一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法技术

本发明专利技术属于生产柴油的制备方法技术领域，公开了一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法。该方法采用加氢脱氧催化剂Cu

【技术实现步骤摘要】
一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法


[0001]本专利技术涉及生产柴油的制备方法
，特别涉及一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法。

技术介绍

[0002]随着经济的发展，世界正加速走上一条可持续发展的道路，但化石资源的消耗量急剧增加。面对能源危机、环境污染等严峻的问题，各国在不断寻找开发可再生和可持续的新能源技术来替代化石燃料。研究发现生物质能是一种可再生能源，可作为化石燃料的潜在替代能源，而生物柴油是生物质能的一种应用形式。生物柴油中不含硫、氮和重金属元素，燃烧产物是二氧化碳和水，可以有效减少空气污染和酸雨的形成。
[0003]来源丰富的动植物油脂(主要是饱和或不饱和甘油三酸酯)、废弃油脂等通过酯交换反应生成第一代生物柴油，但热值低、稳定性差、凝固点高等缺点限制了其应用；通过催化剂催化第一代生物柴油进行加氢脱氧反应，将油脂中的氧以水的形式脱除生成柴油类烃，称为第二代生物柴油，可直接作为燃料使用。贵金属催化剂被认为是有效的催化剂，因其价格昂贵，应用范围受到制约。过渡金属碳化物具有“类铂催化剂”的称号，催化加氢脱氧活性高，但是直接加氢脱氧会消耗大量的氢能，而且加氢脱氧的选择性较低，得到的加氢产物是饱和长链烷烃，而该产物的低温流动性差，高纬度地区应用受到限制。过渡金属碳化物具有嗜氧性，在没有过度氢存在条件下易氧化失活，影响催化剂使用寿命。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中的生物柴油制备过程中产物的选择性低、催化剂寿命短的技术问题，本专利技术提供了一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法，采用加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C催化油酸甲酯加氢脱氧，获得生物柴油，得到的生物柴油含有40.2％的碳十八不饱和烃。
[0007]进一步的，所述生物柴油在制备过程中采用有机溶剂；所述加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C、油酸甲酯与正己烷溶剂的质量比为0.02:0.1:1。
[0008]进一步的，生物柴油的反应过程中反应压力为2.5MPa，反应温度280℃，反应时间3h。
[0009]进一步的，所述生物柴油的制备过程中，将反应原料油酸甲酯、催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C及有机溶剂的混合溶液加入高压反应釜，N2置换后，然后通入氢气达到反应压力后进行反应，反应结束后将反应釜冷却至室温，回收固体催化剂，洗涤干燥后循环使用，反应澄清液为选择性加氢脱氧反应产物生物柴油。
[0010]本专利技术的另一专利技术目的是提供所述加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C的制备方法为，该制备方法是将三水合硝酸铜、钼酸铵四水合物混合后加入水中溶解，加热反应，反应后得
到的产物进行焙烧得到催化剂前驱体；将所述催化剂前驱体碳化还原，并钝化处理，得到加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C。
[0011]进一步的，所述加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C的制备方法具体包括以下步骤：
[0012](1)将三水合硝酸铜、钼酸铵四水合物按铜、钼质量比1:12.5混合，加入水搅拌溶解，置于180℃微波辅助加热反应器中加热，冷却后过滤，过滤物洗涤、干燥，再以5℃/min升温速率升温至450℃，焙烧4h，冷却后得到催化剂前驱体；
[0013](2)将催化剂前驱体置于管式炉中，通入甲烷和氢气的混合气体进行碳化还原，控制CH4和H2流量比为1:3，以3℃/min的升温速率从室温升至450℃，再以1℃/min升温至650℃，恒温2h后冷却至室温，并将气源切换为1％O2/N2气体，钝化6h，得到所述选择性加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C。
[0014]所述油酸甲酯选择性加氢脱氧反应，催化剂中Cu掺杂Mo基催化剂催化油酸甲酯加氢脱氧时，由于Cu的加入使催化剂具有表面电子缺陷形成氧空位，进一步的，催化剂优先吸附C
‑
O或C＝O键，进行选择性加氢断裂，避免C＝C键加氢以及C
‑
C键断裂，有利于催化油酸甲酯选择性加氢脱氧，降低氢源消耗，使得产物中保留一定量的不饱和烃产物，产物中的不饱和烃可以增加生物柴油低温流动性，油酸甲酯原料中的氧与氢结合生成水而去除，同时有效维持碳链的完整性，提高生物柴油产品品质。Cu的加入抑制了原料发生脱羰/脱羧反应，降低了钼氧化物的碳化还原温度；其次，Cu的加入也降低了钼活性组分的氧化程度，提高了钼活性组分的稳定性，延长了催化剂的寿命。
[0015]通过试验结果得到，本专利技术提供的加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C用于制备生物柴油，其油酸甲酯选择性的转化率达到98.8％，加氢脱氧选择性大于99.1％，不饱和烃选择性达到40.2％。
具体实施方式
[0016]本专利技术公开了一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本专利技术当中。本专利技术的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本
技术实现思路
、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本专利技术技术。
[0017]为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利技术，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。
[0018]实施例1加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C的制备方法
[0019]将三水合硝酸铜、钼酸铵四水合物混合后加入水中溶解，加热反应，反应后得到的产物进行焙烧得到催化剂前驱体；将所述催化剂前驱体碳化还原，并钝化处理，得到加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C。
[0020]实施例2加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C的制备方法
[0021](1)将三水合硝酸铜、钼酸铵四水合物按铜、钼质量比1:12.5混合，加入去离子水搅拌溶解，置于180℃微波辅助加热反应器中加热，冷却后过滤，过滤物洗涤、干燥，再以5℃/min升温速率升温至450℃，焙烧4h，冷却后得到催化剂前驱体；
[0022](2)将催化剂前驱体置于管式炉中，通入甲烷和氢气的混合气体进行碳化还原，控
制CH4和H2流量比为1:3，以3℃/min的升温速率从室温升至450℃，再以1℃/min升温至650℃，恒温2h后冷却至室温，并将气源切换为1％O2/N2气体，钝化6h，得到所述选择性加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C。
[0023]实施例3生物柴油的制备方法
[0024]将实施例1或实施例2得到的选择性加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种催化油酸甲酯选择性加氢脱氧生产生物柴油的方法，其特征在于，采用加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C催化油酸甲酯加氢脱氧，获得生物柴油，得到的生物柴油含有40.2％的碳十八不饱和烃。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述生物柴油在制备过程中采用有机溶剂；所述加氢脱氧催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C、油酸甲酯与正己烷溶剂的质量比为0.02:0.1:1。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，生物柴油的反应过程中反应压力为2.5MPa，反应温度280℃，反应时间3h。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述生物柴油的制备过程中，将反应原料油酸甲酯、催化剂Cu
‑
MoO2/Mo2C及有机溶剂的混合溶液加入高压反应釜，N2置换后，然后通入氢气达到反应压力后进行反应，反应结束后将反应釜冷却至室温，回收固体催化剂，洗涤干燥后循环使用，反应澄清液为选择性加氢脱氧反应产物生物柴油。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述加氢脱氧催化剂Cu
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：于聪，于世涛，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：