ether
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 108
- 239000003225 biodiesel Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 72
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 235000019387 fatty acid methyl ester Nutrition 0.000 claims abstract description 28
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 38
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 37
- 230000006837 decompression Effects 0.000 claims description 22
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 17
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 claims description 16
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims description 16
- 229910000406 trisodium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims description 13
- UQDUPQYQJKYHQI-UHFFFAOYSA-N methyl laurate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OC UQDUPQYQJKYHQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 9
- YRHYCMZPEVDGFQ-UHFFFAOYSA-N methyl decanoate Chemical compound CCCCCCCCCC(=O)OC YRHYCMZPEVDGFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 7
- HPEUJPJOZXNMSJ-UHFFFAOYSA-N Methyl stearate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC HPEUJPJOZXNMSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019484 Rapeseed oil Nutrition 0.000 claims description 6
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 claims description 6
- JGHZJRVDZXSNKQ-UHFFFAOYSA-N methyl octanoate Chemical compound CCCCCCCC(=O)OC JGHZJRVDZXSNKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 235000019482 Palm oil Nutrition 0.000 claims description 5
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 5
- 239000002540 palm oil Substances 0.000 claims description 5
- 239000001149 (9Z,12Z)-octadeca-9,12-dienoate Substances 0.000 claims description 4
- FLIACVVOZYBSBS-UHFFFAOYSA-N Methyl palmitate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC FLIACVVOZYBSBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QYDYPVFESGNLHU-UHFFFAOYSA-N elaidic acid methyl ester Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(=O)OC QYDYPVFESGNLHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QYDYPVFESGNLHU-KHPPLWFESA-N methyl oleate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(=O)OC QYDYPVFESGNLHU-KHPPLWFESA-N 0.000 claims description 4
- 229940073769 methyl oleate Drugs 0.000 claims description 4
- ZAZKJZBWRNNLDS-UHFFFAOYSA-N methyl tetradecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC(=O)OC ZAZKJZBWRNNLDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- CAMHHLOGFDZBBG-UHFFFAOYSA-N epoxidized methyl oleate Natural products CCCCCCCCC1OC1CCCCCCCC(=O)OC CAMHHLOGFDZBBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 claims description 3
- WTTJVINHCBCLGX-UHFFFAOYSA-N (9trans,12cis)-methyl linoleate Natural products CCCCCC=CCC=CCCCCCCCC(=O)OC WTTJVINHCBCLGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DVWSXZIHSUZZKJ-UHFFFAOYSA-N 18:3n-3 Natural products CCC=CCC=CCC=CCCCCCCCC(=O)OC DVWSXZIHSUZZKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- LNJCGNRKWOHFFV-UHFFFAOYSA-N 3-(2-hydroxyethylsulfanyl)propanenitrile Chemical compound OCCSCCC#N LNJCGNRKWOHFFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- PKIXXJPMNDDDOS-UHFFFAOYSA-N Methyl linoleate Natural products CCCCC=CCCC=CCCCCCCCC(=O)OC PKIXXJPMNDDDOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DVWSXZIHSUZZKJ-YSTUJMKBSA-N methyl linolenate Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(=O)OC DVWSXZIHSUZZKJ-YSTUJMKBSA-N 0.000 claims description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract description 3
