一種生物柴油副產物粗甘油的純化方法技術

本發明專利技術涉及一種粗甘油的純化方法，尤其涉及一種生物柴油副產物粗甘油的純化方法，屬于化學技術領域。本發明專利技術采用膜分離技術，具體說是陶瓷膜分離技術對生物柴油副產物粗甘油進行純化處理，除去粗甘油中的雜質，有益效果是：分離效率高、效果好、比現有工藝節省工藝流程、節省生產成本、節約人力投入，且陶瓷膜具有穩定的理化性質、易再生、使用壽命長等優點。

【技術實現步驟摘要】
一種生物柴油副產物粗甘油的純化方法
本專利技術涉及一種粗甘油的純化方法，尤其涉及一種生物柴油副產物粗甘油的純化方法，屬于化學

技術介紹
生物柴油是指短鏈一元烷醇的脂肪酸酯。生物柴油為來源于動植物油脂的脂肪酸甲酯。生物柴油的動力、效率、托力和爬坡能力與普通柴油相當，其他性能二者也相近，如十六烷值、粘度、燃燒熱、傾點等。生物柴油具有環境友好的特點，體現在生產、燃燒過程的各個層面。生物柴油的生產可減少石化能源的開采和消耗，其燃燒排放的CO2遠低于植物生長過程吸收的CO2，于是可以緩解因CO2積累造成的全球氣候變暖；生物柴油含硫量低，可使二氧化硫和硫化物的排放減少約30％，且不含造成環境污染的芳香烴，其廢氣排放可滿足歐洲Ⅱ、Ⅲ號排放標準。生物柴油在諸多方面表現出來的優勢表明其具有廣闊的發展前景。但是，就目前已經投入生產的生物柴油生產方法來說，由于生產工藝本身的缺陷，生產原料的預處理、生產出來的生物柴油與其副產物之間的分離、純化以及再利用等諸多問題均使得生物柴油的生產成本居高不下；生產原料的充足性以及品質的穩定性均是制約生物柴油實現大規模工業化生產的因素，這些問題都制約了生物柴油生產行業的發展。隨著傳統石化資源的匱乏，提高生物柴油產物的綜合利用效率成為解決目前問題的一條有效途徑。每生產9kg生物柴油，大約得到1kg的甘油副產物。目前我國生物柴油企業規模小，副產物甘油多數轉售到精煉廠，精制為普通甘油或醫藥甘油，并沒有進行深加工利用。純凈的甘油是一種無色有甜味的粘稠液體，是重要的化工原料。甘油可用作氣相色譜固定液，也可用作溶劑、氣量計及水壓機減震劑、軟化劑、抗生素發酵用營養劑、干燥劑等，精制后不僅可作為醫用，還能制備1,3-丙二醇、二羥基丙酮等有機中間體，在高分子合成中(如化妝品、樹脂等)有著重要的應用。我國甘油一直處于供不應求的狀況，尤其是高純度甘油(99.5％)幾乎全部依靠進口。例如申請人檢索到的申請號：200810210495.5，申請人：羅門哈斯公司，申請日2008.8.14，名稱“對來自生物柴油生產的甘油進行純化的方法”，公開了將粗甘油和酸混合，再處理甘油層進行純化的方法。申請人：羅狄亞聚酰胺特殊品有限公司，申請號：200980122493.3申請日：2009-05-18，名稱“純化粗甘油的方法”，公開了將粗甘油與酮和醛類型的特定有機化合物反應，進行純化的方法。以上均是通過化學反應進行的純化方法，缺點是添加大量的化學試劑來進行化學反應，引入的化學試劑導致工藝處理復雜，化學反應副產物較難處理等。申請人進一步檢索到申請人：羅門哈斯公司，申請號：200710300523.8申請日：2007-12-20，名稱“純化甘油的方法”，公開了一種無需化學反應，使用凝膠型酸性離子交換樹脂珠粒從粗甘油中分離脂肪酸鹽和無機鹽的方法。申請人：天長市康寧塑膠科技有限公司，申請號：201410136925.9申請日：2014-04-04，名稱“一種甘油的純化生產工藝”，公開了通過多重蒸餾冷凝的步驟對粗甘油進行過濾進行純化的方法，上述這類方法不需要通過化學反應進行純化甘油，缺點是離子交換樹脂壽命短、多重蒸餾冷凝耗能大，這導致上述工藝經濟性不強。因此，在開發生物柴油的同時，聯產其高附加值產物高純度甘油，不僅可以提高生產生物柴油過程中產物的綜合利用率和經濟性，而且可以增加甘油的來源，緩解我國甘油市場的緊缺局面。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對現有技術存在的缺陷，提出一種生物柴油副產物粗甘油的純化方法，操作簡單，能耗低，設備要求低，產品純度高。本專利技術通過以下技術方案解決技術問題：一種生物柴油副產物粗甘油的純化方法，包括以下步驟：步驟一、制備用于純化生物柴油副產物粗甘油的陶瓷膜；步驟二、使用含有所述陶瓷膜的分離裝置對生物柴油副產物粗甘油進行處理，得到除去粗甘油中雜質的膜滲透液以及含有粗甘油中雜質的膜截留液；步驟三、將所述膜截留液再進入陶瓷膜分離裝置純化得到膜滲透液；步驟四、將純化后的膜滲透液經過樣品pH值的測定、甲醇含量的測定、色素吸收波長以及透光率的測定、鐵離子含量的測定，符合要求后直接作為下一步工業原料。