一种油脂加氢脱氧用负载型树脂催化剂技术领域:
本发明涉及树脂加工技术领域,具体涉及一种油脂加氢脱氧用负载型树脂催化
剂。
背景技术:
油脂类生物质被认为是富有潜力的可再生资源,主要成分为碳、氢和氧,由饱和的
或者不饱和的脂肪酸甘油酯和少量游离的脂肪酸组成。这些脂肪酸碳数分布在C14-C18之
间,和相对应的柴油组分相一致,因此将油脂催化转化为燃料油是一种解决能源危机的新
途径。目前,油脂脱氧转化为脂肪烃的技术主要有金属硫化催化剂加氢脱氧技术、不含硫的
还原态金属加氢脱氧技术以及催化裂化技术。在上述油脂催化转化技术中,金属硫化催化
剂的稳定性好,但需要引入含硫的硫化氢等维持催化剂活性,因而容易引入硫污染产物。目
前新开发的非硫金属催化剂更加绿色清洁,且反应条件更为温和,但稳定性差、活性低、寿
命短。以传统微孔分子筛为载体的催化剂孔道直径小于2nm,而油脂类大分子只能在催化剂
表面和孔道口反应,反应物、中间物和产物的扩散首先,容易造成积碳而使催化剂永久失
活。
发明内容:
本发明所要解决的技术问题在于提供一种活性高、寿命长且稳定性与抗积碳能力
强的油脂加氢脱氧用负载型树脂催化剂。
本发明所要解决的技术问题采用以下的技术方案来实现:
一种油脂加氢脱氧用负载型树脂催化剂,以弱碱性阴离子交换树脂为载体,以镍
为主活性组分,负载量为载体质量的15-30%;二氧化锰为助活性组分,负载量为载体质量
的5-15%。
其制备方法包括如下步骤:
(1)主浸渍液的配制:将15-20份硝酸镍溶于水中配制成10-30wt%的水溶液,再加
入1-2份聚氧化乙烯和0.5-1份硅烷偶联剂,分散均匀后于0-5℃环境中静置3h,然后加热至
回流状态保温混合15min,即得主浸渍液;
(2)助浸渍液的配制:将10-15份硝酸锰溶于水中配制成5-15wt%的水溶液,再加
入0.5-1份微晶纤维素和0.5-1份油酸异辛酯,并加热至回流状态保温混合10min,即得助浸
渍液;
(3)主活性组分的负载:将25-35份弱碱性阴离子交换树脂浸渍于主浸渍液中,于
微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min,再加入与主浸渍液等体积的0-5℃冷水,保温
混合30min,然后再次于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min,过滤,所得滤渣于
100-105℃下干燥5h,所得固体研磨成粉末,即得负载有主活性组分的催化剂;
(4)助活性组分的负载:将负载有主活性组分的催化剂浸渍于助浸渍液中,并加热
至回流状态保温混合15min,再加入1-2份羧甲基淀粉钠和0.5-1份二茂铁,充分混合后于微
波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min,静置30min后继续于微波频率2450MHz、功率
700W下微波处理5min,过滤,所得滤渣送入冷冻干燥机中,经充分干燥后研磨成粉末,然后
加入等重量份乙二醇中,并加少量水以升温至180℃回流混合3h,再次过滤,所得滤渣水洗
三次,最后于100-105℃下干燥8h,即得负载型树脂催化剂。
所述弱碱性阴离子交换树脂是以苯乙烯-二乙烯基苯共聚物白球为原料,通过功
能化处理制得,其功能化处理方法为:将2-4份氢化棕榈油、1-2份羊毛醇和0.5-1份环五聚
二甲基硅氧烷加入15-20份乙醇中,加热至回流状态保温混合10min,再加入3-5份氨基磺酸
和0.5-1份水解聚马来酸酐,继续回流保温混合5min,然后将所得浆体均匀喷于25-35份苯
乙烯-二乙烯基苯共聚物白球的表面,静置30min后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处
理5min,所得球状颗粒于75-80℃下干燥5h,最后置于-5-0℃环境中冷冻2h,即得弱碱性阴
离子交换树脂。
本发明的有益效果是:本发明所制负载型树脂催化剂专用于油脂的加氢脱氧处
理,催化效率高,稳定性强,使油脂转化率达到99%以上,脂肪烃选择性为100%;该催化剂
的催化用量少,能有效降低催化剂的投入成本;并且抗积碳能力强,回收容易,使用后通过
静置沉淀即可实现回收,回收的催化剂经130-140℃加热2-3h后即可再次使用,活化方法简
单,有效延长催化剂的使用寿命。
具体实施方式:
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结
