用于制造生质柴油的固体碱触媒、其制备方法及应用其的生质柴油制造方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制造生质柴油的固体碱触媒、其制备方法及应用其的生质柴油制造方法，其中用于制造生质柴油的固体碱触媒包含由下列化学式(1)、化学式(2)或化学式(3)表示的化合物：Li

Solid base catalyst for producing biodiesel, process for producing the same, and process for producing biodiesel using the same

The invention discloses a method for manufacturing solid base catalysts for biodiesel and its preparation method and application of the bio diesel manufacturing method, which used in the manufacture of solid base catalysts for biodiesel contained by the following formula (1), chemical formula (2) or chemical formula (3) said the combination material: Li

【技术实现步骤摘要】
用于制造生质柴油的固体碱触媒、其制备方法及应用其的生质柴油制造方法
本专利技术涉及一种固体碱触媒，尤其是涉及一种可用以制造生质柴油的固体碱触媒、其制备方法及应用其的生质柴油制造方法。
技术介绍
石化燃料是目前世界上最普遍的动力来源，且其在工业发展、交通运输以及农业发展都占据着很重要的地位，进而提升人类的生活品质使得生活能够更加便利。然而，随着全世界快速增加的人口，石化燃料的使用量也开始大幅增加，但其产量有限是个长久以来的隐忧。再者，石化燃料长期存在的问题，如无法重复使用、空气污染、开采不易、价格不稳等也难以获得解决。相较之下，生质能中的生质柴油具有与化石柴油相近的性质，且这种燃料具有减少污染物的排放及对健康的影响、生物可分解性、无毒、不含硫、燃烧后产生的气体污染性低以及储存安全等优点，被视为是既经济又具潜力的能源替代方案之一。生质柴油的制造方式主要分为化学催化和生物催化，其中化学碱催化因具有高转酯率、反应时间短等优点，是目前使用较广的技术。而用于化学碱催化的触媒包括液体类及固体类，当中固体碱触媒因具有易分离、可回收等特点，较受业界欢迎。目前常见用于制造生质柴油的固体碱触媒有氧化钙、碳酸锂等，然而氧化钙的空气稳定度差，易吸收空气中的水分与二氧化碳而失效，且氧化钙颗粒较大表面积较小，整体转酯率偏低。而碳酸锂的碱性强度较弱，因此转酯效果欠佳。另一方面，随着全球的经济开发、都市化与公共建设的推动，各种事业发展所衍生出来的废弃物，除了可能占用大量的土地外，也须耗费巨额的清运或处理费用，不但造成了环境负荷也相对地影响环境品质。有鉴于此，若能有效地利用各种事业废弃物制备生质柴油制造过程中所需的固体碱触媒，不但能减轻废弃物处理的负担，又能降低购买固体碱触媒的成本，同时又有助于提供能量来源，可谓一举数得。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用以制造生质柴油的固体碱触媒、其制备方法及应用其的生质柴油制造方法，对于油品具有良好的转酯效果，且较现有固体碱触媒稳定并可重复回收利用，可有效降低制造生质柴油的成本。有鉴于此，本专利技术的一实施例在于提供一种用于制造生质柴油的固体碱触媒，其包含由下列化学式(1)、化学式(2)或化学式(3)表示的化合物：LiaXbOc(1)，NaaXbOc(2)，或KaXbOc(3)；其中X可为钛、锆、钒、铌、钼、钨、硼、铋、锰、铜、镍、铬、铁、锌或钴，a为1至6的正整数，b为1至4的正整数以及c为1至7的正整数。