用于制备氢化生物柴油的催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于制备生物柴油的催化剂，其包含：耐水性载体和活性组分，所述活性组分被承载在所述载体上并且用于加氢处理反应或脱羧反应。由于所述用于制备生物柴油的催化剂包含具有强耐水性的载体，因此，由制备HBD的过程中产生的水所引起的催化剂减活作用能得到抑制，由此显著改善了催化剂的长期稳定性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制备生物柴油的催化剂，以及使用该催化剂制备生物柴油的方法，并且，更具体而言涉及一种用于制备生物柴油且具有强的耐水性的催化剂。
技术介绍
面对较高的石油价格，开发可供替代的能源和降低温室气体排放的需求在全世界范围内日益增长，因此，已经积极进行了对生物能源的研究。此外，在全世界范围内，由于税制体系和法律的完善，生物柴油的供应逐渐增加，因此，与生物能相关的市场以每年8-12%的增长率变大。从生物质制备生物柴油馏分的常用技术为制备脂肪酸甲酯(FAME)的技术。脂肪酸甲酯(FAME)是一种由生物质制备的可供替代的能源，其优点在于:十六烷值高于由矿物油制备的生物柴油馏分的十六烷值，但其缺点在于:其氧化稳定性低并且制备成本高。作为下一代可供替代的能源，提出了氢化生物柴油(HBD)，其是通过加氢处理反应对甘油三酯进行直接氢化而制得的。氢化生物柴油(HBD)的制备成本高于由矿物油制备的生物柴油，但低于脂肪酸甲酯(FAME)。另外，由于氢化生物柴油(HBD)是通过加氢处理反应而制备的，因此其氧化稳定性相对较高。另外，氢化生物柴油(HBD)的优点在于:其可用于制备十六烷值为约100的高级柴油，并且在能源效率或是降低温室气体排放方面优于矿物油或FAME。然而，在HBD制备工艺中存在的最大问题在于:难以长期保持催化剂活性。近来，在制备HBD的工艺中已经使用市售的加氢处理催化剂，但是该市售的加氢处理催化剂的缺点在于:它的载体可被水浸出，其中水是在HBD催化反应中形成的副产物，因此该市售的加氢处理催化剂的催化活性逐渐降低。为了解决该问题，目前，已经使用了一种通过以下方式使加氢处理催化剂的减活效应最小化的方法:改变操作条件，将少量的甘油三酯加入到矿物油中，而不是仅使用甘油三酯作为原料。HBD的制备方法大体上分为两类。一类为仅包括加氢处理工艺的HBD制备方法；而另一类为包括加氢处理工艺和异构化工艺的HBD制备方法。在HBD制备工艺中，加氢处理工艺为通过加氢处理反应对脂肪或脂肪酸进行氢化处理的工艺。该加氢处理工艺类似于加氢处理法、脱氧法、加氢脱氧法、脱羧法或脱羰法。即，在HBD制备工艺中，脱羧或脱羰工艺类似地与加氢处理工艺一起使用，这是因为在脱羧或脱羰工艺中，脂肪或脂肪酸中的一个碳原子被加氢处理。通常，在制备生物柴油时用作原料的植物油由甘油三酯组成。当对甘油三酯这样的酯类进行加氢处理时，可获得C15至C18的链烷烃。由于所得链烷烃的沸点与柴油的沸点相当，因此，其可用作生物柴油。然而，由于基于链烷烃的生物柴油具有高的倾点，因此，可能需要通过异构化反应来提高其低温稳定性，从而使其即使在低温下也能保持处于液态。近来，由于生物柴油的用量仅占常规石油柴油用量的数个百分点(％)，因此，可以根据需要对生物柴油进行选择性异构化。采用加氢处理来制备HBD的技术在下述文献中有所公开。美国专利N0.4，992，605公开了一种制备生物柴油的方法，其中使用粗棕榈油作为原料，并且使用CoMo、NiMo或过渡金属作为加氢处理催化剂。美国专利申请公开N0.2007-0175795公开了一种制备氢化生物柴油的方法，其中使用 N1、Co、Fe、Mn、W、Ag、Au、Cu、Pt、Zn、Sn、Ru、Mo、Sb、V、Ir、Cr 或 Pd 作为对甘油三酯进行加氢处理的催化剂。美国专利N0.7，232，935公开了一种制备HBD的方法，其中使用植物油作为原料，通过依次进行加氢处理工艺和异构化工艺而形成HBD。美国专利N0.7，279，018公开了一种制备HBD的工艺，其中将经加氢处理和异构化的HBD与O至20%的抗氧化物质混合，从而形成产物。美国专利申请公开N0.2007-0010682公开了一种制备HBD的方法，该方法包括:力口氢处理工艺和异构化工艺，其中原材料包含5重量％或更高的游离脂肪酸和稀释剂，并且稀释剂:原材料的比例为5-30:1。美国专利申请公开N0.2006-0207166公开了一种制备HBD的方法，该方法包括:力口氢处理工艺和异构化工艺，其中在采用催化剂的条件下，同时进行加氢处理工艺和异构化工艺，在所述催化剂中，酸性载体承载有金属。如上所述，目前，通过将市售的加氢处理催化剂直接用于制备HBD的方法中，或是将对市售的加氢处理催化剂进行改造而形成的催化剂用于制备HBD的方法，从而制备HBD。常规的市售加氢处理催化剂使用氧化铝、二氧化硅-氧化铝等作为载体。然而，当在制备HBD的方法中使用市售的加氢处理催化剂时，存在的严重问题为:尽管催化剂在初始时似乎具有高的活性和选择性，但催化剂的长期稳定性却很低。虽然现有技术已经进行了许多尝试来克服该问题，但是通过控制工艺操作(例如，使反应后的HBC馏分再循环这样的工艺)只能有限地解决这一问题，现有技术还没有找到催化剂长期稳定性低这一问题的根本原因。
