二氧化硅负载磷钨酸催化废油脂制备生物柴油.pdfVIP

2012年10月 中国粮油学报 V01．27．No．10 第27卷第10期 JoumaloftheChineseCerealsand0ilsAssociation 0ct．2012 二氧化硅负载磷钨酸催化废油脂制备生物柴油 王启发1 程青芳1’2 范 睿2 陆 微2 (江苏省海洋资源开发研究院1，连云港222001) (淮海工学院化学工程学院2，连云港222005) 摘 要 明，当催化剂中磷钨酸的质量分数不超过15％时，磷钨酸在二氧化硅中高度分散。用废油脂与甲醇的酯交换 反应来评价该催化剂的催化活性。结果表明：该催化剂具有良好的催化活性；在反应温度190℃，体系压力 3．0MPa，搅拌转速为400 为4h的条件下，生物柴油产率可达90％。 关键词废油脂 生物柴油溶胶一凝胶磷钨酸二氧化硅 中图分类号：TE667文献标识码：A 文章编号：1003—0174(2012)10—0058—05 网络出版时间：2012—08—2910：23 网络出版地址：http：／／www．cn 生物柴油是指由动、植物油脂与短链醇发生酯 当醇油物质的量比为16．8、反应温度为220℃、反应 交换反应制得的系列脂肪酸甲酯混合物。制备生物 时间为4—5h、催化剂质量分数为o．2％时，FFA的 柴油最常用的方法为酸催化酯化再碱催化酯交换 转化率达94．8％。固体酸催化废高酸价油脂制备生 “两步法”的生产工艺。1。3l。该工艺存在工艺复杂， 物柴油也有报道，如Cao等¨1制备了杂多酸Pwl2， 醇必须过量；后续工艺必须有相应的醇回收装置，能 王仰东等∽1制备了固体超强酸S208卜／Fe：0，一z砌： 耗高；产品色泽深；催化剂分离困难；废液污染严重； 一La：O，，用来催化高酸价高含水量的废煎炸油与甲 酯化产物难于回收；后处理步骤多等缺点口。J。因 醇反应制备生物柴油，发现它们的催化活性都很高。 此，研究由废弃油脂一步制备生物柴油的清洁生产 固体强酸催化剂虽然具有受原料水分和游离脂肪酸 工艺是是现阶段生物柴油的研究热点。 影响小的优点，但存在反应速率低、反应温度较高等 固体酸是具有Br6nsted酸和Lewis酸活性中心，缺点¨…。另外，虽然水对固体强酸催化剂的活性影 能给予质子和接受电子的固体物质。由于固体酸不 响相对较小，但固体酸在水中易流失和钝化，从而催 但可以催化酯交换反应，还可以催化酯化反应，所以 化剂的循环使用率低，且溶解的催化剂对产物存在 较适合高酸值油脂的催化酯交换反应。固体酸催化 污染，限制了其在工业上的应用。因此，应研究开发 剂催化制备生物柴油已有报道，如Garcia等M1利用结构稳定、不易流失和钝化的固体酸催化剂。 无溶剂法制备了硫酸锆催化剂，并研究了其在生物 杂多酸是一类新型固体酸催化剂，在炼油、化工 柴油制备过程中的催化作用。在反应温度120℃、 及精细化工领域中具有广阔的应用前景¨1|。磷钨酸 催化剂用量5％、反应1h后，甲醇酯化的生物柴油 属杂多酸，由于具有强而均一的质子酸特性和独特 产率为98．6％。Qing等。列将菜油沥清碳化作为载体的“准液相”行为在酸催化领域中日益受到重视¨2|。 负载sO。n，制备出由一个灵活的炭基框架和带有磺 但是，由于纯杂多酸比表面积较小，且易溶于极性溶 酸基的高度分散的多环芳香烃化合物组成的固体酸 剂，回收及重复使用困难，很难作为多相催化剂使 催化剂，用于高FFA含量的原料油生物柴油的制备。 用。为此很多研究将杂多酸负载于多孔载体上来提 基金项目：江苏省“六大人才高峰”高层次人才项目，连云港市工 高其比表面积，并作为多相催化剂使用¨n14J。负载后 业攻关项目(cGll06)，江苏省海洋生物技术重点建 的杂多酸催化剂结构稳定，一般不易流失和钝化。本 设实验室基金项目(2009Hs04) 收稿日期：201