CN101012392B - 一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法 - Google Patents

一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101012392B
CN101012392B CN200710026457A CN200710026457A CN101012392B CN 101012392 B CN101012392 B CN 101012392B CN 200710026457 A CN200710026457 A CN 200710026457A CN 200710026457 A CN200710026457 A CN 200710026457A CN 101012392 B CN101012392 B CN 101012392B
Authority
CN
China
Prior art keywords
biofuel
ceramic membrane
content
free glycerol
soap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200710026457A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101012392A (zh
Inventor
汪勇
欧仕益
谭艳来
张志森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jinan University
Original Assignee
Jinan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jinan University filed Critical Jinan University
Priority to CN200710026457A priority Critical patent/CN101012392B/zh
Publication of CN101012392A publication Critical patent/CN101012392A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101012392B publication Critical patent/CN101012392B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P30/00—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry
    • Y02P30/20—Technologies relating to oil refining and petrochemical industry using bio-feedstock

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

本发明公开了采用耐有机溶剂、化学性质稳定的陶瓷膜直接微滤由植物油制备的粗生物柴油，除去其中微量的皂和游离甘油的方法，使其达到欧盟生物柴油标准。这种工艺无需水洗，不产生工艺废水，同时也可以简化工艺，降低设备投资。

Description

一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法
技术领域
本发明涉及生物柴油的精制方法，尤其是除去生物柴油中皂和游离甘油的方法。
背景技术
生物柴油是一种可再生、环境友好型能源，是石油柴油的必要补充。2006年欧盟生物柴油的产量预计超过606.9万吨，比2005年增产91％。欧盟计划在2020年实现生物柴油消耗占总柴油消费量的20％。我国是一个油料产量不足的国家，2005年进口大豆2659万吨，人均食用油消费量为15公斤，刚好达到世界平均水平。现阶段我国发展生物柴油工业，不能套用欧盟和美国模式大量占用食用油脂资源。较好的途径是利用酸化油、潲水油、木本植物油(如麻疯树籽油)和进口的低价植物油(如棕榈油)进行生物柴油的加工。
用棕榈油来生产生物柴油日益受到人们关注，主要是因为棕榈油产量高、价格相对较低，可以大规模用来加工生物柴油。棕榈油生产的生物柴油可以无需改性，即使在冬天也可以在华南地区使用。
现代的大规模连续化利用精炼植物油加工生物柴油的工艺一般是碱催化甘油三酯和甲醇进行酯交换，得到生物柴油和副产品甘油(图1)。在酯交换反应结束后，通过离心机分离的轻相是溶解有部分甲醇的生物柴油。经过闪蒸回收甲醇后，粗生物柴油需要经过酸洗、水洗两道工序除去残留的催化剂、皂和游离甘油。酸洗一般是加入有机酸稀溶液中和粗生物柴油中残留的碱性催化剂，水洗是除去残留的皂和游离甘油，使产品达到严格的欧盟生物柴油标准，水洗后的生物柴油再经过闪蒸干燥后得到最终产品。这种工艺需要两台水洗离心机，设备造价高。同时酸洗水洗产生产品重量10-20％的废水，需要经过严格的生化处理才能达标排放。
生物柴油中的皂含量和游离甘油含量直接影响柴油发动机的性能，皂燃烧后相应的碱金属会残留在发动机中，游离甘油存在会导致发动机排放超标。虽然欧盟生物柴油标准EN142141(表1)没有皂含量的指标，但是对K、Na、Mg、Ca含量都有严格限定，从另一个侧面限制了皂含量。游离甘油的含量要求≤0.02％，必须通过严格的精炼手段才能达标。
