CN101249454A - 固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用 - Google Patents

固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用 Download PDF

Info

Publication number
CN101249454A
CN101249454A CNA2008100352842A CN200810035284A CN101249454A CN 101249454 A CN101249454 A CN 101249454A CN A2008100352842 A CNA2008100352842 A CN A2008100352842A CN 200810035284 A CN200810035284 A CN 200810035284A CN 101249454 A CN101249454 A CN 101249454A
Authority
CN
China
Prior art keywords
catalyst
solid base
base catalyst
biodiesel
metal salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008100352842A
Other languages
English (en)
Inventor
杨建国
梁学正
高珊
权南南
张敬
鲍少华
王箭
何鸣元
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
East China Normal University
Original Assignee
East China Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by East China Normal University filed Critical East China Normal University
Priority to CNA2008100352842A priority Critical patent/CN101249454A/zh
Publication of CN101249454A publication Critical patent/CN101249454A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

本发明公开了一种固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用，其催化剂是将有机金属盐与氧化铝或硅藻土在室温下进行研磨混合后，高温焙烧而得；生物柴油采用酯交换法制备，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。本发明催化剂用于制备生物柴油的优点是：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；对原料要求较低。

Description

固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用
技术领域
本发明涉及有机化学合成技术领域，具体地说是一种固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用。
背景技术
随着石油等矿物资源的日益减少以及其对地球环境影响，开发新型绿色可再生燃油资源成为目前广泛关注的问题。生物柴油是一种长链脂肪酸的单烷基酯，不含硫和芳烃，十六烷值高，并且润滑性能好，是一种优质清洁燃料。同时，生物柴油具有传统石化燃料不可比拟的优点，原料是可再生的生物质的油脂，产品本身环境友好，可生物降解，闪点高，无毒，挥发性有机物(VOC)含量低，热值高、燃烧完全，不用更换和经常清洗发动机，也是制造可生物降解的具有高附加值的精细化工产品原料。生物柴油最为重要的环保效应是以一种间接方式，通过CO2重新转变为碳氢化合物，使CO2净排放量大大降低。科学家们经研究认为，使用生物质原料能源是一种比增加森林资源(作为CO2吸收)更有作为和更有效的策略。生物柴油的生产方法主要是通过植物油或者动物脂肪与低碳醇的酯交换反应来制备。通常使用的催化剂主要有酸催化、碱催化、酶催化和超临界法。酸催化法[Ono，Y.J.Catal，2003，216(1-2)：406]常采用硫酸等，存在醇的用量大，导致产品分层困难，反应温度高，催化效率差等缺点。碱催化[盛梅等，高校化学工程学报，2004，18(2)：231-236]多采用均相催化剂如NaOH、KOH、甲醇钠等，存在着对原料要求严格，需要无水无酸的苛刻条件，同时存在皂化现象，产品后处理复杂等缺点。酶催化[聂开立等，生物加工过程，2005，3(1)：58-62]存在催化剂价格昂贵，容易失活，反应时间长等缺点。用超临界非催化法存在反应温度与压力超过甲醇的临界温度与临界压力，生产工艺对设备要求高。一般负载型固体碱的合成要包括先用水溶解活性组分，然后进行浸渍，接着还要再过滤或者减压蒸掉水分这一烦琐的过程，既耗时耗能，也浪费了大量的原料。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种固体碱催化剂、同时将催化剂用于生物柴油的制备，其催化剂的制备简便易行，制备生物柴油产率高，催化剂用量小且可重复使用。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种固体碱催化剂，它是以有机金属盐为前驱体与载体在室温下进行研磨混合后，高温焙烧而制得的；具体作法是：将前驱体与载体置于研钵中，前驱体的质量与载体的质量之比为1～12∶10，于室温下研1～2h左右，然后马弗炉中300～1000℃下焙烧5～10h，即得；所述有机金属盐为碱金属甲酸盐、乙酸盐、草酸盐或柠檬酸盐；所述载体为氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化锆、活性炭、分子筛、硅藻土、白土、硅胶或拟薄水铝石。
上述固体碱催化剂在制备生物柴油中的应用，其生物柴油采用酯交换法制备，具体步骤是：在备有电磁搅拌、温度计、回流冷凝管的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1～3h；加热温度控制在50～110℃；将反应后的物料过滤，滤出催化剂及滤液，滤液进行分液，分出下层甘油，上层混合物中加入质量分数为5～10％的NaHCO3溶液，其加入量为上层混合物质量的2～6倍，洗涤至中性，除去未反应的游离脂肪酸，再用分液漏斗分出上层有机相，将有机相以无水MgSO4干燥，过滤除去干燥剂，减压蒸馏，得到近浅黄色透明产品即为生物柴油。
所述加入油脂、低碳醇、固体碱催化剂的质量比为1∶0.1～0.5∶0.04～0.1。
所述油脂为植物油脂、动物脂肪或生产过程中的废油、地沟油。
所述低碳醇为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
本发明反应结束后，滤出的催化剂可重复使用，活性基本保持不变，反应产率仍可达94％以上。
本发明生物柴油合成的反应通式如下所示：
Figure S2008100352842D00031
与背景技术相比，本发明的优点是：催化剂具有制备过程简单，能耗少等优点；催化剂对生物柴油合成具有的优点是：产率高；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，对原料要求较低。
具体实施方式
以下将通过具体的实施例对本发明做进一步的阐述：
实施例1
第1步固体碱催化剂的制备
将6g醋酸钾与10g氧化铝置于研钵中，于室温下研1h左右，然后马弗炉中500℃下焙烧5h，即得。
第2步酯交换反应
在备有电磁搅拌，温度计，回流冷凝管的100mL三颈瓶中加入5g菜籽油、1.5g甲醇、0.1g上述的固体碱催化剂进行加热回流搅拌2h，加热至90℃。
第3步催化剂的分离及产物的纯化
将三颈瓶中反应后的物料过滤，滤出的催化剂可直接用于下次反应，滤液进行分液分出下层甘油，上层产物加入质量分数为6％的NaHCO3溶液70ml洗涤至中性，以除去未反应的游离脂肪酸，再用分液漏斗分出上层有机相，以无水MgSO4干燥，过滤除去干燥剂，减压蒸馏，得到近浅黄色透明产品即为生物柴油。收率为98.3％。
实施例2-6
除以下不同外，其余与实施例1相同，在制备催化剂的过程中，醋酸甲按表1的用量。
表1
Figure S2008100352842D00041
实施例7-15
除以下不同外，其余与实施例1相同，分别采用表2所示的载体。
表2
Figure S2008100352842D00042
Figure A20081003528400071
实施例16-19
除以下不同外，其余与实施例1相同，分别采用表3所示的前驱体。
表3
Figure S2008100352842D00052
实施例20-24
除以下不同外，其余与实施例1相同，分别采用表4所示的生物油脂。
表4
Figure S2008100352842D00053
Figure A20081003528400081
实施例25-29
除以下不同外，其余与实施例1相同，分别采用表5所示的低碳醇。
表5
Figure S2008100352842D00062
实施例30-34
除以下不同外，其余与实施例1相同，催化剂重复循环使用对反应的影响结果见表6。
表6
Figure S2008100352842D00063