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910020335 Na3 PO4.12H2 O Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 52
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 45
- -1 aliphatic alcohols Chemical class 0.000 description 37
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 27
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 16
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 16
- 235000012424 soybean oil Nutrition 0.000 description 15
- 239000003549 soybean oil Substances 0.000 description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 10
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 150000002148 esters Chemical group 0.000 description 9
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 7
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 5
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 5
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 5
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N methyl undecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005632 Capric acid (CAS 334-48-5) Substances 0.000 description 2
- GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N Decanoic acid Natural products CCCCCCCCCC(O)=O GHVNFZFCNZKVNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 2
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 125000005456 glyceride group Chemical group 0.000 description 2
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 2
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 2
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003158 alcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012675 alcoholic extract Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005233 alkylalcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 230000009514 concussion Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 238000005809 transesterification reaction Methods 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J27/00—Catalysts comprising the elements or compounds of halogens, sulfur, selenium, tellurium, phosphorus or nitrogen; Catalysts comprising carbon compounds
- B01J27/14—Phosphorus; Compounds thereof
- B01J27/16—Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr
- B01J27/18—Phosphorus; Compounds thereof containing oxygen, i.e. acids, anhydrides and their derivates with N, S, B or halogens without carriers or on carriers based on C, Si, Al or Zr; also salts of Si, Al and Zr with metals other than Al or Zr
- B01J27/1802—Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates
- B01J27/1806—Salts or mixtures of anhydrides with compounds of other metals than V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Tc, Re, e.g. phosphates, thiophosphates with alkaline or alkaline earth metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/60—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
