專利名稱：一種利用地溝油直接生產(chǎn)高十六烷值柴油的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于化工技術(shù)和可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種利用地溝油直接生產(chǎn)高十六烷值柴油的方法。
背景技術(shù)：
地溝油，泛指在生活中存在的各類劣質(zhì)油，主要來源是餐飲、食品加工行業(yè)，如回收的食用油、反復(fù)使用的炸油、泔水油等，當(dāng)普通的食用油(主要成分為甘油三酯)經(jīng)反復(fù)煎、炸使用后，會發(fā)生反應(yīng)生成大量游離脂肪酸和多環(huán)芳烴，長期食用可能會引發(fā)癌癥，對人體的危害極大。由于存在不小的經(jīng)濟誘惑，仍有人鋌而走險地提煉、銷售地溝油用于食品加工。德國在上世紀70年代也出現(xiàn)過地溝油橫行的情況，不法商販把地溝油再加工后悄悄賣給餐館，二次使用。此后，德國政府及時推出泔水回收的法律，對其進行跟蹤監(jiān)督，回收來的廢油，除了制成生物柴油外，還可從中提煉出特殊成分，用于生產(chǎn)化學(xué)品、有機肥料等。但到目前為止，我國尚未有統(tǒng)一、有效的地溝油處理標準和措施。處理地溝油的措施中，最合理和經(jīng)濟的方法就是合理利用，變廢為寶，以其為原料生產(chǎn)生物柴油。目前的常用方法是酯交換法，即用甲醇和地溝油(甘油三酯)在不同條件下發(fā)生酯交換反應(yīng)生成脂肪酸甲酯，各種脂肪酸甲酯可作為生物柴油使用。酯交換法主要分酸催化和堿催化兩種。酸催化的酯化反應(yīng)需要較高的溫度，耗能較高，易產(chǎn)生酸性污水； 堿催化反應(yīng)速率快，但容易產(chǎn)生皂化，且在后處理中易產(chǎn)生堿性污水。因此，以酯交換法從地溝油(甘油三酯)生產(chǎn)生物柴油存在如下缺陷1、由于脂肪酸甲酯是含氧化合物，燃燒熱值不高，并不是最理想的柴油組分；2、會產(chǎn)生污染，破壞環(huán)境；3、生成的脂肪酸甲酯(生物柴油)中含有丙三醇和殘留的甲醇，需要進一步分餾提純，從而使成本提高，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種利用地溝油直接生產(chǎn)高十六烷值柴油的方法，利用負載型含鎳催化劑將地溝油的主要成分甘油三酯和游離脂肪酸直接轉(zhuǎn)化為不含氧的烷烴，且不使用污染環(huán)境的甲醇、強酸或強堿，工藝過程簡單、清潔環(huán)保、能耗低，產(chǎn)物十六烷值、燃燒熱值更高。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案一種利用地溝油直接生產(chǎn)高十六烷值柴油的方法，其步驟如下I、將收集的泔水經(jīng)分揀、分離、過濾、脫水提取得到地溝油，其主要成分為甘油三酯和脂肪酸，并含少量多環(huán)芳烴；2、將地溝油持續(xù)導(dǎo)入裝填有催化劑的反應(yīng)器，液時空速I 301Γ1，同時向反應(yīng)器持續(xù)通入足量的氫氣(H2)，氣/油體積比為10 10000，在壓力為20 80bar，溫度為200 500°C的條件下使地溝油與氫氣反應(yīng)直接生成高十六烷值柴油(脂肪烷烴)、水(H2O)、丙烷 (C3H8)、甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和一氧化碳(CO)的氣液混合物。所述催化劑為負載型鎳(Ni)催化劑，是以鎳的各種無機及有機鹽類作為鎳(Ni)的前驅(qū)體，按質(zhì)量百分比將I 20%的鎳(Ni)負載在金屬氧化物載體或酸性載體上(其方法可采用浸潰法、離子交換法等常用的負載型催化劑制備方法制備)，然后在80 120°C下干燥2 20h，再于350 550°C 下煅燒2 8h，最后在氫氣(H2)條件下，在350 550°C下還原2 8h。