合具体实施例,进一步阐述本发明。
实施例1
(1)主浸渍液的配制:将20份硝酸镍溶于水中配制成30wt%的水溶液,再加入1份
聚氧化乙烯和0.5份硅烷偶联剂,分散均匀后于0-5℃环境中静置3h,然后加热至回流状态
保温混合15min,即得主浸渍液;
(2)助浸渍液的配制:将10份硝酸锰溶于水中配制成15wt%的水溶液,再加入0.5
份微晶纤维素和0.5份油酸异辛酯,并加热至回流状态保温混合10min,即得助浸渍液;
(3)主活性组分的负载:将30份弱碱性阴离子交换树脂浸渍于主浸渍液中,于微波
频率2450MHz、功率700W下微波处理5min,再加入与主浸渍液等体积的0-5℃冷水,保温混合
30min,然后再次于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min,过滤,所得滤渣于100-105
℃下干燥5h,所得固体研磨成粉末,即得负载有主活性组分的催化剂;
(4)助活性组分的负载:将负载有主活性组分的催化剂浸渍于助浸渍液中,并加热
至回流状态保温混合15min,再加入1份羧甲基淀粉钠和0.5份二茂铁,充分混合后于微波频
率2450MHz、功率700W下微波处理5min,静置30min后继续于微波频率2450MHz、功率700W下
微波处理5min,过滤,所得滤渣送入冷冻干燥机中,经充分干燥后研磨成粉末,然后加入等
重量份乙二醇中,并加少量水以升温至180℃回流混合3h,再次过滤,所得滤渣水洗三次,最
后于100-105℃下干燥8h,即得负载型树脂催化剂。
弱碱性阴离子交换树脂的制备:将2份氢化棕榈油、2份羊毛醇和0.5份环五聚二甲
基硅氧烷加入20份乙醇中,加热至回流状态保温混合10min,再加入3份氨基磺酸和0.5份水
解聚马来酸酐,继续回流保温混合5min,然后将所得浆体均匀喷于35份苯乙烯-二乙烯基苯
共聚物白球的表面,静置30min后于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min,所得球状
颗粒于75-80℃下干燥5h,最后置于-5-0℃环境中冷冻2h,即得弱碱性阴离子交换树脂。
经检测,实施例1所制负载型树脂催化剂中镍的负载量为载体质量的23%,二氧化
锰的负载量为载体质量的8%。
实施例2
(1)主浸渍液的配制:将20份硝酸镍溶于水中配制成30wt%的水溶液,再加入2份
聚氧化乙烯和0.5份硅烷偶联剂,分散均匀后于0-5℃环境中静置3h,然后加热至回流状态
保温混合15min,即得主浸渍液;
(2)助浸渍液的配制:将10份硝酸锰溶于水中配制成15wt%的水溶液,再加入0.5
份微晶纤维素和1份油酸异辛酯,并加热至回流状态保温混合10min,即得助浸渍液;
(3)主活性组分的负载:将30份弱碱性阴离子交换树脂浸渍于主浸渍液中,于微波
频率2450MHz、功率700W下微波处理5min,再加入与主浸渍液等体积的0-5℃冷水,保温混合
30min,然后再次于微波频率2450MHz、功率700W下微波处理5min,过滤,所得滤渣于100-105
℃下干燥5h,所得固体研磨成粉末,即得负载有主活性组分的催化剂;
(4)助活性组分的负载:将负载有主活性组分的催化剂浸渍于助浸渍液中,并加热
至回流状态保温混合15min,再加入1份羧甲基淀粉钠和0.5份二茂铁,充分混合后于微波频
率2450MHz、功率700W下微波处理5min,静置30min后继续于微波频率2450MHz、功率700W下
微波处理5min,过滤,所得滤渣送入冷冻干燥机中,经充分干燥后研磨成粉末,然后加入等
重量份乙二醇中,并加少量水以升温至180℃回流混合3h,再次过滤,所得滤渣水洗三次,最
后于100-105℃下干燥8h,即得负载型树脂催化剂。
经检测,实施例2所制负载型树脂催化剂中镍的负载量为载体质量的25%,二氧化
锰的负载量为载体质量的8%。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术
人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本
发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变
化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其
等效物界定。