- B01J35/64—Pore diameter
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C67/00—Preparation of carboxylic acid esters
- C07C67/03—Preparation of carboxylic acid esters by reacting an ester group with a hydroxy group
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G, C10K; LIQUEFIED PETROLEUM GAS; ADDING MATERIALS TO FUELS OR FIRES TO REDUCE SMOKE OR UNDESIRABLE DEPOSITS OR TO FACILITATE SOOT REMOVAL; FIRELIGHTERS
- C10L1/00—Liquid carbonaceous fuels
- C10L1/02—Liquid carbonaceous fuels essentially based on components consisting of carbon, hydrogen, and oxygen only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
- C11C—FATTY ACIDS FROM FATS, OILS OR WAXES; CANDLES; FATS, OILS OR FATTY ACIDS BY CHEMICAL MODIFICATION OF FATS, OILS, OR FATTY ACIDS OBTAINED THEREFROM
- C11C3/00—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom
- C11C3/04—Fats, oils, or fatty acids by chemical modification of fats, oils, or fatty acids obtained therefrom by esterification of fats or fatty oils
- C11C3/10—Ester interchange
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
一种固体碱催化剂、其制备方法以及利用其催化合成生物柴油的方法，本发明涉及固体碱催化剂、制备方法以及制备生物柴油的方法。本发明是要解决现有的制备新型生物柴油的催化剂的后续处理步骤复杂、有污染、不能重复使用的技术问题，本发明的固体碱催化剂为表面有孔的球状磷酸钠。制备方法：将Na3PO4·12H2O干燥后再焙烧，即得。合成新型生物柴油的方法：将脂肪酸甲酯、乙二醇单甲醚和固体碱催化剂加入反应器中，通入常压的氮气保护，在搅拌条件下升温度至60℃～140℃反应，然后离心分离，再将上层的液体减压蒸馏后即得，生物柴油的产率为82％～90％。固体碱催化剂重复使用3次后生物柴油的产率仍可达到72％～77％。
Description
技术领域
本发明涉及固体碱催化剂的制备方法以及制备生物柴油的方法。
背景技术
生物柴油作为一种清洁绿色的可替代能源，可以通过植物油与短链烷基醇酯交换反应得到,反应式如式1所示:
式1生物柴油酯交换反应方程式
式1中R1、R2、R3为C12～24的饱和或不饱和的直链烃基，ROH表示低级脂肪醇，多采用甲醇和乙醇，其中甘油酯多为混合甘油酯(即R1≠R2或者≠R3)。生物柴油虽具有无毒、易降解和润滑性能好等性能，但其分子结构中仅含有一个酯基，含氧量较低，燃烧和排放性能不够理想。因此，以生物柴油为基础，制备新型生物柴油，成为了人们研究的热点。并且新型生物柴油对有效控制环境污染以及相关工业的发展意义重大。
新型生物柴油是生物柴油(脂肪酸甲酯)与含有醇羟基的醚通过酯交换反应引入醚基而生成的较高含氧量的燃料，其反应式如式2所示。
式2新型生物柴油酯交换反应方程式
式2中的新型生物柴油(n＝1、2、3、4、5、7、9、10、15、20)与传统的生物柴油即脂肪酸甲酯(FAME)相比，新型生物柴油的粘度、密度和热值与石化柴油相近，闪点和十六烷值较高，并具有与柴油相当的氧化安定性等优势。同时，醚基的引入使新型生物柴油含氧量增加，燃烧更为完全，可以有效减少CO2、SOx、NOx以及碳烟污染物的排放。由于新型生物柴油在燃烧性能等方面的优势，因此，新型生物柴油的研究将受到越来越多的关注。
Guo等人在《SAETechnicalPaper》的2015年第1卷的0955页公开了一种采用精制大豆油与乙二醇单甲醚进行酯交换反应制备新型生物柴油大豆油乙二醇甲醚酯的方法，该方法为：先将金属钠溶于乙二醇单甲醚制成醇钠溶液，再将精制大豆油和醇钠溶液同时加入烧瓶中，待反应完全后，冷却，将烧瓶中的溶液移入分液漏斗中,稀盐酸中和,静止24h，减压蒸馏除去乙二醇甲醚，干燥脱水，即可得到新型生物柴油大豆油乙二醇单甲醚酯。
Chen等人在《SAETechnicalPaper》的2014年第1卷的1469页公开了一种以KOH为催化剂催化精制棕榈油与乙二醇单甲醚进行酯交换反应制备新型生物柴油棕榈油乙二醇甲醚酯的方法，该方法为：将一定量的棕榈油脱酸除水后加入到1000mL的三口烧瓶中，当容器内温度为60℃恒定时，加入配好的醇钾溶液，待充分反应后，将烧瓶内溶液转移到分液漏斗中，加入适量盐酸使溶液呈中性。静置12h，分层，除去分液漏斗下层黄褐色粘稠的粗甘油后，便得到粗生物柴油。通过减压蒸馏除去反应中过量的乙二醇单甲醚，抽滤除去反应产生的皂盐，再经反复水洗、干燥，最终得到产物新型生物柴油棕榈油乙二醇甲醚酯。
以上现有技术中无论以KOH还是以金属钠为催化剂，都是均相碱催化剂，它们的后处理过程复杂，反应产物需要中和、洗涤，导致排放大量的废水，污染环境，而且不能重复使用。
发明内容
本发明是要解决现有的制备新型生物柴油的催化剂的反应后续处理步骤复杂、有污染、不能重复使用的技术问题，而提供一种固体碱催化剂、其制备方法以及利用其催化合成生物柴油的方法。
本发明的固体碱催化剂为表面有孔的磷酸钠，孔径d≤5μm。
本发明的固体碱催化剂的制备方法如下：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中，在温度为100～200℃的条件下干燥8～24h，得到前驱体；
二、焙烧处理：将步骤一得到的前驱体移至焙烧炉中，空气气氛中，升温至210～800℃并保持2～6h，降至常温，即得到固体碱催化剂。
利用上述的固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将脂肪酸甲酯、乙二醇单甲醚和固体碱催化剂加入带回流冷凝装置的反应器中，通入常压的氮气保护，在搅拌速度为250～400r/min、温度为60℃～140℃条件下反应2h～8h，然后在转速为800r/min～1000r/min的条件下离心分离3min～5min，得到产物分为两层，分离出的上层液体在温度为45℃～145℃、真空度为0.1～0.3MPa的条件下减压蒸馏0.5～3h，减压蒸馏分离出未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油。
