用于制備氫化生物柴油的催化劑及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種用于制備生物柴油的催化劑，其包含：耐水性載體和活性組分，所述活性組分被承載在所述載體上并且用于加氫處理反應或脫羧反應。由于所述用于制備生物柴油的催化劑包含具有強耐水性的載體，因此，由制備HBD的過程中產生的水所引起的催化劑減活作用能得到抑制，由此顯著改善了催化劑的長期穩定性。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于制備生物柴油的催化劑，以及使用該催化劑制備生物柴油的方法，并且，更具體而言涉及一種用于制備生物柴油且具有強的耐水性的催化劑。
技術介紹
面對較高的石油價格，開發可供替代的能源和降低溫室氣體排放的需求在全世界范圍內日益增長，因此，已經積極進行了對生物能源的研究。此外，在全世界范圍內，由于稅制體系和法律的完善，生物柴油的供應逐漸增加，因此，與生物能相關的市場以每年8-12%的增長率變大。從生物質制備生物柴油餾分的常用技術為制備脂肪酸甲酯(FAME)的技術。脂肪酸甲酯(FAME)是一種由生物質制備的可供替代的能源，其優點在于:十六烷值高于由礦物油制備的生物柴油餾分的十六烷值，但其缺點在于:其氧化穩定性低并且制備成本高。作為下一代可供替代的能源，提出了氫化生物柴油(HBD)，其是通過加氫處理反應對甘油三酯進行直接氫化而制得的。氫化生物柴油(HBD)的制備成本高于由礦物油制備的生物柴油，但低于脂肪酸甲酯(FAME)。另外，由于氫化生物柴油(HBD)是通過加氫處理反應而制備的，因此其氧化穩定性相對較高。另外，氫化生物柴油(HBD)的優點在于:其可用于制備十六烷值為約100的高級柴油，并且在能源效率或是降低溫室氣體排放方面優于礦物油或FAME。然而，在HBD制備工藝中存在的最大問題在于:難以長期保持催化劑活性。近來，在制備HBD的工藝中已經使用市售的加氫處理催化劑，但是該市售的加氫處理催化劑的缺點在于:它的載體可被水浸出，其中水是在HBD催化反應中形成的副產物，因此該市售的加氫處理催化劑的催化活性逐漸降低。為了解決該問題，目前，已經使用了一種通過以下方式使加氫處理催化劑的減活效應最小化的方法:改變操作條件，將少量的甘油三酯加入到礦物油中，而不是僅使用甘油三酯作為原料。HBD的制備方法大體上分為兩類。一類為僅包括加氫處理工藝的HBD制備方法；而另一類為包括加氫處理工藝和異構化工藝的HBD制備方法。在HBD制備工藝中，加氫處理工藝為通過加氫處理反應對脂肪或脂肪酸進行氫化處理的工藝。該加氫處理工藝類似于加氫處理法、脫氧法、加氫脫氧法、脫羧法或脫羰法。即，在HBD制備工藝中，脫羧或脫羰工藝類似地與加氫處理工藝一起使用，這是因為在脫羧或脫羰工藝中，脂肪或脂肪酸中的一個碳原子被加氫處理。通常，在制備生物柴油時用作原料的植物油由甘油三酯組成。當對甘油三酯這樣的酯類進行加氫處理時，可獲得C15至C18的鏈烷烴。由于所得鏈烷烴的沸點與柴油的沸點相當，因此，其可用作生物柴油。然而，由于基于鏈烷烴的生物柴油具有高的傾點，因此，可能需要通過異構化反應來提高其低溫穩定性，從而使其即使在低溫下也能保持處于液態。近來，由于生物柴油的用量僅占常規石油柴油用量的數個百分點(％)，因此，可以根據需要對生物柴油進行選擇性異構化。采用加氫處理來制備HBD的技術在下述文獻中有所公開。美國專利N0.4，992，605公開了一種制備生物柴油的方法，其中使用粗棕櫚油作為原料，并且使用CoMo、NiMo或過渡金屬作為加氫處理催化劑。美國專利申請公開N0.2007-0175795公開了一種制備氫化生物柴油的方法，其中使用 N1、Co、Fe、Mn、W、Ag、Au、Cu、Pt、Zn、Sn、Ru、Mo、Sb、V、Ir、Cr 或 Pd 作為對甘油三酯進行加氫處理的催化劑。美國專利N0.7，232，935公開了一種制備HBD的方法，其中使用植物油作為原料，通過依次進行加氫處理工藝和異構化工藝而形成HBD。美國專利N0.7，279，018公開了一種制備HBD的工藝，其中將經加氫處理和異構化的HBD與O至20%的抗氧化物質混合，從而形成產物。美國專利申請公開N0.2007-0010682公開了一種制備HBD的方法，該方法包括:力口氫處理工藝和異構化工藝，其中原材料包含5重量％或更高的游離脂肪酸和稀釋劑，并且稀釋劑:原材料的比例為5-30:1。美國專利申請公開N0.2006-0207166公開了一種制備HBD的方法，該方法包括:力口氫處理工藝和異構化工藝，其中在采用催化劑的條件下，同時進行加氫處理工藝和異構化工藝，在所述催化劑中，酸性載體承載有金屬。如上所述，目前，通過將市售的加氫處理催化劑直接用于制備HBD的方法中，或是將對市售的加氫處理催化劑進行改造而形成的催化劑用于制備HBD的方法，從而制備HBD。常規的市售加氫處理催化劑使用氧化鋁、二氧化硅-氧化鋁等作為載體。然而，當在制備HBD的方法中使用市售的加氫處理催化劑時，存在的嚴重問題為:盡管催化劑在初始時似乎具有高的活性和選擇性，但催化劑的長期穩定性卻很低。雖然現有技術已經進行了許多嘗試來克服該問題，但是通過控制工藝操作(例如，使反應后的HBC餾分再循環這樣的工藝)只能有限地解決這一問題，現有技術還沒有找到催化劑長期穩定性低這一問題的根本原因。
