[发明专利]一种用于棉籽油脱臭馏出物综合转化的催化剂及其制备方法

说明书

发明名称

一种用于棉籽油脱臭馏出物综合转化的催化剂及其制备方法

1 技术领域

本发明涉及一种用于棉籽油脱臭馏出物综合转化即甲基化甲酯化一体化工艺的催化剂及其制备方法。

2 背景技术

我国人口众多，作为食品三大主要成分之一的油脂，在我国消费量很大，仅渤海湾一带就有十几个日产上百吨的精炼油厂。截止到1995年的统计表明中国处理油料的能力已到4500～5000万吨，而全国食用油脂年精炼能力600万吨，脱臭馏出物占脱臭油的0.3％～0.6％，按实际精练油脂量为精练能力的1/3算，我国每年脱臭馏出物的产量为0.6～1.2万吨。所以脱臭馏出物资源非常丰富。

脱臭馏出物是油脂在精炼过程中产生的一种副产物，它的主要由游离脂肪酸、甘油酯、甾醇、维生素E及色素等组成。目前，但许多厂家仅仅把脱臭馏出物作为废料处理，造成这一资源的巨大浪费。因此对棉籽油脱臭馏出物的综合利用，在生产VE的同时，还可以生产甾醇和脂肪酸甲酯，这样不仅变废为宝而且为农产品加工企业带来更大的经济和社会效益。

对棉籽油脱臭馏出物的综合利用方法主要就是棉籽油脱臭馏出物的综合转化即甲基化甲酯化一体化工艺，由于综合转化中的甲基化甲酯化反应都需要酸催化剂，传统的催化剂都是液体酸，这种酸一般对仪器设备具有腐蚀性，而且还存在造成工业“三废“及后处理困难等问题。为了克服这些问题，本发明采用一种固体酸催化剂来代替传统的液体酸，这种催化剂具有无毒、无腐蚀、易处理、成本低及易回收和利用等优点，而且在棉籽油脱臭馏出物的综合转化呈现出催化效率高对热稳定性好等特征，从而避免了液体酸带来的诸多不利问题。

在棉籽油脱臭馏出物的综合转化中，该催化剂对其中的甲基化反应和甲酯化反应同时显现出较好的催化效果，同时固体酸催化剂的制备简单，这样就避免了多步操作而造成的原材料和能耗损失，无论从生产成本还是发展前景上看，都具有较好的工业应用价值。

3 发明内容

本发明的目的在于克服传统催化剂在工业催化中呈现出的一系列不足，以棉籽油脱臭馏出物为原料，以氮气为保护气下在高压反应釜中进行棉籽油脱臭馏出物的综合转化研究，制备了无毒、无腐蚀、易处理、高活性及易回收利用的固体酸催化剂。

本发明中催化剂的活性组分为MoO₃，其前驱体为钼酸铵，选用ZrO₂或SiO₂为载体，它们具有较大的比表面积和较高表面活性中心密度，极大的提高了该催化剂的比表面积和催化活性，负载SO₄^2-或选用至少一种碱土金属、稀土元素及过渡元素Mn、Cu、Fe、Zn、Ni、La、Al等的金属氧化物作为助催化剂，其浓度范围为0.002wt％-0.08wt％。

本发明中的催化剂的制备主要采用浸渍法，活性组分氧化物负载在载体上，助催化剂组分均匀地分布在催化剂颗粒中，催化剂在50℃～120℃干燥6～12h，然后在马弗炉中300℃～800℃焙烧2～10h，过80～120目的筛即得。

本发明中原料为棉籽油脱臭馏出物，综合转化即非α-生育酚向α-生育酚转化的直接甲基化反应和游离脂肪酸、甘油酯转化为脂肪酸甲酯的甲酯化反应，棉籽油脱臭馏出物中维生素E的含量为5％～15％，游离脂肪酸的含量为40％～60％，甘油酯的含量为20％～40％。

本发明中棉籽油脱臭馏出物的综合转化是在高压反应釜中进行的，产物分别用高效液相色谱法和化学分析法来测定。

4 具体实施方式

实施例一

不同的焙烧温度下焙烧4h制备的催化剂及其对棉籽油脱臭馏出物综合转化的影响

该催化剂主要采用浸渍法，活性组分通过浸渍负载在载体上，在100℃～120℃下干燥12h，然后把助催化剂的盐溶液浸渍在催化剂颗粒中，然后在500℃、550℃、600℃下各焙烧4h，冷却过80～120目的筛即得一系列不同的活性的催化剂。在同一定的条件下进行高压釜反应实验进行催化活性研究，其反应结果及影响如表1：

      表1.不同的焙烧温度焙烧4h制备的催化剂对馏出物综合转化的影响

反应条件：温度230℃，催化剂用量2g，醇油比5∶1，给压1MPa，反应时间5h，脱臭馏出物20g。

反应结果表明，随着催化剂该催化剂焙烧温度的升高，α-生育酚的含量逐渐降低，维生素的收率先有所升高后降低，甲酯化率和酯交换率都有所降低，从整体转化的效果来看，500℃焙烧4h的催化活性比550℃、600℃焙烧4h的催化活性要好。