本发明的固体碱催化剂的组成成分为磷酸钠，通过对干燥的磷酸钠进行焙烧处理，以改变磷酸钠的形貌，生成带有孔结构的磷酸钠，进而促使其暴露更多的活性位点，促进酯交换反应的进行，提高反应活性。在合成生物柴油的过程中，本发明的固体碱催化剂可有效抵抗游离脂肪酸对催化剂碱位的钝化，生物柴油的产率为82％～90％；而且后处理简单，不污染环境，同时制备固体碱催化剂的原料价廉易得，制备过程简单，易于回收，可重复使用，符合绿色化学的要求，更切合工业生产的需求。
附图说明
图1为试验一经步骤一制备的前驱体的SEM照片；
图2为试验一制备的固体碱催化剂的SEM照片。
图3为试验一中步骤一得到的前驱体和经步骤二制备的固体碱催化剂的XRD谱图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式的固体碱催化剂为表面有孔的球状磷酸钠，孔径d≤5μm。
具体实施方式二：本实施方式的固体碱催化剂的制备方法如下：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中，在温度为100～200℃的条件下干燥8～24h，得到前驱体；
二、焙烧处理：将步骤一得到的前驱体移至焙烧炉中，在空气气氛中，升温至210～800℃并保持2～6h，降至常温，即得到固体碱催化剂。
该固体碱催化剂可用Na3PO4-T表示，其中T为前驱体的焙烧温度，T在210～800℃范围内。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中的干燥条件为：在温度为150℃的条件下干燥15h。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤一中的干燥条件为：在温度为180℃的条件下干燥10h。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二中的焙烧条件为：升温至400℃并保持4h。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二中的焙烧条件为：升温至450℃并保持4h。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二中的焙烧条件为：升温至500℃并保持4h。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式二不同的是：步骤二中的焙烧条件为：升温至600℃并保持4h。其它与具体实施方式二相同。
具体实施方式九：利用具体实施方式一所述的固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将脂肪酸甲酯、乙二醇单甲醚和固体碱催化剂加入带回流冷凝装置的反应器中，通入常压的氮气保护，在搅拌速度为250～400r/min、温度为60℃～140℃条件下反应2h～8h，然后在转速为800r/min～1000r/min的条件下离心分离3min～5min，得到产物分为两层，分离出的上层液体在温度为45℃～145℃、真空度为0.1～0.3MPa的条件下减压蒸馏0.5～3h，减压蒸馏分离出未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式九不同的是所述的乙二醇单甲醚与脂肪酸甲酯的摩尔比为(1～20)：1，所述的固体碱催化剂与脂肪酸甲酯的质量比为(0.1～10):100。其它与具体实施方式九相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式九或十不同的是所述的乙二醇单甲醚与脂肪酸甲酯的摩尔比为10：1，所述的固体碱催化剂与脂肪酸甲酯的质量比为1：100。其它与具体实施方式九或十相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式九至十一之一不同的是所述的反应条件为：在搅拌速度为300r/min、反应温度为100℃，反应时间为5h。其它与具体实施方式九至十一之一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式九至十二之一不同的是所述的离心分离条件为：在转速为900r/min的条件下离心分离4min。其它与具体实施方式九至十二之一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式九至十三之一不同的是减压蒸馏的温度为100℃、真空度为0.2MPa，减压蒸馏时间为2h。其它与具体实施方式九至十三之一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式九至十四之一不同的是：所述的脂肪酸甲酯为辛酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯、豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯、大豆油脂肪酸甲酯、棕榈油脂肪酸甲酯和菜籽油脂肪酸甲酯中的一种或其中几种的混合物。其它与具体实施方式九至十四之一相同。
本实施方式所述的脂肪酸甲酯为混合物时，各组分之间按任意比混合。
采用下述试验验证本发明的效果：
试验一：本试验的新型固体碱催化剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中，升温至100℃干燥20h，得到前驱体；该前驱体为磷酸钠Na3PO4。
二、焙烧处理：将步骤一得到的前驱体移至焙烧炉中，在空气气氛中，升温至300℃并保持5h，降至常温，即得到固体碱催化剂。记为Na3PO4-300。
扫描电子显微镜图在日本日立公司S-4300型场发射扫描电子显微镜上拍摄，电压20kV，样品室真空度优于10-4。电镜观察本试验步骤一得到的前驱体和经步骤二制备的固体碱催化剂的表面形貌，结果如图1和图2所示，图1为步骤一得到的前驱体的SEM照片；图2为本实验制备的固体碱催化剂SEM谱图；从图1可知，经步骤一得到的前驱体磷酸钠Na3PO4呈规则的球状结构，表面平滑、规整；由图2可知，固体碱催化剂Na3PO4-300仍具有球状结构，具有明显的孔结构，表面呈凹凸不平。
本试验步骤一得到的前驱体和经步骤二制备的固体碱催化剂的X射线粉末衍射(XRD)图谱是在D8型粉末衍射仪上测定，CuKα靶、Ni滤波器，管电压为60kV，管电流为300mA，功率为18kW，扫描速度3°/min，扫描范围1-80°。XRD测试结果如图3所示。a为步骤一得到的前驱体的XRD谱图，b为经步骤二制备的固体碱催化剂的XRD谱图，由图3可知，经步骤二制备的固体碱催化剂的主要的活性组分为Na3PO4，并未生成其他物质。
