催化聚乙烯氧化制备生物柴油的方法及生物柴油

本申请属于废旧塑料资源化利用与催化转化领域，尤其涉及一种催化聚乙烯氧化制备生物柴油的方法及生物柴油。

背景技术：

1、现有废弃聚乙烯（pe）资源化技术主要包括热解、加氢裂化和氧化转化等路线。热解技术通常通过高温（400-700℃）断裂pe主链获得液体烃类或蜡状产物，但该过程一般需要较高反应温度，且产物成分复杂往往需要通过分馏分离烷烃、烯烃、芳烃及不同碳数组分，并通过加氢精制或异构化处理才能获得满足燃料使用要求的最终产品。加氢裂化技术虽在一定程度上提高液体燃料品质，但通常依赖高压（2mpa-7mpa）氢气、贵金属或硫化催化剂，存在设备、氢源成本和工艺安全性要求较高等问题。

2、相比之下，基于氧化路径的转化技术可通过向pe分子链中引入含氧官能团，降低碳-碳（c-c）键断裂难度，并将pe转化为羧酸等含氧化学品。

3、然而，现有pe氧化体系仍存在氧化活性不足、反应条件较苛刻、产物分布难以调控等问题，所得羧酸产物常包含短链二羧酸、过度氧化产物及宽碳数分布组分，难以获得适用于制备生物柴油的长链单羧酸产物。此外，部分氧化反应体系需依赖钌（ru）、铂（pt）等贵金属催化剂，或需要较长反应时间，进而限制了实际应用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本申请提供了一种催化聚乙烯氧化制备生物柴油的方法及生物柴油，以期至少部分地解决上述技术问题，对此本申请提供的技术方案如下。

2、作为本申请的第一个方面，提供了一种催化聚乙烯氧化制备生物柴油的方法，包括：将负载型钴基酸性分子筛催化剂和废旧聚烯烃塑料加入至反应器内，通入氧气并加压，在加热搅拌下进行选择性氧化生成c13-c20的长链脂肪族单羧酸；将长链脂肪族单羧酸与醇类进行酯化反应，使长链脂肪族单羧酸转化为相应的长链脂肪酸酯，经后处理后，得到生物柴油；其中，废旧聚烯烃塑料的材质为聚乙烯，或者为聚乙烯和聚丙烯的共混物。

3、作为本申请的第二个方面，提供了一种生物柴油，该生物柴油由上述催化聚乙烯氧化制备生物柴油的方法制备而得。

4、基于上述技术方案，本申请提供的催化聚乙烯氧化制备生物柴油的方法及生物柴油至少存在以下有益效果之一：

5、（1）本申请将负载型钴基酸性分子筛作为催化剂，利用催化剂中钴活性物种与酸性分子筛中酸位点的催化协同作用，使得废旧聚烯烃塑料在氧气并加压、加热条件下进行选择性氧化断链，生成c13-c20的长链脂肪族单羧酸，该长链脂肪族单羧酸经酯化反应和后处理后即可得到生物柴油。本申请催化聚乙烯氧化制备生物柴油的方法不依赖于贵金属催化剂，能够在温和的反应条件下高效催化聚乙烯氧化制备适用于酯化形成生物柴油的组分，形成了由废旧聚烯烃塑料向长链脂肪族单羧酸、生物柴油的定向燃料化转化，实现了废旧聚烯烃塑料的高价值化利用，也为废旧聚烯烃塑料的高值资源化利用提供了新的技术路径。

6、（2）在本申请中，本申请提供的方法改善了废旧烯烃塑料资源化利用过程的反应温和性、产物定向性和燃料适配性，解决现有聚乙烯塑料资源化利用过程中反应条件苛刻、氢气或贵金属依赖性强、产物组成复杂、后处理流程繁琐以及目标燃料组分可控性不足等问题，为废弃聚烯烃塑料的回收和生物柴油的制备提供新路线。

1.一种催化聚乙烯氧化制备生物柴油的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述负载型钴基酸性分子筛催化剂包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述负载型钴基酸性分子筛催化剂通过如下方法得到：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

9.一种生物柴油，其特征在于，所述生物柴油由权利要求1-8中任一项所述的方法制备而得。

10.根据权利要求9所述的生物柴油，其特征在于，所述生物柴油的十六烷值为43.9，冷滤点为1±0.1℃。