一种甘油的精制生产方法技术

本发明专利技术提供一种粗甘油的精制新方法，以油脂酯交换或者水解的副产物为原材料，也可以以生物柴油的副产物为原材料，方法包括酸化处理、脱色、回碱中和、浓缩除盐、离子交换、浓缩处理。其中离子交换步骤包括依次通过阳离子、阴离子、阳离子、阴离子以及阴阳离子混合交换树脂柱，树脂柱运行温度控制在４０℃～６０℃，流速为１５ｍＬ／ｍｉｎ，最后收集纯甘油溶液。本工艺运行条件简单，温度低，污染较少，收率高，并且可以避免高温下甘油的变质，收率在９７％以上，产品纯度在９９．２％以上。本发明专利技术还提供适用于上述方法的多重混合型阴阳离子交换树脂柱组合装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种甘油精制生产方法，特别是针对生物柴油生产过程中的副产物甘油以及水解工艺产生的甘油。
技术介绍
随着对生物柴油的大量生产，其副产物甘油的产量(按生物柴油产量10% )也是 在急剧增加。然而当前对于甘油的回收和利用的研究还较滞后，特别是高纯度甘油的精制 和甘油的高附加值产品的研究力度还远远不够。因此，生物柴油副产物甘油的精制和综合 利用就是对科技工作者提出的新课题和严峻挑战。当前我国市场经济的发展，甘油一直处 于供不应求的状况，尤其是高纯度甘油(99.5% )几乎全部依靠进口。因此，在开发生物柴 油的同时，联产其高价值副产物高纯度甘油的生产有着重要意义。 由于生产生物柴油的原料比较复杂，如植物油料、动物油脂、废弃食用油等，导致 其副产的粗甘油组成复杂且变化较大，这种甘油无论是直接使用还是作为化工原料都需要 进一步精制才能满足要求。 传统的精制甘油工艺是在高真空下蒸馏得到纯甘油，其主要过程是先将粗甘油浓 縮到一定程度，然后进行纯化处理，随后通过真空蒸馏的方式获得最终产品。例如，中国授 权专利ZL200610037293中公开了一种粗甘油精制方法，即利用磷酸酸化溶液，分层后对甘 油层脱水，再加入乙醇脱水结晶，最后进行分子蒸馏得到医药用的甘油产品；中国授权专利 200610036865公开了采用分子蒸馏的方法进行粗甘油的精制，即首先进行酯化反应，然后 在高温下进行分子蒸馏，脱气并分离出甲醇或乙醇，得到甘油。上述方法的缺点是在于或 是使用的磷酸成本高，粗甘油中和后难以分层(粗甘油粘度大)，工艺路线较长，增加了分 离精制的能耗(如中国授权专利ZL200610037293);或是引入的酯化反应中加入了其他试 剂，增加了分离的能耗，同时高温下甘油容易发生化学反应，产生新的杂质，不能有效脱色， 从而影响实际的得率(如中国授权专利200610036865)。 中国专利申请200610020997公开了一种酯交换法加工纯甘油的方法，在于使用 硫酸酸化粗甘油、真空干燥、反应釜中分子蒸馏器蒸馏、脱色。但是，该方法涉及的分子蒸馏 法对设备要求较高，不适合大规模生产。 此外，使用真空蒸馏的技术有很多，例如中国专利申请200710023045等。但是， 这些方法的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，上述这些方法不能适用于杂质含量高的粗甘油 (如地沟油、饲料油酯交换所产生的粗甘油)，并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縮、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黏结，不仅降低了蒸馏收率，而且焦化后的残渣清除较 为困难。 除此之外，有些甘油精制方法在分离过程中为了降低粗甘油中的盐或杂质浓度， 或是利用酯化反应引入化学剂，或是加入其他分离剂，或是使用成本较高的试剂，这些不但增加了分离能耗，同时会产生新的杂质，不能有效脱色，从而影响实际的得率。因此，目前需要一种能够适用于各种粗甘油原料、降低能源和成本、减少杂质或色素影响、免除高温情况下甘油的分解或聚合、提高甘油产量和质量的粗甘油精制方法。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术第一个目的是提供一种工艺简单、产品收率高、生产成本低、节约能源、环境友好，适于生物柴油副产物的精制甘油的方法，步骤包括 1)酸化处理将稀硫酸溶液粗加入粗甘油中酸化至pH = 3 4，静置分层去除上层脂肪酸，重复操作一次，收集滤液； 2)脱色在80°C IO(TC下将滤液中加入活性碳进行两次脱色，其中第一次脱色 活性炭用量为粗甘油质量的1. 5% 3%，第二次用量为0. 1% 0. 3%，然后乘热过滤； 3)回碱中和；在60 7(TC条件下将氢氧化钙乳液加入滤液中，直至pH为7. 