Claims (2)

1、一种固体碱催化剂，其特征在于：该催化剂是将有机金属盐与载体在室温下进行研磨混合后，高温焙烧而得；具体作法是：将有机金属盐与载体置于研钵中，有机金属盐与载体质量之比为1～12∶10，于室温下研1～2h，然后马弗炉中300～1000℃下焙烧5～10h，即得；所述有机金属盐为碱金属甲酸盐、乙酸盐、草酸盐或柠檬酸盐；所述载体为氧化铝、氧化钙、氧化镁、氧化锌、氧化锆、活性炭、分子筛、硅藻土、白土、硅胶或拟薄水铝石。
2、一种权利要求1所述固体碱催化剂在制备生物柴油中的应用，其特征在于生物柴油采用酯交换法制备，具体步骤是：在备有电磁搅拌，温度计，回流冷凝管的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1～3h；加热温度控制在50～110℃；将反应后的物料过滤，滤出催化剂及滤液，滤液进行分液，分出下层甘油，上层混合物中加入质量分数为5～10％的NaHCO3溶液，其加入量为上层混合物质量的2～6倍，洗涤至中性，再用分液漏斗分出上层有机相，将有机相以无水MgSO4干燥，过滤除去干燥剂，减压蒸馏，得到近浅黄色透明产品即为生物柴油；所述加入油脂、低碳醇、固体碱催化剂的质量比为1∶0.1～0.5∶0.04～0.1；所述油脂为植物油脂、动物脂肪或生产过程中的废油、地沟油；所述低碳醇为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。
CNA2008100352842A 2008-03-28 2008-03-28 固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用 Pending CN101249454A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008100352842A CN101249454A (zh) 2008-03-28 2008-03-28 固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2008100352842A CN101249454A (zh) 2008-03-28 2008-03-28 固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101249454A true CN101249454A (zh) 2008-08-27