利用试验一制备的固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将5.0g大豆油脂肪酸甲酯(0.016mol)、7.3g乙二醇单甲醚(0.096mol)和占大豆油脂肪酸甲酯质量5％的Na3PO4-300催化剂加入到带有冷凝回流的三口瓶中，通入常压的氮气保护，在搅拌速度为250r/min、温度为120℃条件下磁力搅拌反应4h，然后在转速为1000r/min的条件下离心分离3min，得到的产物分为两层，分离除去下层Na3PO4-300催化剂，分离得到的上层即为含有新型生物柴油的混合物，最后将得到的含有新型生物柴油的混合物于温度为45℃和真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏0.5h，分离未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油——大豆油乙二醇单甲醚酯。
通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为90％。
对照组试验：以大豆油脂肪酸甲酯与乙二醇单甲醚为原料合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
一、醇钾溶液的制备：向100mL锥形瓶中依次加入7.3g乙二醇单甲醚(0.096mol)和0.25g氢氧化钾，混合震荡至氢氧化钾完全溶解，得到醇钾溶液；
二、酯交换反应：将5.0g大豆油脂肪酸甲酯(0.016mol)加入到带有冷凝回流的三口瓶中，氮气保护，水浴加热至60℃后恒温，剧烈搅拌下加入步骤一制备的醇钾溶液，在60℃条件下反应1.5h，产物冷却后移入1000mL分液漏斗中，加入10％稀盐酸溶液中和，至溶液呈中性，分离除去下层水相，上层溶液用饱和NaCl溶液(150mL)水洗3次，分离，除去下层水相，上层溶液减压蒸馏分离未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，干燥，得新型生物柴油——大豆油乙二醇单甲醚酯。通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为73％。
通过与对照组试验的比较，试验一制备的固体碱催化剂比醇钾溶液的产率提高17％，而且该催化剂制备步骤简单，易于分离。使用后的催化剂Na3PO4-300经过乙酸乙酯洗涤后，在相同的反应条件下重复使用3次，大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为76％。
试验二：本试验的固体碱催化剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中于200℃干燥12h，得到前驱体Na3PO4；
二、焙烧：将步骤一制备的Na3PO4前驱体移至烘箱中，于温度为400℃的空气气氛中焙烧4h，即得到固体碱催化剂，记为Na3PO4-400。
利用试验二制备的固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将5.0g(0.023mol)月桂酸甲酯、7.3g(0.096mol)乙二醇单甲醚和月桂酸甲酯质量5％的Na3PO4-400催化剂加入到带有回流冷凝装置的三口瓶中，在搅拌速度为250r/min、反应压力为常压、氮气保护和温度为120℃条件下磁力搅拌反应6h，然后在转速为1000r/min的条件下离心分离3min，得到产物分为两层，分离除去下层40％-KF/NaAlO2催化剂，分离得到的上层即为新型生物柴油混合物，最后将得到的新型生物柴油混合物于温度为100℃和真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏1.5h，减压蒸馏分离未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油——月桂酸乙二醇单甲醚酯。
通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——月桂酸乙二醇单甲醚酯的产率为84％。
对照组试验：以月桂酸甲酯与乙二醇单甲醚为原料合成二代生物柴油的方法，按以下步骤进行：
一、醇钠溶液的制备：向100mL锥形瓶中依次加入7.3g(0.096mol)乙二醇单甲醚和0.25g钠，直到液面不再有浮动的钠为止，得到醇钠溶液；
二、酯交换反应：将5.0g月桂酸甲酯(0.023mol)，加入到带有回流冷凝装置的三口瓶中，水浴加热至90℃后恒温，剧烈搅拌下加入步骤一制备的醇钠溶液，在90℃条件下反应2h，产物移入1000mL分液漏斗中，加入10％稀盐酸溶液中和，至溶液呈中性，分离除去下层水相，上层用饱和NaCl溶液(150mL)水洗3次，分液除去下层水相，上层溶液减压蒸馏回收未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，干燥，得淡黄色澄清透明产物，即新型生物柴油——月桂酸乙二醇单甲醚酯。通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——月桂酸乙二醇单甲醚酯的产率为70％。
通过与对照组试验的比较，试验二制备的固体碱催化剂比醇钠溶液的产率提高14％，而且催化剂制备步骤简单，易于分离。使用后的催化剂Na3PO4-400经过乙酸乙酯洗涤后，在相同的反应条件下重复使用3次，大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为72％。
试验三：本试验的固体碱催化剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、Na3PO4·12H2O的干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中150℃干燥16h，得到前驱体；
二、焙烧：将步骤一制备的Na3PO4前驱体移至烘箱中，于温度为400℃的空气气氛中焙烧4h，即得到固体碱催化剂，记为Na3PO4-400。
利用试验三制备的新型固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将5.0g(0.016mol)菜籽油脂肪酸甲酯、7.3g(0.096mol)乙二醇单甲醚和菜籽油脂肪酸甲酯质量5％的Na3PO4-400催化剂加入到带有回流冷凝装置的三口瓶中，通入常压的氮气保护，在搅拌速度为250r/min、温度为120℃条件下磁力搅拌反应4h，然后在转速为1000r/min的条件下离心分离3min，得到的产物分为两层，分离除去下层Na3PO4-400催化剂，分离得到的上层即为含有新型生物柴油的混合物，最后将得到的新型生物柴油混合物于温度为75℃和真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏1h，减压蒸馏分离未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油——菜籽油乙二醇单甲醚酯。通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——菜籽油乙二醇单甲醚酯的产率为86％。
对照组试验：以菜籽油脂肪酸甲酯与乙二醇单甲醚为原料合成二代生物柴油的方法，按以下步骤进行：
一、醇钠溶液的制备：向100mL锥形瓶中依次加入7.3g乙二醇单甲醚(0.096mol)和0.25g钠，直到液面不再有浮动的钠为止，得到醇钠溶液；