表1欧盟生物柴油标准(EN14214)
Figure G200710026457XD00021
发明内容
本发明的目的是提供一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法，使其达到欧盟生物柴油标准。这种工艺无需水洗，不产生工艺废水，同时也可以简化工艺，降低设备投资。
为达上述目的，本发明采用陶瓷膜微滤粗生物柴油。
所述粗生物柴油中游离甘油含量为0.05-0.5％，金属元素含量为K：25-210mg/kg、Na：9-220mg/Kg。
所述微滤在如下条件下进行：用孔径为0.05～0.6μm的陶瓷膜在进口压力为0.20～0.40MPa、出口压力0.05～0.15MPa、温度为40～80℃下错流过滤所述粗生物柴油，过滤浓缩比为4∶1-10∶1。(原料液的质量和截留液的质量的比值为浓缩比。)
作为优选方案，用孔径0.05-0.1μm的陶瓷膜在进口压力0.26MPa、出口压力0.06MPa、温度为60℃下错流过滤所述粗生物柴油，浓缩比为8∶1。
所述陶瓷膜的孔径为0.05μm过滤效果最佳。
所述陶瓷膜膜层材料为氧化铝或氧化钛，支撑层材料为陶瓷。
本发明的方法用到的制备粗生物柴油的方法如下：
向20L的反应器中加入10Kg精炼棕榈油、2.5Kg甲醇和100-140g KOH(或NaOH)，在60℃，搅拌速度200r/min下反应60min。反应结束后，静止分层0.5-4h，放出下层甘油层。上层为溶解有部分甲醇的生物柴油层，在70℃，绝对压力20kPa，搅拌速度100r/min下真空脱溶得到粗生物柴油，测定其K、Na金属元素含量和游离甘油含量。
粗生物柴油中的皂是以胶体形式存在的，而游离甘油是以细小的液滴分散在生物柴油中。皂的亲水端和催化剂等极性物质溶解于微量的游离甘油中，而皂的疏水端则溶解在生物柴油中。皂和甘油在生物柴油(脂肪酸甲酯)体系中形成反相胶束，这种胶束表观分子量远大于脂肪酸甲酯，当用膜微滤粗生物柴油时，皂和甘油被截留，而脂肪酸甲酯透过膜(图3)，这和磷脂等表面活性物质在油脂中的存在形式类似。
本发明采用耐有机溶剂、化学性质稳定的陶瓷膜直接微滤由植物油制备的粗生物柴油，除去其中微量的皂和游离甘油，使其达到欧盟生物柴油标准。这种工艺无需水洗，不产生工艺废水，同时也可以简化工艺，降低设备投资。
附图说明
图1是典型的以精炼植物油为原料的生物柴油加工工艺流程图。
图2是陶瓷膜微滤生物柴油的工艺流程图。
图3是膜分离精炼生物柴油原理示意图。
具体实施方式
实施例一：
将10Kg粗生物柴油(游离甘油含量0.05％，K元素含量25.2mg/kg、Na元素含量217.6mg/kg)加入原料罐，开启循环泵，调节进、出口阀门，使超滤进口压力为0.20MPa、出口压力为0.05MPa。用孔径0.6μm陶瓷膜(膜层材料为氧化铝、支撑层材料为陶瓷)在40℃下错流过滤粗生物柴油，收集滤过液，每3分钟自动记录一次膜的通量。当浓缩比为4∶1时，停泵。测定总滤过液K、Na元素含量为1.4和3.25mg/kg，游离甘油含量为0.006％。
实施例二：
将10Kg粗生物柴油(游离甘油含量0.261％，K元素含量159.72mg/kg、Na元素含量8.98mg/kg)加入原料罐，开启循环泵，调节进、出口阀门，使超滤进口压力为0.26MPa、出口压力为0.06MPa。用孔径0.2μm陶瓷膜(膜层材料为氧化铝、支撑层材料为陶瓷)在50℃下错流过滤粗生物柴油，收集滤过液，每3分钟自动记录一次膜的通量。当浓缩比为6∶1时，停泵。测定总滤过液K、Na元素含量为2.20和0.88mg/kg，游离甘油含量为0.0257％。
实施例三：
将10Kg粗生物柴油(游离甘油含量0.364％，K元素含量206.5mg/kg、Na元素含量20.8mg/kg)加入原料罐，开启循环泵，调节进、出口阀门，使超滤进口压力为0.30MPa、出口压力为0.08MPa。用孔径0.1μm陶瓷膜(膜层材料为氧化铝、支撑层材料为陶瓷)在60℃下错流过滤粗生物柴油，收集滤过液，每3分钟自动记录一次膜的通量。当浓缩比为8∶1时，停泵。测定总滤过液K、Na元素含量为1.70和1.36mg/kg，游离甘油含量为0.0152％。
实施例四：
将10Kg粗生物柴油(游离甘油含量0.514％，K元素含量147.3mg/kg、Na元素含量42.6mg/kg)加入原料罐，开启循环泵，调节进、出口阀门，使超滤进口压力为0.40MPa、出口压力为0.10MPa。用孔径0.05μm陶瓷膜(膜层材料为氧化钛、支撑层材料为陶瓷)在70℃下错流过滤粗生物柴油，收集滤过液，每3分钟自动记录一次膜的通量。当浓缩比为10∶1时，停泵。测定总滤过液K、Na元素含量为1.45和1.21mg/kg，游离甘油含量为0.0104％。
实施例五：
将10Kg粗生物柴油(游离甘油含量0.462％，K元素含量32.6mg/kg、Na元素含量154.6mg/kg加入原料罐，开启循环泵，调节进、出口阀门，使超滤进口压力为0.40MPa、出口压力为0.15MPa。用孔径0.05μm陶瓷膜(膜层材料为氧化钛、支撑层材料为陶瓷)在80℃下错流过滤粗生物柴油，收集滤过液，每3分钟自动记录一次膜的通量。当浓缩比为8∶1时，停泵。测定总滤过液K、Na元素含量为1.32和1.27mg/kg，游离甘油含量为0.0096％。

