[发明专利]一种固体催化剂及其制备方法与应用

说明书

本公开涉及生物柴油制备领域，具体提供一种固体催化剂及其制备方法与应用。所述固体催化剂以埃洛石为载体，负载活性组分，所述活性组分包括氧化钙、氧化锌。所述固体催化剂的制备方法包括如下步骤：配置含有钙离子和锌离子的混合溶液；将埃洛石浸渍到所述混合溶液中，待吸附饱和后，干燥、煅烧，即得。解决现有技术中制备生物柴油所用的耐酸的固体催化剂价格高昂，原料不易得，不利于工业生产的问题。

技术领域

本公开涉及生物柴油制备领域，具体提供一种固体催化剂及其制备方法与应用。

背景技术

这里的陈述仅提供与本公开有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

化石能源不可再生，且使用过程带来了严重的环境污染问题，开发替代能源已成为全球关注的问题。生物柴油可再生，且污染物排量低，在世界范围内引起广泛关注。生物柴油通常是在酸性或碱性催化剂存在条件下，通过动物脂肪、植物油脂或餐饮业废油的酯交换反应制得。实际工业生产为降低成本，多采用餐饮废油、酸化油等高酸值油脂作为生产生物柴油的原料油。现有技术中，多用酸性催化剂或同时使用酸碱催化剂将高酸性油脂转化为生物柴油。

碱催化剂比酸催化剂的催化性能强、催化效率高，同时对设备腐蚀性弱。特别是固体碱催化剂，易与产物分离、可重复使用，且微观结构参数及表面化学特性调控性强，能够表现出较宽的原料油适用范围，应用前景光明，是目前生物柴油生产研究的热点。广泛的实验证明氧化钙是最有前景的固体碱催化剂，但也不可避免地具有诸如活性位点易浸出和耐酸性弱等缺陷。

发明人曾经采用水热法制备过一种具有酸碱双性的固体碱催化剂，利用孔结构发达的载体加强催化剂稳定性，添加稀土金属镧使催化剂具备酸性，同时增加大量碱性位，因此在较高的酸性条件下具有较高的催化活性及较好的重复使用性。然而，发明人发现，镧作为稀土金属，地壳中含量较少，且价格较高，十分不利于工业生产，因此，开发一种低成本的、具有高耐酸性的固体碱催化剂是十分必要的。

发明内容

针对现有技术中制备生物柴油所用的耐酸的固体催化剂价格高昂，原料不易得，不利于工业生产的问题。

本公开一个或一些实施方式中，提供一种固体催化剂，所述固体催化剂以埃洛石为载体，负载活性组分，所述活性组分包括氧化钙、氧化锌。

本公开一个或一些实施方式中，提供一种固体催化剂的制备方法，包括如下步骤：配置含有钙离子和锌离子的混合溶液；将埃洛石浸渍到所述混合溶液中，待吸附饱和后，干燥、煅烧，即得。

本公开一个或一些实施方式中，提供上述固体催化剂或上述固体催化剂的制备方法在生产生物柴油中的应用。

本公开一个或一些实施方式中，提供一种生物柴油的生产方法，包括如下步骤：将原料油、醇和上述固体催化剂或上述固体催化剂的制备方法制得的产品组成的混合物加入高压反应釜，进行酯交换反应制得生物柴油。

上述技术方案中的一个或一些技术方案具有如下优点或有益效果：

1)本公开所制备的催化剂催化速率快、反应产率高，采用氧化锌对催化剂进行改性，使催化剂增加酸性位，因而极大增强耐酸性，对原料油品质要求大大降低。原料中载体为埃洛石，螺旋管状孔径结构发达，减小酯交换过程中的传质阻力，使活性组分负载后不易脱落浸出，且使催化剂便于回收和重复使用。

2)本公开的操作步骤精简、操作方法简单，原料广泛易取得且成本低廉，适宜工业生产中的规模化应用。且直接浸渍、干燥、煅烧即可，无需采用水热法等较为复杂的工艺。且从生物柴油产率来看，本公开所制备得到的产品与采用金属镧作为催化剂的产品相比，效果不相上下，显然，本公开的固体催化剂能够在不使用价格高、不易得的稀土金属的前提下，制备高产的生物柴油，且具备酸性位点，可以满足高耐酸性。