二、酯交换反应：将5.0g菜籽油脂肪酸甲酯(0.016mol)，加入到带有回流冷凝装置的三口瓶中，水浴加热至90℃后恒温，剧烈搅拌下加入步骤一制备的醇钠溶液，在90℃条件下反应2h，产物移入1000mL分液漏斗中，加入10％稀盐酸溶液中和，至溶液呈中性，分离除去下层水相，上层用饱和NaCl溶液(150mL)水洗3次，分液除去下层水相，上层溶液减压蒸馏回收未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，干燥，得淡黄色澄清透明产物，即新型生物柴油——菜籽油乙二醇单甲醚酯。通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——菜籽油乙二醇单甲醚酯的产率为74％。
通过与对照组试验的比较，试验三制备的固体碱催化剂比醇钠溶液的产率提高12％。而且催化剂制备步骤简单，易于分离。使用后的催化剂Na3PO4-400经过乙酸乙酯洗涤后，在相同的反应条件下重复使用3次，大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为76％。
试验四：本试验的固体碱催化剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中100℃干燥24h，得到前驱体；
二、焙烧：将步骤一制备的Na3PO4前驱体移至烘箱中，于温度为400℃的空气气氛中焙烧4h，即得到固体碱催化剂Na3PO4-400。
利用试验四制备的固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将5.0g硬酯酸甲酯(0.017mol)、5.17g乙二醇单甲醚(0.068mol)和占辛酸甲酯质量5％的Na3PO4-400(100℃干燥24h)催化剂加入到带有冷凝回流的三口瓶中，通入常压的氮气保护，在搅拌速度为250r/min、温度为120℃条件下磁力搅拌反应4h，然后在转速为1000r/min的条件下离心分离3min，得到的产物分为两层，分离除去下层Na3PO4-400催化剂，分离得到的上层即为含有新型生物柴油混合物，最后将得到的含有新型生物柴油的混合物于温度为45℃和真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏0.5h，分离未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油——硬脂酸乙二醇单甲醚酯。通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——硬脂酸乙二醇单甲醚酯的产率可达88％。
使用后的催化剂Na3PO4-400经过乙酸乙酯洗涤后，在与新鲜催化剂相同的反应条件下重复使用3次，大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为75％。
试验五：本试验的固体碱催化剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中200℃干燥8h，得到前驱体；
二、焙烧：将步骤一制备的Na3PO4前驱体移至烘箱中，于温度为400℃的空气气氛中焙烧4h，即得到固体碱催化剂，记为Na3PO4-400。
利用试验五制备的固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将5.0g棕榈油脂肪酸甲酯(0.016mol)、7.3g乙二醇单甲醚(0.096mol)和占棕榈油脂肪酸甲酯质量5％的Na3PO4-400(200℃干燥24h)催化剂加入到带有冷凝回流的三口瓶中，在搅拌速度为250r/min、反应压力为常压、氮气保护和温度为120℃条件下磁力搅拌反应4h，然后在转速为1000r/min的条件下离心分离3min，得到产物分为两层，分离除去下层Na3PO4-400催化剂，分离得到的上层即为含有新型生物柴油的混合物，最后将得到的含有新型生物柴油的混合物于温度为45℃和真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏0.5h，分离未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油——棕榈油乙二醇单甲醚酯。通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——棕榈油乙二醇单甲醚酯的产率可达89％。
使用后的催化剂Na3PO4-600经过乙酸乙酯洗涤后，在与新鲜催化剂相同的反应条件下重复使用3次，大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为77％。
试验六：一种新型固体碱催化剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中150℃干燥12h，得到前驱体；
二、焙烧：将步骤一制备的Na3PO4前驱体移至焙烧炉中，于温度为600℃的空气气氛中焙烧6h，即得到固体碱催化剂，记为Na3PO4-600。
利用试验六制备的固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将5.0g油酸甲酯(0.017mol)、5.16g乙二醇单甲醚(0.068mol)和油酸甲酯质量5％的Na3PO4-600(600℃焙烧6h)催化剂加入到带有回流冷凝装置的三口瓶中，通入常压的氮气保护，在搅拌速度为250r/min、温度为120℃条件下磁力搅拌反应6h，然后在转速为1000r/min的条件下离心分离3min，得到的产物分为两层，分离除去下层Na3PO4-600催化剂，分离得到的上层即为含有新型生物柴油的混合物，最后将得到的含有生物柴油的混合物于温度为100℃和真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏1.5h，减压蒸馏分离未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油——油酸乙二醇单甲醚酯。通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——油酸乙二醇单甲醚酯的产率可达85％。
使用后的催化剂Na3PO4-600经过乙酸乙酯洗涤后，在与新鲜催化剂相同的反应条件下重复使用3次，大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为74％。
试验七：本试验的固体碱催化剂的制备方法，按以下步骤进行：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中100℃干燥18h，得到前驱体；
二、焙烧：将步骤一制备的Na3PO4前驱体移至焙烧炉中，于温度为800℃空气气氛中焙烧4h，即得到固体碱催化剂Na3PO4-800。
利用试验七制备的碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，按以下步骤进行：
