一种钠盐-高炉粉尘催化剂及其制备生物柴油的方法

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成果名称: 一种钠盐-高炉粉尘催化剂及其制备生物柴油的方法 关键字: 应用行业: 制造业
高新技术领域: 生物技术 所在地: 河北省 知识产权类型: 发明专利
知识产权编号: ZL202111365866.9 成果体现形式: 发明专利 成果属性:
成果所处阶段: 成果水平: 国内先进 研究形式:
学科分类: 战略新兴产业: 请选择... 课题来源:
第一完成单位名称: 华北理工大学 第一完成单位属性: 技术成熟度:
合作方式: 专利许可 交易价格(万): 10.00 所属十强产业:

本发明公开了一种催化剂,通过以下方法制备得到:将高炉粉尘利用球磨机进行研磨,筛分;过筛后的高炉粉尘在75‑105ºC条件烘干5h以上,得到预处理后的含铁高炉粉尘;用钠盐溶液浸渍预处理后的高炉粉尘,置于油浴锅中在65oC条件下磁力搅拌,得到的样品在75‑105oC条件烘干5h以上,烘干的样品过筛,然后在氮气气氛下500‑700oC煅烧,即得钠盐‑高炉粉尘催化剂。该催化剂可以直接用于低酸值油的反应,生物柴油得率≥95%,且循环使用能力好,16次回收循环后生物柴油产率还能达到90%以上。

本发明涉及生物柴油用催化剂及生物柴油的制备方法,具体是涉及一种利用钠盐浸渍高炉粉尘制备的催化剂以及利用该催化剂制备生物柴油的方法。

1、本专利以高炉粉尘为原料,通过钠盐浸渍高炉粉尘在低温加热的条件下湿法浸渍磁力搅拌,并将得到的混合物控制煅烧相关工艺参数促进相关晶型转变获得高催化活性的催化剂;由于高炉粉尘中含有CaCO3、Fe2O3与钠盐经过高温煅烧晶型转变形成了Ca2Fe2O5、NaFeO2等物质从而获得具有高活性的催化剂,根据本发明的反应体系,煅烧后的催化剂微观结构为圆柱形颗粒结构,由此将获得的催化剂催化效率大幅提升至95%以上。
2、本专利合成的高炉粉尘催化剂可以在反应后与液体产物自动分离,后处理简单,无需多次水洗。
3、本专利合成的高炉粉尘催化剂在生物柴油制备中具有非常好的催化活性、稳定性和应用价值,16次反应后生物柴油得率仍能保持在90%以上,并且该催化剂可以直接用于低酸值油脂的反应,同样也能达到前述催化效果。
4、本专利通过回收利用高炉粉尘实现了资源回收再利用同时还有效减少环境污染。


当前,人类社会严重依赖化石燃料获取能量。化石燃料的燃烧导致生态环境遭到破坏,雾霾、温室效应、环境污染等问题严重影响着人们的生活和健康。化石燃料的日渐枯竭使得人们意识到开发清洁、环保、绿色的可再生能源具有非常重要的意义。生物柴油是植物油、动物油、餐饮废弃油和低价醇在酸性或者碱性催化剂的作用下,通过酯交换反应制得的可再生燃料,近年来受到广泛的关注。生物柴油的理化性质和石化柴油十分相似,可以直接添加在发动机中使用,无需对发动机进行改造。生物柴油燃烧过程具有碳烟和聚合物颗粒等不可燃烧物的含量较少、气体中硫化物和芳香烃含量较低、二氧化碳几乎近零排放等优点,使得生物柴油成为最佳的石化柴油替代品之一。
为了提高生物柴油的转化率,合适的高效催化剂将是生物柴油制备的关键。传统的预处理方法选用均相酸催化剂来催化游离脂肪酸完成酯化,但均相酸具有不可重复使用,而且反应速率较慢,反应温度较高,所需时间较长,均相酸和产物的分离提纯复杂,均相酸对环境存在腐蚀和排放危害等问题。均相碱催化的酯交换速率是酸催化的4000倍,但是容易发生水解、皂化反应。所以用两性固体催化剂取代均相酸、均相碱催化剂被广泛关注。例如专利CN106179496A、CN106191327A和CN106222314A公布了一些碳基固体酸催化剂的制备方法以及在生物柴油合成中的应用。但这些碳基固体酸催化剂通常表面酸度低,使得酯化反应的温度较高,耗时较长,催化剂回收困难,经济成本也随之增加。


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