依据前述的一实施例，固体碱触媒可包含钛酸锂、锆酸锂、铋酸锂、铌酸锂、偏铌酸锂、次铌酸锂、焦铌酸锂、正钒酸锂、偏钒酸锂、次钒酸锂、钨酸锂、过氧钨酸锂、钼酸锂、过氧钼酸锂、硼酸锂、偏硼酸锂、铬酸锂、锰酸锂、钴酸锂、亚钴酸锂、镍酸锂、锌酸锂、铜酸锂、亚铜酸锂、钛酸钠、钛酸钾、锆酸钠、锆酸钾、铋酸钠、铋酸钾、铌酸钠、铌酸钾、偏铌酸钠、偏铌酸钾、焦铌酸钠、焦铌酸钾、次铌酸钠、次铌酸钾、正钒酸纳、正钒酸钾、偏钒酸钠、偏钒酸钾、次钒酸钠、次钒酸钾、铁酸钠、过氧铁酸钠、铁酸钾、过氧铁酸钾、钨酸钠、钨酸钾、过氧钨酸钠、过氧钨酸钾、钼酸钠、钼酸钾、过氧钼酸钠、过氧钼酸钾、四硼酸钠、四硼酸钾、偏硼酸钠、偏硼酸钾、钴酸钠、钴酸钾、镍酸钠、镍酸钾、铜酸钠、铜酸钾、亚铜酸钠、亚铜酸钾、锌酸钠、锌酸钾、铬酸钠、铬酸钾、锰酸钠或锰酸钾。本专利技术的另一实施例在于提供一种用于制造生质柴油的固体碱触媒的制备方法，其包含步骤(a)提供第一固体反应物作为锂源、钠源或钾源、步骤(b)混合第一固体反应物与第二固体反应物以得到混合物，其中第二固体反应物包含钛源以及步骤(c)热处理混合物以获得固体碱触媒。依据前述的一实施例，第一固体反应物可为纯锂、锂合金、硝酸锂、碳酸锂、氢氧化锂、氧化锂、锂辉石、锂云母或透锂长石。依据前述的另一实施例，第二固体反应物还可包含锆源、钒源、铌源、钼源、钨源、硼源、铋源、锰源、铜源、镍源、锌源、铁源、铬源或钴源。第二固体反应物可以是取自钛铝合金、铁渣、废触媒、回收电池、废五金、炼钢厂炉渣、含钛污泥、废砖块、瓦片、瓷器、陶器、锆英石、硼酸盐、硼硅酸盐矿、含钒废催化剂、钽铌精矿、钨钢或天然泥土及其制品。借此，本专利技术可利用上述天然物或固体废料作为第二固体反应物制备固体碱触媒，使得地球有限的资源能够物尽其用并符合现今环保标准。依据前述的又一实施例，步骤(b)还包含下列步骤。首先，提供含有上述混合物的溶液，随后烘干溶液。此外，在步骤(b)中第一固体反应物对第二固体反应物的摩尔比可为1：5至5：1。依据前述的再一实施例，步骤(c)是将前述混合物在空气环境中进行煅烧。优选地，步骤(c)的温度可为700℃至1000℃，而时间可以持续0.5小时至4小时。另外，步骤(c)还可包含将上述混合物研磨成粉体的步骤。本专利技术的又一实施例在于提供一种生质柴油的制造方法，其包含步骤(I)提供固体碱触媒，且步骤(I)包含步骤(a)提供第一固体反应物作为锂源、钠源或钾源、步骤(b)混合第一固体反应物与第二固体反应物以得到混合物，其中第二固体反应物包含钛源及步骤(c)热处理上述混合物以获得固体碱触媒、步骤(II)将油脂与醇类混合并加热回流，且添加固体碱触媒以进行转酯化反应、步骤(III)使转酯化反应的生成物分离，并取出酯液以及步骤(IV)真空蒸馏酯液以去除酯液中的残留醇类与残留水分，以获得生质柴油。依据前述的一实施例，步骤(II)中油脂对醇类的摩尔比为1：6至1:36。借此，将本专利技术制备的固体碱触媒应用于制造生质柴油上，除废料的回收利用外，也有提升转酯化反应的转酯率的效果，符合工业上大量制造的需求。附图说明为让本专利技术的上述和其他目的、特征与优点能更明显易懂，所附图式的说明如下：图1是绘示本专利技术用于制造生质柴油的固体碱触媒的制备方法流程图；图2是绘示本专利技术生质柴油的制造方法流程图；图3A是本专利技术实验例1中以不同碳酸锂对二氧化钛摩尔比所制备的固体碱触媒的X射线绕射分析结果；图3B是本专利技术实验例1中以不同碳酸锂对二氧化钛摩尔比所制备的固体碱触媒对转酯化反应的转酯率关系图；图3C是固定图3A的碳酸锂对二氧化钛摩尔比并以不同煅烧温度所制备的固体碱触媒的X射线绕射分析结果；图3D是图3C的固体碱触媒对转酯化反应的转酯率关系图；图3E是固定图3A的碳酸锂对二氧化钛摩尔比并以不同煅烧时间所制备的固体碱触媒的X射线绕射分析结果；图3F是图3E的固体碱触媒对转酯化反应的转酯率关系图；以及图3G是本专利技术实验例1中以碳酸锂与二氧化钛所制备的固体碱触媒的重复使用次数对转酯率的关系图。