[发明专利]一种从废生物油脂选择性加氢制备长链烷烃的方法

说明书

一种从废生物油脂选择性加氢制备长链烷烃的方法，涉及催化加氢技术领域。以脂肪酸或脂肪酸酯为原料，在氢气和水热条件下，通过组合催化剂选择性加氢转化得到相应的长链烷烃，克服现有技术中以烷烃等有机溶剂作为溶剂系统制备长链烷烃工艺中产品与溶剂难分离，以及碳数减少的问题。具有工艺设备简单、成本低、反应条件温和、后处理简单、催化体系循环使用性能好、溶剂可循环使用、绿色环保等优点，适用于工业化规模生产，具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及催化加氢技术领域，特别是涉及一种从废生物油脂选择性加氢制备长链烷烃的方法。

背景技术

与以往从化石资源中提取的传统柴油相比，生物柴油具有碳中和、可再生等优势。然而，尽管第一代生物柴油具有闪点高、含硫量低等优点，其仍存在致命缺点：只能按比例添加且调配比例不能过大，无法适用于寒冷气候等。为此，技术人员通过在高温、高压下进行油脂的催化加氢生成长链烷烃，也就是第二代生物柴油。其成分为碳原子数为12-20的烷烃(大部分碳原子数为15-18)，其结构和性能与传统柴油相近且能以更大的比例添加于传统柴油中，具有更广阔的应用前景。

目前，对于从脂肪酸和/油脂制备长链烷烃的生产技术主要是在高温、高压条件下实现的，且反应产物难以从反应体系中分离出来。如CN111944555A涉及一种生物质油生产生物柴油的均相加氢方法与CN102464998B涉及一种动植物油脂催化加氢生产优质柴油的方法，生物油脂原料通常与氢气混合后进入固体催化剂固定床反应器内进行催化加氢反应，然而这种加氢方法涉及的工艺设备、反应参数较为复杂且动植物油脂中的脂类、含氧烃类、不饱和烃类等易造成固定床反应器堵塞，导致装置停工。

针对上述问题发明人发明一种在低温、低压、短时间内即可完成长链烷烃制备的选择性加氢工艺。通过使用结构简单稳固的反应釜替代固定床反应器，使用清洁的水替代有机溶剂不仅利于产品分离和提取而且有效降低生产成本，具有长远的经济效益和环保效益。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术存在的上述问题，提供工艺简单且具有较高转化率和选择性，反应条件温和，可直接将脂肪酸或脂肪酸酯等生物油脂选择性加氢转化为相应长链烷烃的一种从废生物油脂选择性加氢制备长链烷烃的方法。

本发明从废生物油脂选择性加氢制备长链烷烃的方法，将废生物油脂原料、催化剂、溶剂(水)加入反应器如反应釜中，在0.1～10MPa的氢气压力条件下，升温至反应温度120～250℃，持续反应0.2～8h，反应结束后通过过滤，萃取，蒸馏等步骤制备得到产物长链烷烃。

所述废生物油脂原料主要为脂肪酸、脂肪酸酯，或含有脂肪酸和/或脂肪酸酯的植物油脂或动物油脂或混合油脂等中的至少一种；其中，所述脂肪酸包括硬脂酸、软脂酸、油酸、豆蔻酸、月桂酸等；所述脂肪酸酯包括脂肪酸甲脂、甘油脂肪酸酯、脂肪酸乙酯等；所述含有脂肪酸和/或脂肪酸酯的植物油脂或动物油脂或混合油脂包括大豆油、花生油、菜籽油、玉米油、棕榈油、地沟油等；废生物油脂原料优选为脂肪酸。

本发明方法中，所述催化剂为贵金属催化剂，其活性组分为含Ru、Pt、Pd、Rh、Au元素等中的至少一种组合，可以为负载型催化剂也可以为非负载型催化剂。所述负载型催化剂包括金属活性组分和载体，其中金属活性组分的质量为催化剂质量的0.5wt.％～30wt.％；本发明负载型催化剂包括：Ru/C催化剂、Pd/C催化剂、Pt/C催化剂、Rh/C催化剂、Au/C催化剂等；本发明非负载型催化剂包括：氯化钌、氯化铑、氯化钯、氯化铂、溴化钌、溴化钯、溴化铑等。

为提高催化效果，在所述溶剂中添加助催化剂即助剂，所述助剂包括硫酸、盐酸、磷酸、等一系列的酸，以及它们等中的至少一种组合。优选地，助剂为市售的强酸等中的至少一种组合。所述催化剂助剂的加入量为所述溶剂质量的0.01～20wt.％。

所述溶剂为去离子水。

所述反应器为高压反应釜。