CN102229521B - 一种粗甘油精制及副产物回收工艺 - Google Patents

一种粗甘油精制及副产物回收工艺 Download PDF

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本发明公开了一种粗甘油精制及副产物回收工艺，包括以下步骤：将粗甘油加水稀释，预热至30-60℃，通入装有阳离子交换树脂的离子交换柱；通过离子交换柱的粗甘油进入一储罐A，保持温度为30-60℃，静置分层；分层后，底层液通入超滤膜组件，上层液进入另一储罐B；将上述超滤膜透过液通入阴离子交换柱，再通入阳离子交换柱，流出液进行蒸发、浓缩或蒸馏，即得到高纯度甘油，未透过液返回到储罐A中；储罐B中的液体静置使其分层，将上层油层分离出来，热水洗涤，再静置分离，取上层油层，即得到脂肪酸。本发明的工艺处理效率高、工艺简单且成本低廉，其不仅能高效生产高纯度甘油，同时能回收粗甘油中的脂肪酸，降低生产成本。

Description

一种粗甘油精制及副产物回收工艺
技术领域
本发明涉及粗甘油精制工艺，尤其涉及一种粗甘油精制及副产物回收工艺。
背景技术
生物柴油生产的过程中会产生大量副产物粗甘油，大约每产生1t生物柴油可产生0.1t的甘油。油脂化工的生产过程中也会产生大量的粗甘油水。高纯度的甘油是一种重要的工业原料，在食品、药品、化妆品及烟草等工业中具有相当广泛的应用。我国对于高纯度甘油的需求一直处于紧缺状态，因此对生物柴油副产物粗甘油或油脂化工产生的粗甘油水进行回收利用不仅可以降低生物柴油的生产成本，同时可以增加高纯度甘油的来源。
目前工业生产中粗甘油的精制工艺为：先采用酸碱处理粗甘油，以三氯化铁或类似物质为絮凝剂，再经压滤去除脂肪酸等有机物质，其反应如下：
（1） HCl + RCOONa  →  NaCl + RCOOH
（2）FeCl3  +  3RCOOH   →　（RCOO）3Fe↓+　3HCl 
（3）FeCl3  +  3RCOONa   →　（RCOO）3Fe↓+　3NaCl
然后将经过上述处理的甘油水进行蒸发、浓缩，生产含量为80%的粗甘油，再经过蒸馏方法，生产含量为95%的精甘油。
在实际生产中，采用上述方法精制后的精甘油的脂肪酸、酯类含量及易碳化物质等指标一般达不到国家规定的高等级甘油标准。而其主要原因是该方法对脂肪酸的去除率低，粗甘油中脂肪酸类有机物质去除不完全。同时上述方法需要耗用盐酸或硫酸等强酸，对生产设备要求高；脂肪酸以沉淀的形式压滤去除，不仅不能对其回收利用，而且会产生二次污染物，并且会将NaCl、Na2SO4等带入最终的精制甘油过程中，影响其质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种处理效率高、工艺简单且成本低廉的粗甘油精制及副产物回收工艺，其不仅能高效生产高纯度甘油，同时能回收粗甘油中的脂肪酸，降低生产成本。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种粗甘油精制及副产物回收工艺，包括以下步骤：
（1）将粗甘油加水稀释，预热至30-60℃，通入装有阳离子交换树脂的离子交换柱；
（2）通过离子交换柱的粗甘油进入一储罐A，保持温度为30-60℃，静置分层；
（3）分层后，底层液通入超滤膜组件，上层液进入另一储罐B；
（4）将上述超滤膜透过液通入阴离子交换柱，再通入阳离子交换柱，流出液进行蒸发、浓缩或蒸馏，即得到高纯度甘油，未透过液返回到储罐A中；
（5）储罐B中的液体静置使其分层，将上层油层分离出来，热水洗涤，再静置分离，取上层油层，即得到脂肪酸。
进一步，所述步骤（1）中的阳离子交换树脂为HD-8大孔强酸型阳离子交换树脂。
所述步骤（3）中超滤膜组件为陶瓷超滤膜组件，优选的L=1016mm，D=50nm。
所述步骤（2）中储罐A中的粗甘油保持pH＜4.2。
所述步骤（3）中底层液通入超滤膜组件时保持压力为0.2-0.5Mpa。
所述步骤（4）中的阴离子交换柱和阳离子交换柱内的树脂可选取工业上常规使用的阴、阳离子交换树脂。优选的阴离子交换树脂为强碱凝胶型阴离子交换树脂或大孔强碱季胺型阴离子交换树脂；优选的阳离子交换树脂为大孔强酸型阳离子交换树脂或强酸型苯乙烯阳离子交换树脂。同时为了得到更高纯度的精制甘油，步骤（4）中阴离子交换柱的透过液可多次循环通过多级阴阳离子交换柱。
所述步骤（5）中的洗涤热水可循环回到步骤（1）中，一方面用于稀释粗甘油，另一方面用于提高粗甘油的温度。
本发明的有益效果是： 
Figure 2011101239868100002DEST_PATH_IMAGE001
本发明利用粗甘油中存在的由油脂皂化分解及生物柴油生产过程中产生的脂肪酸、脂肪酸盐等与HD-8大孔强酸型阳离子交换树脂进行离子交换置换出H+，H+与RCOO-结合生成RCOOH，再将脂肪酸进行分离，从而将其回收；同时利用特种陶瓷超滤膜组件对经阳离子交换柱处理后的粗甘油进行过滤，无机陶瓷超滤膜可对粗甘油中存在的物质进行分子量级的选择性过滤，小分子物质可以透过膜，而大分子物质被膜截流，从而达到分离、提纯、去杂之目的，能最大限度的分离粗甘油中的脂肪酸等有机物质，得到高纯度的精制甘油。
本发明工艺不产生副产物NaCl或Na2SO4，不仅减少了后续甘油蒸发、蒸馏成本，提高了效率，同时减少了精制甘油中的副产杂质，提高了精制甘油的质量。
Figure 2011101239868100002DEST_PATH_IMAGE003
不使用三氯化铁等絮凝剂，原方法每吨消耗三氯化铁等絮凝剂按0.25%（质量百分数）计，处理一吨粗甘油水可节约生产成本约17元，同时节约了后期甘油处理及（RCOO）3Fe等副产物处理的成本。本方法较原方法在此步骤可降低约70%生产成本。
 采用前期阳离子离子交换处理后可减少后期阴离子交换树脂的负荷，同时由于超滤膜的高效处理，甘油的后续处理工艺得到简化，不仅操作简单、生产强度小，同时可实现管道化，提高生产效率。
具体实施方式
为便于对本发明进一步理解，现结合具体实施例对本发明进行详细描述。
将粗甘油加水稀释，稀释后的粗甘油中甘油的质量含量小于50%，预热至30-60℃，通入装有HD-8大孔强酸型阳离子交换树脂的离子交换柱，根据pH值判断树脂状态，当pH＞4.5后，停止进料，清洗树脂并进行树脂再生；离子交换柱流出液进入一储罐A，控制pH＜4.2，保持温度为30-60℃，静置0.5-2小时，待混合液分层；一般会分为二层，最上层为脂肪酸油层，下层为甘油水层，将下层液通入陶瓷超滤膜组件，控制压力为0.2-0.5Mpa，上层液进入另一储罐B；然后将陶瓷超滤膜透过液通入阴离子交换柱，再通入阳离子交换柱并循环通过该柱至少一次，再将流出液进行蒸发、浓缩或蒸馏处理，即得到高纯度甘油，未透过超滤膜的混合液返回到储罐A中；同时将储罐B中的液体静置，使其分层，上层为脂肪酸油层，下层为水层，将上层油层分离出来，热水洗涤，再静置分离，取上层油层，即回收得到脂肪酸。
通过本发明工艺精制后的甘油纯度可以达到99.5%以上，同时可从粗甘油中回收脂肪酸，其工艺过程简单，生产效率高，生产成本也大大降低。