所述反應(yīng)器是固定床反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器或流動床反應(yīng)器。所述金屬氧化物載體是Zr02、ZnO、SiO2或A1203。所述酸性載體是無定型娃招氧化物(amorphoussilica-alumina)或分子篩。3、將步驟2中得到的氣液混合物在氣液分離裝置中分離成液相產(chǎn)物和氣相產(chǎn)物； 液相產(chǎn)物包含高十六烷值柴油(脂肪烷烴)和H2O,進一步通過油水分離裝置分離出高十六烷值柴油(脂肪烷烴)進而儲存到儲存罐中，待用。本發(fā)明所用催化劑的催化原理地溝油中的主要成分甘油三酯和脂肪酸，在催化劑作用下會發(fā)生反應(yīng)(反應(yīng)路徑如下)，其.中使用的催化劑以10% (質(zhì)量百分比)Ni負載在ZrO2I (10wt% Ni/Zr02)為例。反應(yīng)溫度為2OO 500°C，壓力2O 8Obar
權(quán)利要求
1.一種利用地溝油直接生產(chǎn)高十六烷值柴油的方法，其特征在于，其步驟如下1)、將收集的泔水經(jīng)分揀、分離、過濾、脫水提取得到主要成分為甘油三酯和脂肪酸的地溝油；2)、將地溝油持續(xù)導(dǎo)入裝填有催化劑的反應(yīng)器，液時空速I 30h-l，同時向反應(yīng)器持續(xù)通入足量的氫氣，氣/油體積比為10 10000，在壓力為20 80bar，溫度為200 500°C 的條件下使地溝油與氫氣反應(yīng)直接生成高十六烷值柴油、水、丙烷、甲烷、二氧化碳和一氧化碳的氣液混合物；所述催化劑為負載型鎳催化劑，是以鎳的各種無機及有機鹽類作為鎳的前驅(qū)體，按質(zhì)量百分比將I 20%的鎳負載在金屬氧化物載體或酸性載體上，然后在 80 120°C下干燥2 20h，再于350 550°C下煅燒2 8h，最后在氫氣條件下，在350 550°C下還原2 8h ;3)、將步驟2中得到的氣液混合物在氣液分離裝置中分離成液相產(chǎn)物和氣相產(chǎn)物；液相產(chǎn)物包含高十六烷值柴油和水，進一步通過油水分離裝置分離出高十六烷值柴油進而儲存到儲存罐中，待用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述反應(yīng)器是固定床反應(yīng)器、釜式反應(yīng)器或流動床反應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述金屬氧化物載體是Zr02、ZnO、 SiO2 或八1203。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的生產(chǎn)方法，其特征在于所述酸性載體是無定型硅鋁氧化物或分子篩。
全文摘要
本發(fā)明屬化工技術(shù)和可再生能源技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種利用地溝油直接生產(chǎn)高十六烷值柴油的方法，是從收集的泔水中經(jīng)分揀、分離、過濾、脫水提取地溝油，地溝油在催化劑的作用下與氫氣反應(yīng)直接生成氣液混合物；氣液分離后液相產(chǎn)物進一步通過油水分離裝置分離出高十六烷值柴油。本發(fā)明利用負載型含鎳催化劑將地溝油直接轉(zhuǎn)化為不含氧的脂肪烷烴，且不產(chǎn)生環(huán)境污染型產(chǎn)物，具有工藝過程簡單、清潔環(huán)保、能耗低等優(yōu)點，所得柴油十六烷值、燃燒熱值高，具有良好的經(jīng)濟和社會效益，對滿足日益增長的燃料需求有重要現(xiàn)實意義。
文檔編號C10L1/04GK102604663SQ201210081300
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者于彥哲, 孫小勇, 謝波浪 申請人:海南朗潔新能源科技有限公司