[发明专利]一种生物柴油副产物甘油的精制方法

说明书

(一)技术领域

本发明涉及一种生物柴油副产物甘油的精制方法。

(二)背景技术

目前，随着矿物能源供需矛盾的加剧和环保要求的增强，生物柴油作为一种可再生、环保型绿色燃料，正受到越来越多国家的重视。然而，随着生物柴油制备技术研究的不断深入和工业化的实现，其副产物甘油的利用急需解决。动、植物油脂中的甘油三酯和甲醇溶液在氢氧化钾催化下发生酯交换反应生产生物柴油的过程中产生上下两相，上相主要是生物柴油，下相是一种高粘度、褐色、有油脂味，含有丰富甘油的稠状液体，其成份非常复杂。江苏工业学院的巫淼鑫对自己制备的生物柴油下层副产物进行了分析，甘油含量在45％左右，甲醇含量在28％左右，脂肪酸皂含量在22％左右，另外还含有少量油酯、游离碱等。由于所用油脂种类不同，生物柴油下层副产物颜色深浅不一，各种组分含量也有不同。从生物柴油下层副产物中回收、精制甘油的难度较大。另一方面，甘油是一种重要的基本有机原料，在工业、医药和日常生活中用途十分广泛，目前大约有1700多种用途。我国甘油一直处于供不应求的状况，尤其是食品级、医用级、化妆品级等高纯度的甘油(甘油含量在99.5％以上)几乎全部依靠进口。从生产生物柴油的副产物中回收、精制甘油将缓解我国甘油供不应求的状况，同时提高生物柴油生产企业的经济效益，减少环境污染。

传统的甘油纯化方法主要有减压蒸馏和离子交换两种。

在常压下，甘油的沸点高达290℃，在工业上通常采用在高真空、相对较低温度下蒸馏得到纯甘油。此法主要缺点是真空度高，能耗大，同时温度仍然过高，釜液甘油容易聚合产生副反应，影响甘油的纯度、色泽和收率；而且在真空蒸馏过程中随着甘油的不断气化，残余的有机杂质不断浓缩、焦化，最终造成甘油被包裹在内无法气化，残余的有机杂质焦化后与蒸馏器壁和加热盘管紧紧粘结，不仅降低了蒸馏收率，而且焦化后的残渣清除较为困难。由于生物柴油下层副产物中生物柴油、脂肪酸皂对甘油的包裹，试验表明将生物柴油下层副产物在150Pa的真空度，200℃釜温下直接减压蒸馏，甘油不能汽化，必须对生物柴油下层副产物进行预处理得到粗甘油，再减压蒸馏才能得到精制甘油。

离子交换法在甘油生产中有重要应用，大部分食用、医用甘油最后都是通过离子交换树脂精制得到。1978年左右，四川有关厂家、研究所试验用80％粗甘油在常温下通过三组复合床和一个混合床(732#强酸型阳离子交换树脂与717#强碱型阴离子交换树脂)，再经过浓缩，制得了98％以上的化学纯甘油。近来，李芸和简丽等也对离子交换纯化甘油进行了研究；同时简丽等还对离子排斥法分离皂化甘油进行了研究。生物柴油副产物中含较高的脂肪酸皂、游离碱、色素等杂质，直接过离子交换树脂，交换量大，树脂将很快达到饱和而失活，树脂频繁再生会产生大量酸碱废水，所以必须对生物柴油下层副产物进行预处理得到粗甘油后再过离子交换树脂精制。

(三)发明内容

本发明目的是提供一种生物柴油副产物甘油的精制方法，该方法操作简单，利用本发明方法对生物柴油副产物进行精制，甘油纯度达到99.5％以上，甘油总收率可达85％以上。

一种生物柴油副产物甘油的精制方法，所述方法包括：以油脂酯交换制备生物柴油得到的副产物甘油相为原料，先加入质量为甘油相质量0.01～20倍的有机溶剂溶解，再用酸调节pH为1～7，待沉淀析出，过滤除去固体物质，取滤液蒸发脱除有机溶剂后，静置分层，取下层粗甘油用体积为粗甘油体积0.01～20倍的水溶解，依次用碱性离子交换树脂、酸性离子交换树脂精制，并用水洗脱，洗脱液蒸发脱水，得到甘油。

本发明所指的副产物甘油相原料可来自于各种油脂经过碱催化酯交换生产生物柴油过程中得到的下层副产物甘油相。

本发明实施例所取的粗甘油原料来自菜籽油制生物柴油过程中的副产物粗甘油相，以及餐饮废油制生物柴油过程中的副产物甘油相。酯交换制备生物柴油的原料油包括各种动植物油脂、工业废弃油脂、餐饮废油、油脂精炼过程中的油脚、皂脚、酸化油等；酯交换制备生物柴油所用的碱性催化剂包括各种液体碱，例如氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠等。

溶解副产物甘油相所用的有机溶剂为本领域常规可以溶解甘油的有机溶剂，包括醇类，例如甲醇、乙醇等；酮类，例如丙酮等；酯类，例如乙酸乙酯等；烷烃，例如庚烷、己烷等。

调节pH所用的酸包括本领域常用的各种无机/有机酸，例硫酸、盐酸、醋酸等