[发明专利]一种不饱和脂肪酸酯或不饱和脂肪酸加氢催化剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及不饱和脂肪酸酯或不饱和脂肪酸加氢的催化剂及制备方法和应用。

背景技术

油脂的氢化是指在催化作用下，油脂中的不饱和脂肪酸酯中的双键得到加成，获得饱和脂肪酸酯的过程。氢化的目的主要是为了：降低油脂的不饱和度，提高熔点，增加固体脂肪酸的含量、提高食用油脂对氧和热的稳定性、改善食用油脂的色泽、香味和口感。植物油经过氢化后，不但保质期延长了，还能让糕点更加酥脆。由于氢化后熔点的提高，增加了植物油的可塑性。常用来制作人工黄油、人工奶油、起酥油和代可可脂。

氢化植物油经过水解后可以得到硬脂酸和甘油。硬脂酸在橡胶的合成和加工过程中起重要作用。硬脂酸是天然胶、合成橡胶和胶乳中广泛应用的硫化活性剂，也可用作增塑剂和软化剂。在生产合成橡胶过程中需加硬脂酸作乳化剂，在制造泡沫橡胶时，硬脂酸可作起泡剂，硬脂酸还可用作橡胶制品的脱模剂。

自从美国科学家Norman使用镍为催化剂使植物油氢化，使其具有动物油脂的特征，从而替代当时价格较高的动物油脂。镍基催化剂由于其具有活性好、稳定、廉价且易从产品中分离等优点,所以近80年来,一直是氢化工艺的主要催化剂。

工业生产中常采用Ni/硅藻土和Ni-Cu/硅藻土，CN85107291公开了一种Ni-Cu二元催化剂，其中Cu、Ni原子比为3:1，金属残留量较高，产品需要用活性白土除去铜离子，否则油脂会很快变质。

美国生产的系列催化剂都是单元镍催化剂，其代表有Harcat DM-2，Ni含量为22~24%，活性高，选择性中等，适合生产人造奶油；Harcat SP-7，含Ni量20%，活性中等，选择性高，适合于制涂层脂肪，人造奶油，人造黄油和代可可脂等。

硅藻土是一种相对廉价的材料，但是它存在比表面小，含有一杂质，孔径分布宽等缺点。因此近年来，人们在载体方面做了许多工作，如U.S.4510029公布了一种以ɑAl₂O₃为载体的Ni/Al₂O₃催化剂，J.P.59215397公布了Ni.Co/ɑAl₂O₃催化剂，这些专利在寻找新载体方面做了非常有益的工作。

在改善活性方面CN85103783公布了一种Ni-Pd催化剂，该催化剂具有很高的活性，但含贵金属Pd，使催化剂成本增加。

发明内容

本发明的意义在于通过加入新载体和助剂以提高不饱和脂肪酸酯或不饱和脂肪酸加氢的催化剂的比表面和活性中心数目，以提高催化剂活性。

为解决上述技术问题本发明采用的技术方案是：一种不饱和脂肪酸酯或不饱和脂肪酸加氢的催化剂，催化剂由载体、活性组分和助剂组成；催化剂的载体为介孔碳和硅藻土的复合物；以质量百分数计催化剂中的活性组分为60%~80%，助剂为1%~10%，其余为载体。

所述的载体介孔碳和硅藻土的复合物中介孔碳与硅藻土的质量比为1:4~1:20；介孔碳的孔容为1.5~2.5ml/g、比表面积为1000~2000m²/g、孔径为3～10nm。

所述的载体介孔碳和硅藻土的复合物的制备方法，步骤如下：

a.称取介孔碳加入水中，充分搅拌制成悬浮液；

b.称取硅藻土加入水中，充分搅拌制成悬浮液；

c.按介孔碳与硅藻土的质量比，取步骤（b）得到的悬浮液，在室温下滴入步骤（a）得到的悬浮液中，充分搅拌，制得混合物；

d.将步骤（c）得到的混合物于80~90°C老化1~2h，过滤，滤饼在105～120°C下干燥10～12h，粉碎，得到介孔碳和硅藻土的复合物。

所述的活性组分为镍，助剂为碱土金属或过渡金属，选自钡、钙、镁、锌、钴、锆中的一种。

所述的不饱和脂肪酸酯或不饱和脂肪酸加氢催化剂的制备方法，步骤如下：

a.准确称取硅藻土与介孔碳的复合物，作为载体；

b.将碳酸钠溶于水中配制成溶液，将载体放入其中，充分搅拌，混合均匀；

c.将所需镍的化合物和助剂的化合物配制成溶液，在室温下缓慢滴入步骤（b）得到的混合物中；

d.将步骤（c）得到的混合物于80~90°C老化1~2h，过滤洗涤，直至滤出液为中性。滤饼在105～120°C下干燥10~12h，粉碎，得到催化剂前驱体；

e.将步骤（d）得到的催化剂前驱体于氢气氛围下还原：从室温以1~2℃/min的升温速率升到280~350°C，保持温度还原2~4h。