将5.0g癸酸甲酯(0.026mol)、5.93g乙二醇单甲醚(0.078mol)和癸酸甲酯质量5％的Na3PO4-800(800℃焙烧4h)催化剂加入到带有回流冷凝装置的三口瓶中，通入常压的氮气保护，在搅拌速度为250r/min、温度为120℃条件下磁力搅拌反应4h，然后在转速为1000r/min的条件下离心分离3min，得到产物分为两层，分离除去下层Na3PO4-800催化剂，分离得到的上层即为新型生物柴油混合物，最后将得到的新型生物柴油混合物于温度为75℃和真空度为0.1MPa的条件下减压蒸馏1h，减压蒸馏分离未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油——癸酸乙二醇单甲醚酯。通过FID气相色谱分析，新型生物柴油——癸酸乙二醇单甲醚酯的产率可达83％。使用后的催化剂Na3PO4-800经过乙酸乙酯洗涤后，在与新鲜催化剂相同的反应条件下重复使用3次，大豆油乙二醇单甲醚酯的产率为76％。
Claims (9)
1.一种固体碱催化剂，其特征在于该催化剂为表面有孔的磷酸钠，孔径d≤5μm。
2.制备权利要求1所述的一种固体碱催化剂的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
一、干燥处理：将Na3PO4·12H2O置于空气气氛中，在温度为100～200℃的条件下干燥8～24h，得到前驱体；
二、焙烧处理：将步骤一得到的前驱体移至焙烧炉中，在空气气氛中，升温至210～800℃并保持2～6h，降至常温，即得到固体碱催化剂。
3.利用权利要求1所述的固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：
将脂肪酸甲酯、乙二醇单甲醚和固体碱催化剂加入带回流冷凝装置的反应器中，通入常压的氮气保护，在搅拌速度为250～400r/min、温度为60℃～140℃条件下反应2h～8h，然后在转速为800r/min～1000r/min的条件下离心分离3min～5min，得到产物分为两层，分离出的上层液体在温度为45℃～145℃、真空度为0.1～0.3MPa的条件下减压蒸馏0.5～3h，减压蒸馏分离出未反应的乙二醇单甲醚及生成的甲醇，即得到新型生物柴油。
4.根据权利要求3所述的利用固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，其特征在于所述的乙二醇单甲醚与脂肪酸甲酯的摩尔比为(1～20)：1，所述的固体碱催化剂与脂肪酸甲酯的质量比为(0.1～10):100。
5.根据权利要求3或4所述的利用固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，其特征在于所述的乙二醇单甲醚与脂肪酸甲酯的摩尔比为10：1，所述的固体碱催化剂与脂肪酸甲酯的质量比为1：100。
6.根据权利要求3或4所述的利用固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，其特征在于所述的脂肪酸甲酯为辛酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯、豆蔻酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯、大豆油脂肪酸甲酯、棕榈油脂肪酸甲酯和菜籽油脂肪酸甲酯中的一种或其中几种的混合物。
7.根据权利要求3或4所述的利用固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，其特征在于所述的反应条件为：在搅拌速度为300r/min、反应温度为100℃，反应时间为5h。
8.根据权利要求3或4所述的利用固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，其特征在于所述的离心分离条件为：在转速为900r/min的条件下离心分离4min所述的离心分离条件为：在转速为900r/min的条件下离心分离4min。我们。
9.根据权利要求3或4所述的利用固体碱催化剂催化合成新型生物柴油的方法，其特征在于减压蒸馏的温度为100℃、真空度为0.2MPa，减压蒸馏时间为2h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610146783.3A CN105688956A (zh) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | 一种固体碱催化剂、其制备方法以及利用其催化合成生物柴油的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610146783.3A CN105688956A (zh) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | 一种固体碱催化剂、其制备方法以及利用其催化合成生物柴油的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105688956A true CN105688956A (zh) | 2016-06-22 |
Family
ID=56220541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610146783.3A Pending CN105688956A (zh) | 2016-03-15 | 2016-03-15 | 一种固体碱催化剂、其制备方法以及利用其催化合成生物柴油的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105688956A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101205473A (zh) * | 2007-12-18 | 2008-06-25 | 大连理工大学 | 煅烧硅酸钠催化制备生物柴油 |
| WO2010016285A1 (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-11 | ズードケミー触媒株式会社 | 脂肪酸エステルとグリセリンの製造方法および脂肪酸エステルを含むバイオディーゼル並びに使用する固体触媒 |
| CN105195181A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-30 | 齐齐哈尔大学 | 一种负载型固体碱催化剂、其制备方法以及其在合成新型生物柴油中的应用 |
-
2016
- 2016-03-15 CN CN201610146783.3A patent/CN105688956A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101205473A (zh) * | 2007-12-18 | 2008-06-25 | 大连理工大学 | 煅烧硅酸钠催化制备生物柴油 |
| WO2010016285A1 (ja) * | 2008-08-04 | 2010-02-11 | ズードケミー触媒株式会社 | 脂肪酸エステルとグリセリンの製造方法および脂肪酸エステルを含むバイオディーゼル並びに使用する固体触媒 |
