[发明专利]一种利用甘油三酯生产生物柴油的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术和可再生能源技术领域，涉及一种生物柴油的的制备方法，具体是一种利用甘油三酯生产生物柴油的方法。 

背景技术

甘油三酯是长链脂肪酸和甘油形成的脂肪分子，是动物性及植物性油脂的主要成分，广泛存在于自然界中，如各种动物脂肪、植物油、微藻油等。各种动植物油经高温煎、炸等使用后，会产生主要成分为甘油三酯的废弃油，如地沟油、泔水油等。如不恰当处理，会污染环境，若被非法利用回流到餐饮和食品加工行业，会危害健康。 

在处理主要成分为甘油三酯的动植物废弃油的方法中，最合理和经济的措施就是合理利用，变废为宝，生产生物柴油。目前有两种常用的处理方法：一种是常用的酯交换法，即用甲醇和废弃油（主要成分为甘油三酯）在不同条件下发生酯交换反应生成脂肪酸甲酯，各种脂肪酸甲酯可作为生物柴油使用。但是以酯交换法从废弃油中生产生物柴油存在如下缺陷：1、由于脂肪酸甲酯是含氧化合物，燃烧热值不高，并不是最理想的柴油组分；2、会产生污染，破坏环境；3、生成的脂肪酸甲酯（生物柴油）中含有丙三醇和残留的甲醇，需要进一步分馏提纯，从而使成本提高，不利于规模化生产。另一种方法就是催化加氢处理废弃油, 其产物为直链烷烃，该技术使用的催化剂为传统的加氢脱硫催化剂【即将CoMo（W）或 NiMo（W）负载在Al₂O₃上， 其中Mo或W是活性组分，Co和Ni是助剂】，在进行催化加氢反应前须经高温预硫化处理形成活性组分MoS₂或WS₂。该方法生产的烷烃性质接近石化柴油，但该传统加氢催化剂在催化过程中容易因硫的流失而失活，且产物的凝固点较高，所以，用传统的硫化相催化剂加氢生产生物柴油也有相当局限性。 

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种利用甘油三酯生产生物柴油的方法，利用负载型含钴或钴镍合金催化剂将动植物废弃油中的主要成分——甘油三酯直接转化为不含氧的直链和支链脂肪烷烃作为生物柴油使用，整个工艺过程简单、清洁环保、能耗低，产物十六烷值、燃烧热值高，凝固点底。 

本发明所采用的技术方案： 

一种利用甘油三酯生产生物柴油的方法，其步骤如下： 

1、收集含有甘油三酯的油料（包括地沟油、泔水油、废弃动植物油脂、微藻油等）后进行脱水提纯，其主要成分为甘油三酯，含少量脂肪酸和微量多环芳烃。 

2、取催化剂在80～120℃下干燥2～20 h，再于350～550℃下煅烧2～8 h，最后在氢气（H₂）条件下，在350～550℃下还原2～8 h，然后装填到反应器中；将油料持续导入装填有催化剂的反应器中，液时空速1～30 h^-1,同时向反应器持续通入足量的氢气（H₂），气/油体积比为10～10000，在压力为20～80 bar, 温度为200～500℃的条件下使油料与氢气反应直接生成高品质生物柴油（直链和支链脂肪烷烃）、水（H₂O）、丙烷（C₃H₈）、甲烷（CH₄）、二氧化碳（CO₂）和一氧化碳（CO）的气液混合物。所述催化剂为负载型钴（Co）催化剂或负载型钴镍合金（CoNi）催化剂。以上两种催化剂均可采用浸渍法、离子交换法等常用的负载型催化剂制备方法制备。 

所述负载型钴催化剂是以含钴盐类（各种无机及有机盐类）作为钴（Co）的前驱体，按质量百分比将1～20 %的钴（Co）负载在金属氧化物载体或酸性载体上。 

所述负载型钴镍合金催化剂是以含钴盐类和含镍盐类作为钴镍合金的前驱体，按总质量百分比将1～20 %的钴镍合金负载在金属氧化物载体或酸性载体上，钴和镍的质量比为1:5～5:1。 

所述含钴盐类是各种无机或有机钴盐，优选硝酸钴[Co(NO₃)₂6H₂O]。 

所述含镍盐类是各种无机或有机镍盐，优选硝酸镍[Ni(NO₃)₂6H₂O]。 

所述反应器是固定床反应器、釜式反应器或流动床反应器。 

所述金属氧化物载体是ZrO₂、ZnO或Al₂O₃。 

所述酸性载体是无定型硅铝或分子筛（可以有不同的硅铝比）。