3、制备选矿药剂:地沟油中的脂肪酸是铁矿、磷灰石矿、萤石矿等普遍使用的选矿捕收剂。据粗略统计,每一年全国矿石浮选需要脂肪酸类捕收剂50~80万t。传统工艺上制取脂肪酸主要是化工合成,但近年来随着生产成本的逐渐增加,选择利用废弃物进行制取脂肪酸的工艺日益受到重视。目前在此研究中,利用的废弃原料主要是炼制植物油以及酸化油生产过程中丢弃的油脚料,而利用地沟油制备脂肪酸类捕收剂的工艺还尚不多见。由于地沟油主要成分为三脂肪酸甘油酯,如果能将其利用进行脂肪酸类捕收剂的制备,就可以实现减少环境污染和实现综合利用的双重效果。2009年,北京科技大学开展了关于用地沟油分解的脂肪酸作为选矿捕收剂的科研工作,并取得了较为满意的试验结果。这项地沟油的利用技术几乎不会产生二次污染。目前此项技术已开始应用在部分钢铁企业上,且正在申请国家专利。
4、制备生物柴油:生物柴油是以动植物油或其水解的脂肪酸为原料,与一元醇通过醇解或酯化生产的脂肪酸一元酯。它具有可再生性、绿色环保性、可作为现有石化柴油替代品的特点,目前已成为最受欢迎的石化柴油替代品[10]。但是以动植物油脂为原料制备生物柴油的成本偏高,因此将餐饮废油回收制造燃料油则是一个很好的解决方案[11]。近十年来,我国建成的生物柴油加工企业两千多家,地沟油则是中国生物柴油企业的主要生产原料。论文网
目前利用地沟油制备生物燃油主要采用的是甲酯化工艺[12-15]。而本研究过程与之相区别的是,经由催化裂解的工艺途径制备燃料油品,在特定催化剂的存在情况下,地沟油经高温催化裂解,发生碳-碳键、碳-氢键、碳-氧键、氢-氧键的断裂而生成较小分子的烃类和含氧杂原子化合物等产物。在催化裂解过程中,裂解催化剂的选择和应用是影响催化裂解效果的最重要因素之一。
1。3 裂解催化剂的种类及特点
目前,裂解催化剂大致可以分为两大类:
一、金属氧化物催化剂:主要是由活性组分、载体以及助剂组成。活性组分通常是一些变价金属氧化物,例如碱金属、碱土金属、复合盐、过渡金属氧化物等;常用的载体有刚玉、 陶瓷、富铝红柱石等;助剂为某些盐类和氧化物,如碳酸钾、氧化硼等,其主要作用就是减少结焦,延长运转周期和催化剂的寿命。此类催化剂具有降低反应温度、提高产物收率、减少结焦等优点。其缺点是反应产物中含有大量的CO和CO2,产品分离难度较大,生产成本较高[16]。
二、沸石分子筛催化剂:具有酸性中心,烃类可以在其催化作用下按碳正离子的机理进行裂解反应[7]。其中,由于ZSM-5分子筛具有独特的三维微孔结构和酸性中心,其择形功能以及抗结焦能力很明显,因此常用于制备催化裂解催化剂[17]。经研究发现,在使用高硅铝情况下,比起采用中孔或小孔沸石又或者是在沸石分子筛上交换金属离子或负载金属氧化物,可以更好地控制氢转移反应,提高低碳烯烃的选择性[18]。
1。4 课题意义
随着国民经济的快速发展,资源短缺问题日渐显现,人们对人体健康和环境保护问题日益重视,地沟油资源化及其利用生产生物燃油亦已成为社会的热点问题和科研工作者的重要关注方向。利用地沟油生产生物柴油多通过对其水解后再用小分子甲醇进行酯化的方式进行,通过催化裂解的方式生产燃料油品进行地沟油的资源化利用目前的报道比较少见,面向地沟油催化裂解过程中的裂解催化剂制备与应用方面更鲜有报道了。同时,裂解催化剂在催化裂解过程中有着举足轻重的作用,决定着催化裂解产物的产率分布,其应具有高的反应催化活性和良好的选择性,同时还需具有较好的稳定性和机械强度[19]。因此,对于地沟油的催化裂解过程也相应要求在裂解过程中优先选择高活性、高选择性和长寿命的催化剂,这就为地沟油的催化裂解剂的制备和应用提出了特殊的要求。