[发明专利]一种采用甘油三酯一釜法制备绿色柴油的方法

说明书

本发明属于废弃油脂资源化回收利用领域，具体涉及一种采用甘油三酯一釜法制备绿色柴油的方法，其使用金属负载型催化剂，在水热工艺条件，一釜法实现了对甘油三酯的水解和脱羧反应，同时，利用水解产生的甘油和外加供氢剂为反应提供氢气，实现了对水解产生的不饱和脂肪酸的加氢脱羧，该方法无需外加氢气，降低了采用甘油三酯制备绿色柴油的成本，同时本发明的催化剂还可重复使用，进一步降低了生产成本，对含有甘油三脂的再利用具有重要意义。

技术领域

本发明属于废弃油脂资源化回收利用领域，具体涉及一种采用甘油三酯一釜法制备绿色柴油的方法。

背景技术

甘油三酯是长链脂肪酸和甘油形成的脂肪分子，是动物性及植物性油脂的主要成分，广泛存在于自然界中，如各种动物脂肪、植物油、微藻油等。各种动植物油经高温煎、炸等使用后，会产生主要成分为甘油三酯的废弃油。这些废弃油若未恰当处理，会污染环境，若被非法利用回流到餐饮和食品加工行业，会危害健康。

目前甘油三酯资源化的主要路径之一即制备生物柴油，将脂肪酸甘油酯通过酯交换反应合成脂肪酸甲酯或脂肪酸乙酯。但此法制备的生物柴油的化学组成为脂肪酸酯，其热值较低，低温流动性差，只能与石化柴油调合使用，不能作为高品质燃料，因而人们开始研究将甘油三酯水解脱羧或脱氧转化为以链状烷烃为主要成分的燃料，即绿色柴油。

绿色柴油十六烷值高达75-90(生物柴油为50-65，石化柴油为40-55)，能量密度高，低温流动性好。与生物柴油相比，绿色柴油的主要成分与石化柴油一样，均为链状烷烃，可在现有的燃料罐中以任何的比例使用，无需改变基础设施。与石化柴油相比，绿色柴油生命周期的温室气体排放可减少85％；同时具有超低的硫排放和低的NOx排放。

现有的绿色柴油的主要生产方法为加氢脱氧催化工艺，加氢脱氧的机制与加氢脱硫的机制相似，因而目前加氢脱氧催化大多是以加氢脱硫催化剂的为基础发展起来的，其常用的催化剂为Ni、Co等。由于油脂的碳数主要为C₁₆-C₁₈，属于柴油的碳数范围，加氢脱氧工艺得到的主要是C₁₅-C₁₈的正构烷烃，其凝固点为10-28℃，低温流动不理想，因而还需进一步的加氢催化剂异构反应或裂解反应。同时该加氢脱氧催化工艺，需要消耗大量氢气，制备工艺复杂。

发明内容

本发明针对现有技术步骤复杂，氢耗高的问题，提供一种采用甘油三酯一釜法制备绿色柴油的方法。该方法无需额外通入高纯氢气，能耗低，步骤简单，能够大幅降低绿色柴油的生产成本。

一种采用甘油三酯一釜法制备绿色柴油的方法，以水、供氢剂、原料油和催化剂为反应体系，在惰性气体氛围下，将反应体系升温至200-450℃反应，反应完成后制得本发明所述绿色柴油；所述催化剂为金属负载型催化剂，其活性组分选自Ru、Rh、Re、Ni、Cu、Mo、Co的一种或几种，所述原料油为甘油三酯或/和动植物油。

优选的，所述甘油三酯是甘油和3个相同或不同的脂肪酸所形成的酯，所述脂肪酸选自C4-C28的饱和与不饱和脂肪酸。优选的，所述甘油三酯选自硬脂酸甘油酯、油酸甘油酯、亚油酸甘油酯、辛酸甘油酯、癸酸甘油酯、月桂酸甘油酯、豆蔻酸甘油酯、棕榈酸甘油酯、花生酸甘油酯、十四碳烯酸甘油酯、十六碳烯酸甘油酯、油酸甘油酯、二十碳烯酸甘油酯和芥酸甘油酯中的一种或多种。

优选的，所述动植物油中的植物油选自大豆油、棕榈油、菜籽油、花生油、蓖麻油、米糠油、芝麻油、葵花籽油、玉米油、植物黄油和植物调和油中的一种或多种，所述动植物油中的动物油选自猪油、牛油和禽类油中的一种或多种。

优选的，所述催化剂的活性组分包括但不限于Ru，如Ru-Re、Ru-Cu和Ru-Ni等两种金属，再如Ru-Re-Cu和Ru-Cu-Ni等三种金属。