技术实现思路
技术问题因此，作出了本专利技术来克服上述问题，并且本专利技术提供了一种用于制备生物柴油的催化剂，所述催化剂具有高的长期稳定性或活性。另外，本专利技术提供了一种采用所述催化剂制备生物柴油的方法。另外，本专利技术提供了 一种通过所述方法制备的生物柴油。解决问题的技术方案为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供了一种用于制备生物柴油的催化剂，其包含:耐水性载体和活性组分，所述活性组分被承载在所述载体上并且用于加氢处理反应或脱羧反应。所述催化剂可以包含第VIB族金属作为承载在所述载体上的所述活性组分。所述催化剂可以包含第VIIB族金属或者第VIII族金属作为承载在所述载体上的所述活性组分。所述载体可选自氧化锆、二氧化钛、磷酸铝、氧化铌(niobia)、磷酸锆、磷酸钛、碳化硅、碳、以及它们的混合物。所述第VIB族金属可为Mo或W，并且其量可以占活性剂总量的0.1重量％至70重量％。所述第VIII族金属可为N1、Pd或Pt，并且其量可以占活性剂总量的O重量％至60重量％。所述第VIIB族金属可为Co、Ru、Fe、Mn或Ir，并且其量可以占活性剂总量的O重量％至60重量％。所述第VIB族金属的量可为所述载体的1-40重量％。所述第VIII族金属或第VIIB族金属的量可为所述载体的1_20重量％。本专利技术的另一个方面提供了 一种制备生物柴油的方法，该方法是通过在用于制备生物柴油的催化剂的存在下进行加氢处理反应或脱羧反应来实施的。在该方法中，使用生物质作为原料，所述生物质例如是植物油、植物脂肪、动物脂肪、鱼油、再生脂肪(recycled fat)、植物脂肪酸、动物脂肪酸、或它们的混合物。所述植物脂肪、动物脂肪或再生脂肪包含每条链均由I至28个碳原子组成的甘油三酯，并且植物脂肪酸或动物脂肪酸各自具有I至28个碳原子。在该方法中，除了所述生物质外，还可以使用一种或多种烃的混合物(0-99%)作为原料。该方法包括以下步骤:通过加氢处理对原料进行预处理；在加氢脱氧反应后，分离未反应的氢气，从而形成烃；以及对所形成的烃进行冷却、分离和异构化。本专利技术的另一方面提供了一种通过该方法制备的生物柴油。本专利技术的有益效果如上所述，根据本专利技术的用于制备生物柴油的催化剂的优点在于:其具有高的长期活性并且不会被浸出，从而改善了长期稳定性。附图说明通过以下的详细描述并结合附图，能更清楚地理解本专利技术的上述和其它方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.02.11 KR 10-2010-00127111.种用于制备生物柴油的催化剂，其包含:耐水性载体和活性组分，所述活性组分被承载在所述载体上并且用于加氢处理反应或脱羧反应。2.据权利要求1所述的用于制备生物柴油的催化剂，其中所述催化剂包含第VIB族金属作为承载在所述载体上的所述活性组分。3.据权利要求2所述的用于制备生物柴油的催化剂，其中所述催化剂还包含第VIIB族金属或者第VIII族金属作为承载在所述载体上的所述活性组分。4.据权利要求1至3中任意一项所述的用于制备生物柴油的催化剂，其中所述载体选自氧化锆、二氧化钛、磷酸铝、氧化铌、磷酸锆、磷酸钛、碳化硅、碳、以及它们的混合物。5.据权利要求2或3所述的用于制备生物柴油的催化剂，其中所述第VIB族金属为Mo或W，并且其量占活性剂总量的0.1重量％至70重量％。6.据权利要求3所述的用于制备生物柴油的催化剂，其中所述第VIII族金属为N1、Pd或Pt，并且其量占活性剂总量的O至60重量％。7.据权利要求3所述的用于制备生物柴油的催化剂，其中所述第VIIB族金属为Co、Ru、Fe、Mn或Ir，并且其量占活性剂总量的O至60重量％。8.据权利要求2或3所述的用于制备生物柴油的催化剂，其中，基于所述载体...

【专利技术属性】
技术研发人员：李相日，金度完，全熙仲，柳在旭，金庆錄，吴承勋，朱尚俊，
申请(专利权)人：SK新技术株式会社，SK能源株式会社，
类型：
国别省市：