以上方法的所述步驟一中，所制備的陶瓷膜的截留分子量為200-5000Da，陶瓷膜的材料為氧化鋁、氧化鈦和氧化鋯中的至少一種。所述步驟二中，陶瓷膜分離裝置的膜組件為中空纖維膜、板式膜、卷式膜和管式膜中的一種。所述陶瓷膜分離裝置的操作溫度為65-95℃；操作壓力2-20bar；膜面流速在1-6m/s。進入陶瓷膜分離裝置前的原料液為生物柴油副產物粗甘油，pH值3-11，甲醇含量10-20％，透光率1-10％，鐵離子含量40-100mg/L。所述步驟四中，純化后的膜滲透液的pH值3-11，甲醇含量0.5％-1％，透光率60％-90％，鐵離子含量在5％-10％。本專利技術創新性的采用膜分離技術，具體說是陶瓷膜分離技術對生物柴油副產物粗甘油進行純化處理，除去粗甘油中的雜質，有益效果是：分離效率高、效果好、比現有工藝節省工藝流程、節省生產成本、節約人力投入，且陶瓷膜具有穩定的理化性質、易再生、使用壽命長等優點。具體實施方式一種生物柴油副產物粗甘油的陶瓷膜純化工藝，它包含：1、制備用于純化生物柴油副產物粗甘油的陶瓷膜；2、使用所述的陶瓷膜和陶瓷膜分離裝置對生物柴油副產物粗甘油進行處理，除去粗甘油中的雜質；3、處理后的粗甘油膜截留液再進入陶瓷膜分離裝置純化；4、經過陶瓷膜純化后的膜滲透液(精制甘油)直接作為下一步工業原料；5、使用pH計檢測粗甘油以及精制甘油的pH值；6、使用蒸餾法測定粗甘油以及精制甘油的甲醇含量；7、使用紫外-可見分光光度計確定所述甘油中色素的最大吸收波長，在此波長下測定粗甘油以及精制甘油的透光率；8、使用微波消解-ICP-MS法測定粗甘油以及精制甘油中的鐵離子含量。實施例1將異丙醇鋯、異丙醇和乙酰丙酮按摩爾比1:25:1.3的比例混合并攪拌，并置于冰浴中；再向其中加入與異丙醇鋯摩爾比為5：1的去離子水，混合并攪拌；最終將此溶液置于溫度為60℃的恒溫水浴中進行反應5h，獲得外觀透明的ZrO2聚合溶膠。將上述溶膠與異丙醇按體積比1:6的比例稀釋配制成制膜液，將制膜液在γ-Al2O3載體表面涂膜。將涂覆制膜液的載體干燥，升溫至450℃內保溫5h后自然降溫，制得用于生物柴油副產物粗甘油的陶瓷膜純化工藝的陶瓷膜。取生物柴油副產物粗甘油，使用pH計檢測粗甘油pH值為3.8、使用蒸餾法測定粗甘油甲醇含量為18.9％、使用紫外-可見分光光度計確定甘油中色素的最大吸收波長，在此波長下測定粗甘油的透光率為6％、使用微波消解-ICP-MS法測定粗甘油中鐵離子含量為86mg/L；使用1000Da、61通道管式的氧化鋯陶瓷膜及陶瓷膜裝置對生物柴油副產物粗甘油進行處理，陶瓷膜裝置的操作溫度為90℃、操作壓力為15bar、膜面流速為4m/s，除去粗甘油中的雜質；處理后的粗甘油膜截留液再進入陶瓷膜分離裝置純化；經過陶瓷膜純化后的膜滲透液(精制甘油)使用pH計檢測精制甘油的pH值為3.8、使用蒸餾法測定精制甘油的甲醇含量為0.8％、使用紫外-可見分光光度計確定甘油中色素的最大吸收波長，在此波長下測定精制甘油的透光率為83％、使用微波消解-ICP-MS法測定本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種生物柴油副產物粗甘油的純化方法，包括以下步驟：步驟一、制備用于純化生物柴油副產物粗甘油的陶瓷膜；步驟二、使用含有所述陶瓷膜的分離裝置對生物柴油副產物粗甘油進行處理，得到除去粗甘油中雜質的膜滲透液以及含有粗甘油中雜質的膜截留液；步驟三、將所述膜截留液再進入陶瓷膜分離裝置純化得到膜滲透液；步驟四、將純化后的膜滲透液經過樣品pH值的測定、甲醇含量的測定、色素吸收波長以及透光率的測定、鐵離子含量的測定，符合要求后直接作為下一步工業原料。

【技術特征摘要】
1.一種生物柴油副產物粗甘油的純化方法，包括以下步驟：步驟一、制備用于純化生物柴油副產物粗甘油的陶瓷膜；步驟二、使用含有所述陶瓷膜的分離裝置對生物柴油副產物粗甘油進行處理，得到除去粗甘油中雜質的膜滲透液以及含有粗甘油中雜質的膜截留液；步驟三、將所述膜截留液再進入陶瓷膜分離裝置純化得到膜滲透液；步驟四、將純化后的膜滲透液經過樣品pH值的測定、甲醇含量的測定、色素吸收波長以及透光率的測定、鐵離子含量的測定，符合要求后直接作為下一步工業原料。2.根據權利要求1所述生物柴油副產物粗甘油的純化方法，其特征在于：所述步驟一中，制備的陶瓷膜的截留分子量為200-5000Da，陶瓷膜的材料為氧化鋁、氧化鈦和氧化鋯中的至少一種。3.根據權利要求1所述生物柴油副產物粗甘...

【專利技術屬性】
技術研發人員：漆虹，劉壯，
申請(專利權)人：南京工業大學，
類型：發明
國別省市：江蘇,32