[发明专利]KOH-K2

说明书

本发明公开KOH‑K₂CO₃‑Al₂O₃固体混合碱催化棉籽油制备生物柴油的方法，包括如下步骤：KOH‑K₂CO₃‑Al₂O₃固体混合碱催化剂的制备；市售棉籽油的精制；固体混合碱催化剂催化制备生物柴油。本发明以KOH与K₂CO₃为碱的来源，Al₂O₃为载体，分别通过浸渍法和共沉淀‑浸渍法制备固体混合碱催化剂，催化棉籽油制备生物柴油的转化率达到96％；催化剂经过五次重复利用后，浸渍法制备的固体混合碱催化剂能使棉籽油的转化率保持在66％左右，共沉淀‑浸渍法制备的固体混合碱催化剂能使棉籽油的转化率保持在87％左右。

技术领域

本发明涉及生物柴油制备技术领域。具体地说是KOH-K₂CO₃-Al₂O₃固体混 合碱催化棉籽油制备生物柴油的方法。

背景技术

最近几年我国对绿色能源和新能源的投入和扶持均十分巨大，因此生物 柴油作为一种可再生低污染的绿色能源也再次长足的发展，具有良好的市场 前景。我国作为一个棉花产量巨大的国家，同时也副产大量的棉籽油，随着 我国向着全面小康的稳步发展，人民的生活水平也大幅提高，棉籽油作为食 用油消费的比例也逐渐下降，因此可以将可再生的棉籽油作为生产生物柴油 的原料也具有广阔的市场前景。

目前生物柴油的生产方法主要是均相碱催化酯交换法合成生物柴油工 艺，具有反应速率快、收率高，但是存在后处理复杂、产物不易分离提纯、 容易产生三废等问题。随着我国的环保意识增强和绿色化学的发展，对化工 生产过程中的污染问题也愈加重视，出台了许多相关规章制度和加强了化工 环保监察力度。因此均相碱催化剂将会逐渐被高活性、高选择性、反应条件 温和、产物易分离等诸多优点的固体碱催化剂替代。

目前制备固体碱催化剂主要分为有机固体碱催化剂和无机固体碱催化 剂，因为有机固体碱催化剂存在热稳定性不好，制备复杂，生产成本较高的 缺点，所以现在主流发展的是无机固体碱催化剂。无机固体碱催化剂又分为 金属氧化物、水合滑石类阴离子粘土和负载型固体碱。因金属氧化物固体碱 催化剂和水合滑石类阴离子粘土固体碱催化剂分别存在没有机械强度和碱 性低的问题。负载型固体碱催化剂主要使用的载体有活性炭、MgO、Al₂O₃、 CaO、ZrO₂、TiO₂等载体。因为Al₂O₃表面同时具有酸碱活性位且机械强度高， 热稳定好，故选择其作为催化剂的载体。固体碱催化剂的催化效果与负载在 载体上的碱的强度有直接关系，因此选择碱的种类直接决定了催化剂的性能， 现在主要负载的碱有碱金属、碱金属氢氧化物、碳酸盐、氟化物、硝酸盐、 醋酸盐等路易斯碱，其中又以碱金属氢氧化物和碳酸盐最为具有代表性，因 此被广为研究，但是发现单一负载碱金属氢氧化物的催化剂，容易被空气中 的H₂O或CO₂污染，且因为碱性过强造成副反应，如皂化反应的反应速率的增加降低了转化率，单一负载碳酸盐的催化剂由于碱性较弱的原因，使酯交 换反应的转化率不够理想，影响了生物柴油的转化率。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供了一种转化率高且可以重复 多次使用的KOH-K₂CO₃-Al₂O₃固体混合碱催化棉籽油制备生物柴油的方法。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

KOH-K₂CO₃-Al₂O₃固体混合碱催化棉籽油制备生物柴油的方法，包括如下 步骤：