Family

ID=39953153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008100352842A Pending CN101249454A (zh) 2008-03-28 2008-03-28 固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101249454A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101787331A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 山东省科学院能源研究所 整体式催化剂在合成生物柴油中的应用及合成生物柴油的方法
CN102618392A (zh) * 2012-03-27 2012-08-01 绍兴文理学院 一种树脂基固体酸催化废弃油脂合成生物柴油的方法
CN101475822B (zh) * 2008-11-21 2012-08-15 广东海洋大学 贝壳粉负载的固体酸碱催化合成生物柴油的方法
CN114570388A (zh) * 2020-12-01 2022-06-03 中国石油天然气股份有限公司 一种柴油功能性组分的制备方法及得到的制备柴油组分的催化剂与应用
CN114570388B (zh) * 2020-12-01 2024-06-25 中国石油天然气股份有限公司 一种柴油功能性组分的制备方法及得到的制备柴油组分的催化剂与应用

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101475822B (zh) * 2008-11-21 2012-08-15 广东海洋大学 贝壳粉负载的固体酸碱催化合成生物柴油的方法
CN101787331A (zh) * 2010-03-05 2010-07-28 山东省科学院能源研究所 整体式催化剂在合成生物柴油中的应用及合成生物柴油的方法
CN101787331B (zh) * 2010-03-05 2012-01-04 山东省科学院能源研究所 整体式催化剂在合成生物柴油中的应用及合成生物柴油的方法
CN102618392A (zh) * 2012-03-27 2012-08-01 绍兴文理学院 一种树脂基固体酸催化废弃油脂合成生物柴油的方法
CN114570388A (zh) * 2020-12-01 2022-06-03 中国石油天然气股份有限公司 一种柴油功能性组分的制备方法及得到的制备柴油组分的催化剂与应用
CN114570388B (zh) * 2020-12-01 2024-06-25 中国石油天然气股份有限公司 一种柴油功能性组分的制备方法及得到的制备柴油组分的催化剂与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101249449A (zh) 新型固体碱催化剂及其在生物柴油合成中的应用
Mansir et al. Modified waste egg shell derived bifunctional catalyst for biodiesel production from high FFA waste cooking oil. A review
Vadery et al. Room temperature production of jatropha biodiesel over coconut husk ash
CN101249431A (zh) 一种新型固体碱催化剂及其在生物柴油合成中的应用
Chen et al. Waste limescale derived recyclable catalyst and soybean dregs oil for biodiesel production: analysis and optimization
CN100497527C (zh) 用于生产生物柴油的负载固体碱催化剂的制备方法
CN101245254A (zh) 一种以碳基固体酸为催化剂制备生物柴油的方法
CN102628008B (zh) 一种聚合型离子液体催化废弃油脂合成生物柴油的方法
Malpartida et al. Semi-continuous mechanochemical process for biodiesel production under heterogeneous catalysis using calcium diglyceroxide
Yaqoob et al. Alumina supported catalytic materials for biodiesel production-a detailed review
CN104107705A (zh) 一种用于制备生物柴油的固体碱催化剂
CN106238090A (zh) 一种介孔固体碱催化剂的制备及催化酯交换反应合成生物柴油的方法
CN105056954B (zh) 一种加氢催化剂及其制备方法与应用
CN101249450A (zh) 一种固体碱催化剂及其在生物柴油合成中的应用
CN101249454A (zh) 固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用
CN100523131C (zh) 用废油制备生物柴油的酯化反应工艺
CN100586568C (zh) 一种用于生物柴油合成的固体碱催化剂的制备方法
CN100375780C (zh) 一种利用固体碱制备生物柴油的工艺
CN102618391B (zh) 一种复合固体酸催化废弃油脂合成生物柴油的方法
CN101249453A (zh) 固体碱催化剂及其在生物柴油合成中的应用
CN101249432A (zh) 一种固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用
CN101250422A (zh) 以缩合多核芳香树脂碳基固体酸为催化剂合成生物柴油的方法
CN108927218A (zh) 一种聚苯胺包覆生物碳材料及其在制备固体碱中的应用
CN108927217A (zh) 一种基于聚苯胺包覆碳材料的固体碱催化剂及其在制备生物柴油中的应用
CN101768517A (zh) 一种生物柴油的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20080827