技術實現思路
技術問題因此，作出了本專利技術來克服上述問題，并且本專利技術提供了一種用于制備生物柴油的催化劑，所述催化劑具有高的長期穩定性或活性。另外，本專利技術提供了一種采用所述催化劑制備生物柴油的方法。另外，本專利技術提供了 一種通過所述方法制備的生物柴油。解決問題的技術方案為了解決上述問題，本專利技術的一個方面提供了一種用于制備生物柴油的催化劑，其包含:耐水性載體和活性組分，所述活性組分被承載在所述載體上并且用于加氫處理反應或脫羧反應。所述催化劑可以包含第VIB族金屬作為承載在所述載體上的所述活性組分。所述催化劑可以包含第VIIB族金屬或者第VIII族金屬作為承載在所述載體上的所述活性組分。所述載體可選自氧化鋯、二氧化鈦、磷酸鋁、氧化鈮(niobia)、磷酸鋯、磷酸鈦、碳化硅、碳、以及它們的混合物。所述第VIB族金屬可為Mo或W，并且其量可以占活性劑總量的0.1重量％至70重量％。所述第VIII族金屬可為N1、Pd或Pt，并且其量可以占活性劑總量的O重量％至60重量％。所述第VIIB族金屬可為Co、Ru、Fe、Mn或Ir，并且其量可以占活性劑總量的O重量％至60重量％。所述第VIB族金屬的量可為所述載體的1-40重量％。所述第VIII族金屬或第VIIB族金屬的量可為所述載體的1_20重量％。本專利技術的另一個方面提供了 一種制備生物柴油的方法，該方法是通過在用于制備生物柴油的催化劑的存在下進行加氫處理反應或脫羧反應來實施的。在該方法中，使用生物質作為原料，所述生物質例如是植物油、植物脂肪、動物脂肪、魚油、再生脂肪(recycled fat)、植物脂肪酸、動物脂肪酸、或它們的混合物。所述植物脂肪、動物脂肪或再生脂肪包含每條鏈均由I至28個碳原子組成的甘油三酯，并且植物脂肪酸或動物脂肪酸各自具有I至28個碳原子。在該方法中，除了所述生物質外，還可以使用一種或多種烴的混合物(0-99%)作為原料。該方法包括以下步驟:通過加氫處理對原料進行預處理；在加氫脫氧反應后，分離未反應的氫氣，從而形成烴；以及對所形成的烴進行冷卻、分離和異構化。本專利技術的另一方面提供了一種通過該方法制備的生物柴油。本專利技術的有益效果如上所述，根據本專利技術的用于制備生物柴油的催化劑的優點在于:其具有高的長期活性并且不會被浸出，從而改善了長期穩定性。附圖說明通過以下的詳細描述并結合附圖，能更清楚地理解本專利技術的上述和其它方本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.02.11 KR 10-2010-00127111.種用于制備生物柴油的催化劑，其包含:耐水性載體和活性組分，所述活性組分被承載在所述載體上并且用于加氫處理反應或脫羧反應。2.據權利要求1所述的用于制備生物柴油的催化劑，其中所述催化劑包含第VIB族金屬作為承載在所述載體上的所述活性組分。3.據權利要求2所述的用于制備生物柴油的催化劑，其中所述催化劑還包含第VIIB族金屬或者第VIII族金屬作為承載在所述載體上的所述活性組分。4.據權利要求1至3中任意一項所述的用于制備生物柴油的催化劑，其中所述載體選自氧化鋯、二氧化鈦、磷酸鋁、氧化鈮、磷酸鋯、磷酸鈦、碳化硅、碳、以及它們的混合物。5.據權利要求2或3所述的用于制備生物柴油的催化劑，其中所述第VIB族金屬為Mo或W，并且其量占活性劑總量的0.1重量％至70重量％。6.據權利要求3所述的用于制備生物柴油的催化劑，其中所述第VIII族金屬為N1、Pd或Pt，并且其量占活性劑總量的O至60重量％。7.據權利要求3所述的用于制備生物柴油的催化劑，其中所述第VIIB族金屬為Co、Ru、Fe、Mn或Ir，并且其量占活性劑總量的O至60重量％。8.據權利要求2或3所述的用于制備生物柴油的催化劑，其中，基于所述載體...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李相日，金度完，全熙仲，柳在旭，金慶錄，吳承勛，朱尚俊，
申請(專利權)人：SK新技術株式會社，SK能源株式會社，
類型：
國別省市：