[发明专利]一种从生产生物柴油的副产物中提纯甘油的方法

说明书

一种从生产生物柴油的副产物中提纯甘油的方法，先以甲醇稀释，脱除部分无机盐，加碱中和后，再加入与甘油不溶或微溶但与有机酸及其他有机杂质互溶的有机溶剂，萃取，脱除有机酸、部分色素和其它有机杂质；之后进行蒸馏脱除甲醇；加水稀释，依次通过酸性阳离子交换树脂和碱性阴离子交换树脂进行提纯，再对其行蒸发脱水、脱轻组分，得到高纯甘油产品。本发明的方法在离子交换前，先采用无机酸预处理，在中和料液中过量碱、脱除部分有机物的同时，也可有效脱除其中的盐分；有机溶剂萃取粗甘油中的有机酸、部分色素及其它有机杂质；以上处理均有效减轻了后续离子交换过程脱盐的负担，并减少了对树脂的污染。本发明所提纯的甘油纯度在99.5%以上，甘油损失小，提纯收率可达到95%以上。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及生物柴油副产物的精制方法，特别涉及一种生物柴油副产物中粗甘油的提纯方法。

背景技术

当今世界，随着对于可替代的清洁可再生燃料需求量的日益增加，利用生物质生产生物柴油技术得到了广泛的推广。生物柴油的性能与化石燃料柴油相当接近的新能源，也是一种最有希望的替代能源，如巴西政府从2008年1月份开始强制性要求燃料销售商在柴油燃料中添加2%的生物柴油，至2014年5月份，将生物柴油添加比例提升至6%，且添加比例不断增加。这就极大刺激了生物柴油的生产，据德国汉堡《油世界》报道，2016年生物柴油产量达到了3280万吨，同比激增11%。而在生物柴油的生产过程中，每生产1kg生物柴油就产生0.1kg左右的甘油副产物，这就使得副产物粗甘油的产量也非常的大，故在开发生产生物柴油的同时，也应提高对其副产物甘油的开发利用，将会提高整个工艺的综合利用率和经济性，增加甘油的来源。

甘油在食品、化妆品、润滑油及医药等行业都有着广泛的应用。生物柴油副产物粗甘油的获得，一般是将经酸、碱或酶催化工艺所得的生物柴油经过简单的分离后得到；其中除甘油外，还含有水、有机盐、无机盐、皂、甲醇或乙醇、色素及微量的催化剂和甘油酯等杂质组分，组分复杂，再加上甘油本身粘度大、沸点高，且是热敏性的物质，使得其分离精制过程变得更较为困难。而当前医药、食品和化妆品行业对于高质量、食品级甘油的需求日益增加。这就需要开发一种高效的粗甘油精制工艺，它能最小化生产成本、最小化工业废物量、最大化生物柴油工业过程效用。

目前，常用的粗甘油精制提纯工艺油减压蒸馏和离子交换两种。由于粗甘油中含有大量的有机盐、无机盐等杂质组分，再加上甘油属于热敏性物质，在204℃时就会发生聚合和分解反应，且在高温下甘油中一些杂质组分的存在会催化加剧聚合、分解反应的进行且釜底易结焦有大量盐分析出，若采用减压蒸馏过程则会降低甘油的收率，故在减压蒸馏前应尽可能的减少粗甘油中杂质组分的存在或避免高温减压蒸馏操作。

离子交换过程可有效的脱除粗甘油中的色素和自由阴阳离子，得到高纯度的甘油产品。但由于粗甘油中杂质组分含量多，离交树脂易被污染，且在离交过程中需频繁再生，使用寿命短，为此研究者们提出了一些改进的方案。

US7667081公开了一种采用凝胶型酸性离子交换树脂珠粒从生物柴油副产物粗甘油中分离脂肪酸盐和无机盐的方法，将粗甘油直接通过填充酸性阳离子树脂珠粒的色谱柱，均匀系数不大于1.15，甘油纯化在25~80℃下进行，可得到金属离子含量低、色度低的精制后甘油，且处理容量相对较大。但是粗甘油中含有一定量的有机酸、甘油酯等有机物，分子相对较大，一方面容易堵塞树脂，另一方面在再生时这些有机物也不易被洗脱下来，易对该凝胶型树脂造成污染。

CN103896735公开了一种油脂高压水解副产物粗甘油的精制方法，该方法首先通过酸化静置除油后，加碱调整pH到5~6.5，然后加入偏铝酸钠，待产生大量絮凝物后加入絮凝剂聚丙烯酰胺，过滤后的清液一次通过阳离子交换树脂、阴离子交换树脂和阴阳离子交换树脂的层析柱，得到精制后的甘油。该方法采用加入偏铝酸钠和聚丙烯酰胺絮凝剂预处理工艺脱除粗甘油中的悬浮物和大分子物质，除灰率大，可减少后续离交树脂易被有机组分污染的问题；但絮凝效率较低，且易在粗甘油料液中残留，形成新的杂质组分，又增加了后续离交过程的负担。