Claims (6)

1.一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法，其特征在于：用孔径为0.05～0.6μm的陶瓷膜在进口压力为0.20～0.40MPa、出口压力0.05～0.15MPa、温度为40～80℃下错流过滤粗生物柴油，过滤浓缩比为4∶1-10∶1。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述粗生物柴油中游离甘油含量为0.05-0.5％，金属元素含量为K：25-210mg/kg、Na：9-220mg/Kg。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：用孔径0.05-0.1μm的陶瓷膜在进口压力0.26MPa、出口压力0.06MPa、温度为60℃下错流过滤所述粗生物柴油，过滤浓缩比8∶1。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述陶瓷膜的孔径为0.05μm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述陶瓷膜膜层材料为氧化铝，支撑层材料为陶瓷。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述陶瓷膜膜层材料为氧化钛，支撑层材料为陶瓷。
CN200710026457A 2007-01-22 2007-01-22 一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法 Expired - Fee Related CN101012392B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200710026457A CN101012392B (zh) 2007-01-22 2007-01-22 一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200710026457A CN101012392B (zh) 2007-01-22 2007-01-22 一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101012392A CN101012392A (zh) 2007-08-08
CN101012392B true CN101012392B (zh) 2010-05-19

Family

ID=38700120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200710026457A Expired - Fee Related CN101012392B (zh) 2007-01-22 2007-01-22 一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101012392B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102234566B (zh) * 2010-04-28 2013-09-25 中国石油化工股份有限公司 一种分离生物柴油中游离甘油的方法
CN102847612B (zh) * 2012-03-23 2015-02-04 太原理工大学 一种用于煤浮选的生物柴油及其制备方法
CN106699514A (zh) * 2016-12-02 2017-05-24 南京工业大学 一种生物柴油副产物粗甘油的纯化方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101012392A (zh) 2007-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20100331558A1 (en) Method for producing fatty acid methyl ester
CN1664072A (zh) 采用固体碱法制备生物柴油的方法
CN101691521A (zh) 生物柴油脱色工艺
CN103314112B (zh) 从生物质制备脂类的方法
CN101012392B (zh) 一种除去生物柴油中皂和游离甘油的方法
CN104004596B (zh) 一种利用高酸值动植物废油生产生物柴油的方法
CN101469293A (zh) 一种降低油料酸值的方法
CN1844319A (zh) 一种亚临界—超临界流体转化制备生物柴油的方法
CN101440298B (zh) 基于精馏工艺从废油脂中制备-20#生物柴油的方法
CN100529021C (zh) 用固体酸预处理高酸值油脂制备生物柴油的方法
CN101157868B (zh) 一种利用废弃动植物油脂偶联生产低凝点生物柴油的方法及专用装置
CN112175744A (zh) 一种高酸价餐厨废弃油脂制备生物柴油的方法
CN100365100C (zh) 甲醇临界低碱法制备生物柴油的方法
CN102875471A (zh) 一种碱性复合离子液体及生物柴油制备方法
EP3134535B1 (en) Process for the production of lipids from biomass employing oleaginous microorganisms
CN103087788A (zh) 一种利用高酸值油脂制备生物柴油的方法
CN101440299B (zh) 基于精馏工艺从废油脂中制备-10#生物柴油的方法
CN102311813A (zh) 一种用废弃污水提取液体燃料的方法
CN102108319B (zh) 制备生物柴油的连续式系统及方法
CN110872541A (zh) 一种将地沟油转化为生物柴油的方法
CN101113349A (zh) 一种后处理方便的生物柴油的生产方法
CN101392181A (zh) 一种原位提取米糠油制备生物柴油的新方法
CN104560411A (zh) 生物法制取脂肪酸甲酯的工艺方法
CN103194255B (zh) 催化裂化动植物油脂生产清洁燃料的方法
CN102839229B (zh) 利用膜分离与木质纤维素酸水解耦合提高还原糖收率的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20100519

Termination date: 20160122

EXPY Termination of patent right or utility model