0 7.5，收集粗甘油滤液； 4)浓縮除盐；将粗甘油滤液浓縮脱水，并加入少量无水甲醇稀释压滤脱盐，然后 快速蒸发除去甲醇，获得粗纯化的甘油液体； 5)离子交换；用去离子水稀释粗纯化的甘油液体，然后依次通过阳离子、阴离子、 阳离子、阴离子以及阴阳离子混合交换树脂柱，树脂柱运行温度控制在4(TC 6(TC，流速 为15mL/min，最后收集纯甘油溶液； 6)浓縮处理，以获得含水量适宜的纯甘油产品。 在另一个实施方案中，步骤5中用去离子水将粗纯化的甘油液体浓度稀释至 30% 40%。在一个具体实施方案中，阳离子交换树脂优选强酸性苯乙烯系阳离子交换树 脂732型，阴离子交换树脂优选D201型阴离子交换树脂，阴阳离子混合交换树脂柱，优选 MB-50型。 如上方法所述，在另一个实施方案中，步骤1至4中使用快速压滤法进行过滤，残 渣用去离子水洗涤过滤，并将滤液和上层压滤液汇总。 如上方法所述，在一个实施方案中，通过使用30% 40%的稀硫酸溶液，以保持 步骤1-3中pH = 4。在一个具体实施方案中，步骤1中在约8(TC下，连续搅拌30min，静置 分层去除上层脂肪酸，重复操作后，最后将滤液通过压滤进入储液锅等候处理；在另一个具 体实施方案中，将步骤1中的上层脂肪酸水洗，洗水汇入滤液中，保证水洗后的脂肪酸相甘 油含量应在0.8%以下。 如上方法所述，在另一个实施方案中，步骤2中第一次加入的活性碳质量为步骤1 中滤液中粗甘油质量的1. 8% 2. 5% (优选2% )，第二次加入的活性碳质量为第一次脱 色后滤液中粗甘油质量的0. 2% 0. 3% (优选0. 25% )，两次脱色温度约70°C 8(TC，脱 色同时连续搅拌25-45min，捞尽液面上浮杂物后，静置采用板框压滤机过滤。脱色完毕后进 行回收活性炭滤层，滤液进入储罐。此时粗甘油颜色很淡，但含有大量电解质，需进一步除 去杂质。 如上方法所述，还在一个实施方案中，步骤3中在锅外预先制成氢氧化钙乳液，边 加入边搅拌边，当pH = 6. 5 7. 0便停止加入乳液，60 7(TC条件下继续搅拌20min，直至 pH为7. 0 7. 5，碱处理后的净废液pH值不应超过7. 5，否则蒸发时会引起发泡，严重时会5发生跑料事故。快速压滤，残渣用去离子水洗涤过滤，滤液同上层压滤液置于一起。滤渣回 收，滤液打入储罐待进一步处理。 如上方法所述，又在一个实施方案中，步骤4将上步待处理的粗甘油浓縮脱水，加 入少量无水甲醇(甲醇用量优选占粗甘油浓縮液质量的20 40%)稀释压滤脱盐，快速蒸 掉有机溶剂导入储槽。优选调节pH二 7后进行浓縮，温度控制在3(TC 5(TC之间。这样 使得大量盐分结晶沉淀在底部，可去除70%以上的盐分，能有效地减少树脂交换负担。 如上方法所述，在一个实施方案中，步骤5将储槽中的甘油用去离子水稀释至 30% 40%左右。目的是为了降低物料黏度，增大通量。优选依次通过四组阳离子和阴离 子树脂交换柱、一组阴阳树脂混合柱，更优选最后通过一组活性炭柱。这样所得的甘油呈无 色透明状，可导入储罐待浓縮。 另外，如上方法所述，在其它的实施方案中，步骤6可采用间歇蒸馏设备将甘油中 水分蒸除，一般浓縮条件控制在0. 095MPa/12(TC，成品导入储罐。 本专利技术的第二个目的是提供一种适用于上述方法的多重混合型阴阳离子交换树 脂柱组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粗甘油的精制生产方法，步骤包括：　　１）酸化处理：将稀硫酸溶液粗加入粗甘油中酸化至ｐＨ＝３～４，静置分层去除上层脂肪酸，重复操作一次，收集滤液；　　２）脱色：在８０℃～１００℃下将滤液中加入活性碳进行两次脱色，其中第一次脱色活性炭用量为粗甘油质量的１．５％～３％，第二次用量为０．１％～０．３％，然后乘热过滤；　　３）回碱中和；在６０～７０℃条件下将氢氧化钙乳液加入滤液中，直至ｐＨ为７．０～７．５，收集粗甘油滤液；　　４）浓缩除盐；将粗甘油滤液浓缩脱水，并加入少量无水甲醇稀释压滤脱盐，然后快速蒸发除去甲醇，获得粗纯化的甘油液体；　　５）离子交换；用去离子水稀释粗纯化的甘油液体，然后依次通过阳离子、阴离子、阳离子、阴离子以及阴阳离子混合交换树脂柱，树脂柱运行温度控制在４０℃～６０℃，流速为１５ｍＬ／ｍｉｎ，最后收集纯甘油溶液；　　６）浓缩处理，以获得含水量适宜的纯甘油产品。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖志红，
申请(专利权)人：肖志红，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]