[发明专利]一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法

说明书

本发明属于生产柴油的制备方法技术领域，公开了一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法。该方法采用加氢脱氧催化剂Cu‑MoO₂/Mo₂C催化油酸甲酯加氢脱氧，获得生物柴油，得到的生物柴油含有大于40.2％的碳十八不饱和烃。该方法得到的加氢脱氧催化剂Cu‑MoO₂/Mo₂C用于制备生物柴油，其油酸甲酯选择性的转化率达到98.8％，加氢脱氧选择性大于99.1％，不饱和烃选择性达到40.2％。

技术领域

本发明涉及生产柴油的制备方法技术领域，特别涉及一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法。

背景技术

随着经济的发展，世界正加速走上一条可持续发展的道路，但化石资源的消耗量急剧增加。面对能源危机、环境污染等严峻的问题，各国在不断寻找开发可再生和可持续的新能源技术来替代化石燃料。研究发现生物质能是一种可再生能源，可作为化石燃料的潜在替代能源，而生物柴油是生物质能的一种应用形式。生物柴油中不含硫、氮和重金属元素，燃烧产物是二氧化碳和水，可以有效减少空气污染和酸雨的形成。

来源丰富的动植物油脂(主要是饱和或不饱和甘油三酸酯)、废弃油脂等通过酯交换反应生成第一代生物柴油，但热值低、稳定性差、凝固点高等缺点限制了其应用；通过催化剂催化第一代生物柴油进行加氢脱氧反应，将油脂中的氧以水的形式脱除生成柴油类烃，称为第二代生物柴油，可直接作为燃料使用。贵金属催化剂被认为是有效的催化剂，因其价格昂贵，应用范围受到制约。过渡金属碳化物具有“类铂催化剂”的称号，催化加氢脱氧活性高，但是直接加氢脱氧会消耗大量的氢能，而且加氢脱氧的选择性较低，得到的加氢产物是饱和长链烷烃，而该产物的低温流动性差，高纬度地区应用受到限制。过渡金属碳化物具有嗜氧性，在没有过度氢存在条件下易氧化失活，影响催化剂使用寿命。

发明内容

为了解决现有技术中的生物柴油制备过程中产物的选择性低、催化剂寿命短的技术问题，本发明提供了一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法，采用加氢脱氧催化剂Cu-MoO₂/Mo₂C催化油酸甲酯加氢脱氧，获得生物柴油，得到的生物柴油含有40.2％的碳十八不饱和烃。

进一步的，所述生物柴油在制备过程中采用有机溶剂；所述加氢脱氧催化剂Cu-MoO₂/Mo₂C、油酸甲酯与正己烷溶剂的质量比为0.02:0.1:1。

进一步的，生物柴油的反应过程中反应压力为2.5MPa，反应温度280℃，反应时间3h。

进一步的，所述生物柴油的制备过程中，将反应原料油酸甲酯、催化剂Cu-MoO₂/Mo₂C及有机溶剂的混合溶液加入高压反应釜，N₂置换后，然后通入氢气达到反应压力后进行反应，反应结束后将反应釜冷却至室温，回收固体催化剂，洗涤干燥后循环使用，反应澄清液为选择性加氢脱氧反应产物生物柴油。

本发明的另一发明目的是提供所述加氢脱氧催化剂Cu-MoO₂/Mo₂C的制备方法为，该制备方法是将三水合硝酸铜、钼酸铵四水合物混合后加入水中溶解，加热反应，反应后得到的产物进行焙烧得到催化剂前驱体；将所述催化剂前驱体碳化还原，并钝化处理，得到加氢脱氧催化剂Cu-MoO₂/Mo₂C。

进一步的，所述加氢脱氧催化剂Cu-MoO₂/Mo₂C的制备方法具体包括以下步骤：