| CN105195181A (zh) * | 2015-09-30 | 2015-12-30 | 齐齐哈尔大学 | 一种负载型固体碱催化剂、其制备方法以及其在合成新型生物柴油中的应用 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| FENGLAN FAN ET AL.: "Preparation of Novel Ethylene Glycol Monomethyl Ether Fatty Acid Monoester Biodiesel Using Calcined Sodium Silicate", 《ENERGY FUELS》 * |
| S. T. JIANG ET AL.: "SODIUM PHOSPHATE AS A SOLID CATALYST FOR BIODIESEL PREPARATION", 《BRAZILIAN JOURNAL OF CHEMICAL ENGINEERING》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Goli et al. | Development of heterogeneous alkali catalyst from waste chicken eggshell for biodiesel production | |
| Huaping et al. | Preparation of biodiesel catalyzed by solid super base of calcium oxide and its refining process | |
| Munir et al. | Biodiesel production from novel non-edible caper (Capparis spinosa L.) seeds oil employing Cu–Ni doped ZrO2 catalyst | |
| Qu et al. | Microwave-assisted in-situ transesterification of Spirulina platensis to biodiesel using PEG/MgO/ZSM-5 magnetic catalyst | |
| Fadhil et al. | Transesterification of non-edible oils over potassium acetate impregnated CaO solid base catalyst | |
| US7790651B2 (en) | Porous silica and metal oxide composite-based catalysts for conversion of fatty acids and oils to biodiesel | |
| Ruatpuia et al. | Microwave-assisted biodiesel production using ZIF-8 MOF-derived nanocatalyst: A process optimization, kinetics, thermodynamics and life cycle cost analysis | |
| JP5964327B2 (ja) | 環境に優しい固体塩基触媒を用いることによりトリグリセリド油から脂肪酸アルキルエステル（バイオディーゼル）を生成する改良プロセス | |
| Mohadesi et al. | Optimization of biodiesel production process in a continuous microchannel using response surface methodology | |
| CN104107705A (zh) | 一种用于制备生物柴油的固体碱催化剂 | |
| Chutia et al. | Xanthium strumarium seed as a potential source of heterogeneous catalyst and non-edible oil for biodiesel production | |
| Alsaiari et al. | Biodiesel production from date seed oil using hydroxyapatite-derived catalyst from waste camel bone | |
| Kattimani et al. | Acacia furnesiana plant as a novel green source for the synthesis of NiFe2O4 magnetic nanocatalyst and as feedstock for sustainable high quality biofuel production | |
| Babatunde et al. | Valorization of restaurant waste oil and cow-bone doped siliceous termite hills towards biodiesel production: Kinetics and thermodynamics | |
| CN105195181B (zh) | 一种负载型固体碱催化剂的制备方法及其在合成新型生物柴油中的应用 | |
| Buasri et al. | Continuous production of biodiesel from rubber seed oil using a packed bed reactor with BaCl2 impregnated CaO as catalyst | |
| CN103301857B (zh) | 一种三元复合固体碱催化剂的制备方法及利用其催化合成新型生物柴油的方法 | |
| KR101411952B1 (ko) | 고체산성촉매 및 이를 이용한 바이오디젤의 제조방법 | |
| CN105688956A (zh) | 一种固体碱催化剂、其制备方法以及利用其催化合成生物柴油的方法 | |
| Roschat et al. | Kinetics study of biodiesel production at room temperature based on eggshellderived CaO as basic heterogeneous catalyst. | |
| CN102513155B (zh) | 一种合成生物柴油离子液体固载分子筛催化剂及其制备方法 | |
| Praveen et al. | Production of biodiesel: kinetics and reusability studies of the Mg–Al hydrotalcite catalyst using Jatropha oil | |
| CN108187650A (zh) | 一种以煤泥生物炭为载体的固体碱生物柴油催化剂及其制备方法 | |
| JP5358351B2 (ja) | バイオディーゼル燃料の製造装置 | |
| CN105344344B (zh) | 改性蛋壳生物柴油催化剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160622 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |