一种用于生产生物柴油的氧化锆催化剂及制备方法和应用，由以下物质按重量百分比：ZrO280%-95%，Al2O32%-18%，TiO21%-17%，NaHCO35%-25%，NaCl10%-50%。称取ZrO2、Al2O3、TiO2球磨24h；然后，加入NaCl、NaHCO3，以酸性硅溶胶为粘结剂，混匀，造粒成型，120℃烘干12h；马弗炉内500℃保温1h，之后快速升温到1460-1600℃，焙烧40-200min，冷却。将氧化锆催化剂装填于管式反应器，其反应温度为250-300℃，反应压力为7-14MPa，醇油体积比为0.5:1-7:1。本发明专利技术热稳定性好、转化率高、重复利用强、耐酸、耐水，一次装填，可永久使用；床层阻力下，结构稳定、不发生泥化、不易堵塞，非常适用于工业生产；催化剂内部和表面形成了疏松的孔隙，因此催化剂具有极高的催化活性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】一种用于生产生物柴油的氧化锆催化剂及制备方法和应用，由以下物质按重量百分比：ZrO280%-95%，Al2O32%-18%，TiO21%-17%，NaHCO35%-25%，NaCl10%-50%。称取ZrO2、Al2O3、TiO2球磨24h；然后，加入NaCl、NaHCO3，以酸性硅溶胶为粘结剂，混匀，造粒成型，120℃烘干12h；马弗炉内500℃保温1h，之后快速升温到1460-1600℃，焙烧40-200min，冷却。将氧化锆催化剂装填于管式反应器，其反应温度为250-300℃，反应压力为7-14MPa，醇油体积比为0.5:1-7:1。本专利技术热稳定性好、转化率高、重复利用强、耐酸、耐水，一次装填，可永久使用；床层阻力下，结构稳定、不发生泥化、不易堵塞，非常适用于工业生产；催化剂内部和表面形成了疏松的孔隙，因此催化剂具有极高的催化活性。【专利说明】一种用于生产生物柴油的氧化锆催化剂及制备方法和应用
本专利技术属于催化剂及制备领域。
技术介绍
生物柴油因其良好的生物降解性、环境友好性和可再生性而被称为“液体太阳能”，被认为是最有价值的液体生物质能源之一。用化学法进行生物柴油的生产和研究，常常需要借助催化剂的参与才能达到反应的预期目的，催化剂性能的好坏直接关系到反应能否顺利进行，尤其是易于产物分离且催化效率高、重复性能好的催化剂，更是影响制备工艺技术能否工业化应用的关键。然而，目前工业上生产生物柴油普遍采用的均相催化剂在生产生物柴油过程中常常存在一些难以解决的问题而困扰其工业化推广应用。例如，普遍采用的均相酸催化剂，虽然受原料中游离酸和水分的影响较小，但其催化效率较低，使得反应时间过于漫长，且液体酸很容易腐蚀设备，反应结束后需要中和、水洗等操作，不仅造成催化剂的流失，也易引起环境污染。均相碱催化剂在反应速率和转化率方面具有较大的优势，但对原料要求较高，在使用前必须对原料进行预处理，以降低其中的游离脂肪酸和水分，减少皂化反应的发生。反应结束后同样需要中和、水洗操作，既浪费宝贵的水资源也不利于环境保护。为了解决均相催化剂存在的问题，人们又将固体催化剂引入到生物柴油生产过程中，期望利用固体催化剂反应条件温和、易于实现自动化、连续化、反应结束后易于与产物分离以及可循环利用等特点，对生物柴油生产工艺进行简化，开发出高效、环保的生物柴油生产新工艺。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种热稳定性好、转化率高、重复利用强、耐酸、耐水的用于生产生物柴油的氧化锆(ZrO2)多晶泡沫陶瓷催化剂及其制备方法和应用。本专利技术的一种用于生产生物柴油的氧化锆多晶泡沫陶瓷催化剂，使用氧化锆(ZrO2)为催化剂基体，氧化铝(Al2O3)作为助溶剂，二氧化钛(TiO2)作为稳定剂，碳酸氢钠(NaHCO3)为低温造孔剂，氯化钠(NaCl)为高温造孔剂，酸性硅溶胶为粘合剂。即由以下物质按重量百分比:Zr02含量为80%-95%，Al2O3含量为2%_18%，Ti02含量为1%_17%，NaHCO3含量为 5%-25%，NaCl 含量为 10%_50%。本专利技术所述的催化剂的制备方法如下。(I)按上述比例称取Zr02、A1203、TiO2粉末，放入球磨机球磨24h。(2)然后，加入NaCl, NaHCO3粉末，以酸性硅溶胶为粘结剂，充分混匀后，送入造粒机造粒成型，120°C烘干12h。(3)转移至高温马弗炉内进行程序升温焙烧，500°C保温Ih以挥发掉低温造孔剂和除去物理吸附的水分，之后快速升温到1460-1600°C使高温造孔剂完全挥发，焙烧时间为40-200min，冷却后即得到ZrO2多晶泡沫陶瓷固体催化剂。本专利技术所制备的催化剂在以下条件进行生产生物柴油应用。将ZrO2固体催化剂装填于管式反应器，其反应温度为250-300°C，反应压力为7-14MPa，醇油体积比为0.5:1-7:1。本专利技术具有如下优点。1、ZrO2多晶泡沫陶瓷催化剂热稳定性好、转化率高、重复利用强、耐酸、耐水，一次装填，可永久使用。2、该催化剂床层阻力下，结构稳定、不发生泥化、不易堵塞，非常适用于工业生产。3、该催化剂中Al3+和Ti4+进入ZrOdas格内部，使得部分ZrO2能够以置换固溶体的形式存在，颗粒彼此融合而成为一体。催化剂内部和表面形成了疏松的孔隙，因此催化剂具有极高的催化活性。【具体实施方式】本专利技术将通过以下实施例作进一步说明。实施例1。准确称取1700g Zr02、180gAl203、60gTi02粉末，放入球磨机球磨24h后，加入400gNaClU70gNaHC03粉末，以酸性硅溶胶为粘结剂，充分混匀后，送入造粒机造粒成型，120°C烘干12h，转移至高温马弗炉内进行程序升温焙烧，500°C保温Ih以挥发掉低温造孔剂和除去物理吸附的水分，之后快速升温到1500°C保持lOOmin，使高温造孔剂完全挥发，冷却后即得到ZrO2固体催化剂。取1500g的ZrO2固体催化剂装填于管式反应器，以光皮树油为原料，控制反应温度为270°C，反应压力为lOMPa，醇油体积比为4:1，进样量50L/h，该操作条件下生物柴油转化率为97.8%。实施例2。准确称取1800g Zr02、160gAl203、70gTi02粉末，放入球磨机球磨24h后，加入380gNaCl、150gNaHC03粉末，以酸性硅溶胶为粘结剂，充分混匀后，送入造粒机造粒成型，120°C烘干12h，转移至高温马弗炉内进行程序升温焙烧，500°C保温Ih以挥发掉低温造孔剂和除去物理吸附的水分，之后快速升温到1600°C保持90min，使高温造孔剂完全挥发，冷却后即得到ZrO2固体催化剂。取1500g的ZrO2固体催化剂装填于管式反应器，以餐饮废油为原料，控制反应温度为280°C，反应压力为13MPa，醇油体积比为3:1，进样量50L/h，该操作条件下生物柴油转化率为97.0%。实施例3。准确称取1640g Zr02、200gAl203、70gTi02粉末，放入球磨机球磨24h后，加入430gNaCl、220gNaHC03粉末，以酸性硅溶胶为粘结剂，充分混匀后，送入造粒机造粒成型，120°C烘干12h，转移至高温马弗炉内进行程序升温焙烧，500°C保温Ih以挥发掉低温造孔剂和除去物理吸附的水分，之后快速升温到1700°C保持120min，使高温造孔剂完全挥发，冷却后即得到ZrO2固体催化剂。取1500g的ZrO2固体催化剂装填于管式反应器，以微藻油为原料，控制反应温度为280°C，反应压力为13MPa，醇油体积比为5:1，进样量50L/h，该操作条件下生物柴油转化率为99.2%ο实施例4。准确称取1900g Zr02、160gAl203、40gTi02粉末，放入球磨机球磨24h后，加入420gNaCl、200gNaHC03粉末，以酸性硅溶胶为粘结剂，充分混匀后，送入造粒机造粒成型，120°C烘干12h，转移至高温马弗炉内进行程序升温焙烧，500°C保温Ih以挥发掉低温造孔剂和除去物理吸附的水分，之后快速升温到1400°C保持130min，使高温造孔剂完全挥发，冷却后即得到ZrO2固体催化剂。取1500g的ZrO2固体催化剂装填于管式反应器，以麻风树油为原料，控制反应温度为290°C本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王允圃，刘玉环，刘仕涛，阮榕生，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：
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