[发明专利]一种用于制备生物柴油的强碱膨润土催化剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学工程中的催化剂制备技术，特别是用于生物柴油合成的强碱膨润土催化剂及其制备方法。

背景技术

制备生物柴油的酯交换法主要包括均相催化法、非均相催化法、生物催化法和超临界催化反应法。均相催化法是在液体酸或碱催化剂条件下发生酯交换反应，具有反应速度快，转化率高的优点，但同时产品需中和洗涤而带来大量的工业废水，造成环境污染及后处理复杂，生物柴油的收率也较低。固体碱催化剂与固体酸相比具有反应速度快、反应条件温和等优点，它有效地解决了液体碱催化剂反应完成后分离回收困难、产品需要洗涤、废水排放多等不足，是一种绿色环保型催化剂。但是，目前的固体碱催化剂普遍存在制备成本高、使用寿命短等不足，如公开文献报道了一些固体碱催化剂及其制备方法，经检索摘录如下：

①中国专利【申请(专利)号】CN200710058175.8【名称】一种分子筛型固体碱催化剂和制备及在制取生物柴油中的应用【摘要】一种分子筛型固体碱催化剂和制备及在制取生物柴油中的应用。属于生物工程和能源技术领域。本发明是以MCM-41介孔分子筛为载体，经适当改性后，负载碱金属氧化物的分子筛型固体碱催化剂。所述的碱金属氧化物为Li、Na、K或Rb中的一种。本发明提供的分子筛型固体碱催化剂，可作为以大豆油、菜籽油、野生植物油为原料，制备生物柴油的酯交换反应中的催化剂的应用。本发明克服了均相催化剂分离的困难，减少了现有酯交换反应的分离和水洗过程。这种经过改性的MCM-41分子筛性固体碱催化剂消除了皂化反应的不利影响，提高了催化剂的活性、选择性，延长使用寿命，对环境友好。

②中国专利【申请(专利)号】CN200710168329.9【名称】一种制备生物柴油的方法及所用磁性固体碱催化剂【摘要】本发明涉及一种磁性固体碱催化剂，包括30wt％-70wt％催化剂载体和30wt％-70wt％活性组分，催化剂载体为磁性物质，活性组分为碱金属或碱土金属的氧化物、氢氧化物或盐。本发明还提供了一种制备生物柴油的方法，将植物油、甲醇和上述磁性固体碱催化剂混合，65±5℃下搅拌反应时间2-6h，分离得到生物柴油；其中甲醇和植物油的摩尔比为6-12∶1、催化剂用量为植物油重量的1wt％-10wt％。本发明磁性固体碱催化剂生产工艺简单，成本低廉，用于生物柴油制备的酯交换反应中，催化性能优越，酯交换反应结束后可分离回收再利用。

③中国专利【申请(专利)号】CN200710078059.2【名称】固体碱催化剂催化制备乌桕梓油生物柴油的生产技术【摘要】本发明涉及制备乌桕梓油经固体碱催化制备生物柴油生产技术。本发明的技术方案是利用固体碱催化剂进行酯交换反应制备生物柴油。生物柴油的制备方法为生产乌桕梓粗油作为原料在固体碱催化剂存在的条件下，与甲醇、乙醇或甲醇及乙醇的任意比例混合物、混合搅拌加热发生酯交换反应生产生物柴油的制备方法和工艺。本发明的优点在于：(1)所涉及的催化剂原料来源充足、成本低、制备、再生简便，并再生后可重复使用；(2)酯交换反应结束后催化剂易分离、再生；(3)催化条件温和，产品不需中和洗涤，克服了均相生产过程中大量废水的产生；(4)在保证甲酯含量、生物柴油产率的前提下缩短了反应时间。(5)生物柴油中脂肪酸甲酯含量与以NaOH、KOH为催化剂的均相工艺相当，收率高于均相工艺。

④中国专利【申请(专利)号】CN 200810035282.3【名称】一种新型固体碱催化剂及其在生物柴油合成中的应用【摘要】本发明公开了一种新型固体碱催化剂及其在生物柴油合成中的应用，其催化剂是以碳酸钾为活性组分，负载于载体后，高温焙烧而得；载体为氧化铝、活性炭或硅藻土；其生物柴油采用酯交换合成，在三颈容器中加入油脂、低碳醇、固体碱催化剂进行加热回流搅拌后，将物料过滤，滤出催化剂，滤液进行分液，分出下层甘油，上层混合物加入NaHCO₃溶液，洗涤至中性，以无水MgSO₄干燥，减压蒸馏，得到生物柴油。本发明催化剂用于生物柴油合成的优点是：产率高；催化剂便宜，催化剂用量小；反应条件温和，反应时间短；催化剂可重复使用；没有环境污染；对原料要求低。