Claims (4)

1.一种粗甘油精制及副产物回收工艺，其特征在于包括以下步骤：
（1）将粗甘油加水稀释，预热至30-60℃，通入装有阳离子交换树脂的离子交换柱；
（2）通过离子交换柱的粗甘油进入一储罐A，保持温度为30-60℃，静置分层；
（3）分层后，底层液通入陶瓷超滤膜组件，上层液进入另一储罐B；
（4）将上述超滤膜透过液通入阴离子交换柱，再通入阳离子交换柱，流出液进行蒸发、浓缩或蒸馏，即得到高纯度甘油，未透过液返回到储罐A中；
（5）储罐B中的液体静置使其分层，将上层油层分离出来，热水洗涤，再静置分离，取上层油层，即得到脂肪酸。
2.根据权利要求1所述的粗甘油精制及副产物回收工艺，其特征在于：所述步骤（1）中的阳离子交换树脂为HD-8大孔强酸型阳离子交换树脂。
3.根据权利要求1所述的粗甘油精制及副产物回收工艺，其特征在于：所述步骤(2)中储罐A中的粗甘油保持pH＜4.2。
4.根据权利要求1所述的粗甘油精制及副产物回收工艺，其特征在于：所述步骤（3）中底层液通入超滤膜组件时保持压力为0.2-0.5Mpa。
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