[發(fā)明專利]一種分離生物柴油中游離甘油的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010158107.0
• 申請日: 2010-04-28
• 公開（公告）號: CN102234566A
• 公開（公告）日: 2011-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張家仁;閔恩澤;杜澤學(xué)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院
• 主分類號: C11B3/00
• 分類號: C11B3/00;C11B3/16;C11B3/10
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 王景朝;龐立志

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物柴油的精制方法，特別涉及分離生物柴油中游離甘油的方法。

背景技術(shù)

脂肪酸單烷基酯，俗稱生物柴油，作為綠色可再生能源，成為石化柴油的重要替代燃料之一。酯交換法是應(yīng)用最廣泛的生物柴油生產(chǎn)方法，同時，會產(chǎn)生約10％的副產(chǎn)物甘油。因此，粗生物柴油會溶解一部分游離甘油。較高濃度的游離甘油會使生物柴油粘度增加，并在使用中產(chǎn)生積碳、影響發(fā)動機(jī)的性能，以至于排放超標(biāo)。所以，生物柴油標(biāo)準(zhǔn)對游離甘油濃度有嚴(yán)格的限制，如低于0.02％。

根據(jù)生物柴油的制備方法，粗生物柴油的來源主要為：1、油脂反應(yīng)后，經(jīng)過減壓蒸餾得到的粗生物柴油。2、由非均相催化反應(yīng)得到的粗生物柴油。3、精煉油脂，用均相堿催化酯交換，初步分離醇和甘油，得到的粗生物柴油。經(jīng)過減壓蒸餾，或非均相催化反應(yīng)制備的粗生物柴油，純度高，主要雜質(zhì)是游離甘油；均相堿制備的粗生物柴油，雜質(zhì)含量較多，如催化劑、皂和游離甘油等。

目前，分離生物柴油中游離甘油的方法主要是水洗和干洗。水洗，是粗生物柴油用水進(jìn)行萃取、洗滌，分離其中的游離甘油。水洗工藝，需要消耗生物柴油質(zhì)量的10％-20％的水，產(chǎn)生的廢水需要處理，如蒸餾回收、循環(huán)使用，因為水的蒸發(fā)焓、熱熔和沸點都較高，這會產(chǎn)生較大的能耗。同時，水洗后的生物柴油，必須經(jīng)過蒸餾干燥。這些都增加了生物柴油的提純成本。干洗，是粗生物柴油經(jīng)過吸附劑進(jìn)行吸附分離游離甘油。單位質(zhì)量吸附劑處理生物柴油的重量是有限的，并且，粗生物柴油中游離甘油的濃度對它影響顯著。雖然干洗工藝避免了水洗的一些問題，但是廢棄的固體吸附劑需要處理。

有研究將弱極性溶劑用于提純生物柴油，但通常是弱極性溶劑與水、甲醇等極性溶劑相結(jié)合。比如(Filiz?K.Investigation?of?the?Refining?Step?of?Biodiesel?Production.Energy&Fuels.1996，10：890-895)，將NaOH催化菜籽油與甲醇反應(yīng)后的混合物，冷卻至室溫，分離甘油相后，甲酯相在沒有蒸餾回收甲醇的情況下，直接溶解在體積比為1∶1的石油醚中，然后用體積比為2∶1的蒸餾水洗滌，最后，干燥、過濾，得到提純的生物柴油產(chǎn)品。該方法實質(zhì)是，在沒有分離粗生物柴油中甲醇的情況下，用蒸餾水與石油醚二元萃取分離。還有一些研究，是直接在堿催化反應(yīng)混合物中加入正己烷，實現(xiàn)甲酯相與甘油相分層。這些方法，都是弱極性溶劑與水、甲醇等極性溶劑進(jìn)行二元萃取分離，增加了分離的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種分離生物柴油中游離甘油的方法。

本發(fā)明提供的方法包括：(1)從粗生物柴油中分離出一元烷基醇；(2)剩余物與弱極性有機(jī)溶劑混和，分離游離甘油。

本發(fā)明所指的粗生物柴油，是油脂與一元烷基醇通過酯交換反應(yīng)后得到的含有脂肪酸單烷基酯的混合物，根據(jù)分離方法和分離程度的不同，其中還可能含有不定量的一元烷基醇、游離甘油以及其它反應(yīng)副產(chǎn)物。其中的油脂包括動物油、植物油和微藻油。所述一元烷基醇優(yōu)選甲醇或乙醇。

步驟1中，從粗生物柴油中分離一元烷基醇，使一元烷基醇的質(zhì)量濃度低于1％，優(yōu)選低于0.5％，更優(yōu)選濃度低于0.2％。。分離一元烷基醇的方法包括但不限于進(jìn)行常壓或減壓蒸餾。

優(yōu)選情況下，步驟1中，還包括從粗生物柴油中初步分離游離甘油，使游離甘油的質(zhì)量濃度低于2％。初步分離游離甘油的方法包括但不限于靜置、離心等。

步驟2中，所述弱極性有機(jī)溶劑的偶極矩小于2×10^-30C·m。優(yōu)選能作為發(fā)動機(jī)燃料組分使用的溶劑，或者是沸點低于100℃，更加優(yōu)選熱熔和蒸發(fā)焓均小于水的相應(yīng)值的溶劑，這樣的溶劑便于通過蒸餾分離。所述弱極性有機(jī)溶劑優(yōu)選正己烷、環(huán)己烷、庚烷、壬烷、辛烷、以及石油醚、溶劑油和石化柴油中的一種或幾種。

所述弱極性有機(jī)溶劑的用量大于步驟(1)的粗生物柴油質(zhì)量的5％，小于步驟(1)的粗生物柴油質(zhì)量的1000％，優(yōu)選大于步驟(1)的粗生物柴油質(zhì)量的15％，小于于步驟(1)的粗生物柴油質(zhì)量的500％，更優(yōu)選大于步驟(1)的粗生物柴油質(zhì)量的25％，小于步驟(1)的粗生物柴油質(zhì)量的200％。