具体实施方式承上，本专利技术旨在提供一种用于制造生质柴油的固体碱触媒。上述固体碱触媒包含LiaXbOc、NaaXbOc、KaXbOc中任意一者的化合物，其中X为钛、锆、钒、铌、铁、钼、钨、硼、铋、钴、铬、锰、镍、铜或锌，a为1至6的正整数，b为1至4的正整数以及c为1至7的正整数。依据本专利技术的一实施例，固体碱触媒的成分可以为钛酸锂(Li2TiO3)、锆酸锂(Li2ZrO3)、铋酸锂(LiBiO3)、铌酸锂(Li3NbO4)、偏铌酸锂(LiNbO3)、次铌酸锂(LiNbO2)、焦铌酸锂(Li4Nb2O7)、正钒酸锂(Li3VO4)、偏钒酸锂(LiVO3)、次钒酸锂(Li本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造生质柴油的固体碱触媒，其特征在于，所述用于制造生质柴油的固体碱触媒包含由下列化学式(1)、化学式(2)或化学式(3)表示的化合物：Li

【技术特征摘要】
2015.12.16 TW 104142318;2015.12.16 TW 1041423191.一种用于制造生质柴油的固体碱触媒，其特征在于，所述用于制造生质柴油的固体碱触媒包含由下列化学式(1)、化学式(2)或化学式(3)表示的化合物：LiaXbOc(1)，NaaXbOc(2)，或KaXbOc(3)；以及其中X为钛、锆、钒、铌、钼、钨、硼、铋、锰、铜、镍、锌、铁、铬或钴，a为1至6的正整数，b为1至4的正整数以及c为1至7的正整数。2.如权利要求1所述的用于制造生质柴油的固体碱触媒，其特征在于，所述用于制造生质柴油的固体碱触媒包含钛酸锂、锆酸锂、铋酸锂、铌酸锂、偏铌酸锂、次铌酸锂、焦铌酸锂、正钒酸锂、偏钒酸锂、次钒酸锂、钨酸锂、过氧钨酸锂、钼酸锂、过氧钼酸锂或硼酸锂、偏硼酸锂、铬酸锂、锰酸锂、钴酸锂、亚钴酸锂、镍酸锂、锌酸锂、铜酸锂、亚铜酸锂、钛酸钠、钛酸钾、锆酸钠、锆酸钾、铋酸钠、铋酸钾、铌酸钠、铌酸钾、偏铌酸钠、偏铌酸钾、焦铌酸钠、焦铌酸钾、正钒酸纳、正钒酸钾、偏钒酸钠、偏钒酸钾、次钒酸钠、次钒酸钾、铁酸钠、过氧铁酸钠、铁酸钾、过氧铁酸钾、钨酸钠、钨酸钾、过氧钨酸钠、过氧钨酸钾、钼酸钠、钼酸钾、过氧钼酸钠、过氧钼酸钾、四硼酸钠、四硼酸钾、钴酸钠、钴酸钾、镍酸钠、镍酸钾、铜酸钠、铜酸钾、亚铜酸钠、亚铜酸钾、锌酸钠、锌酸钾、铬酸钠、铬酸钾、锰酸钠或锰酸钾。3.一种用于制造生质柴油的固体碱触媒的制备方法，其特征在于，所述用于制造生质柴油的固体碱触媒的制备方法包含下列步骤：(a)提供第一固体反应物作为锂源、钠源或钾源；(b)混合所述第一固体反应物与第二固体反应物以得到混合物，其中所述第二固体反应物包含钛源；以及(c)热处理所述混合物以获得所述固体碱触媒。4.如权利要求3所述的用于制造生质柴油的固体碱触媒的制备方法，其特征在于，所述第二固体反应物包含锆源、钒源、铌源、钼源、钨源、硼源、铋源、锰源、铜源、镍源、铬源、铁源、钴源或锌源。5.如权利要求4所述的用于制造生质柴油的固体碱触媒的制备方法，其特征在于，所述第二固体反应物取自钛铝合金、铁渣、回收电池、废五金、炼钢厂炉渣、含钛污泥、废砖块、瓦片、瓷器、陶器、锆英石、硼酸盐、硼硅酸盐矿、含钒废催化剂、钽铌精矿、钨钢、废触媒或天然泥土及其制品。6.如权利要求4所述的用于制造生质柴油的固体碱触媒的制备方法，其特征在于，所述步骤(b)还包含：提供含有所述混合物的溶液；以及烘干所述溶液。7.如权利要求3所述的用于制造生质柴油的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈锦章，
申请(专利权)人：陈锦章，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71