CN102533442A - 一种提纯生物柴油的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于高纯度生物柴油制备方法的技术领域，具体为一种提纯生物柴油的方法，是利用吸附树脂提纯生产生物柴油。利用吸附树脂提纯生产生物柴油，以克服现有提纯方法存在的缺陷，能较大幅度提高生物柴油的纯度且可提高甲醇、甘油的回收率和纯度。
Description
技术领域
本发明属于高纯度生物柴油制备方法的技术领域，具体为一种提纯生物柴油的方法，是利用吸附树脂提纯生产生物柴油。
背景技术
随着石油资源的储备的减少，生物柴油的发展具有巨大的社会需求和意义。目前，国内在生产生物柴油(甲酯，乙酯)的技术通常采取的工艺主要以下两种:
一种为：酯化反应的中间产物通过静止分层，取上层液，然后水洗至干燥塔干燥后，得到生物柴油产品。得到的生物柴油存在以下几方面的问题:①采用水洗工艺，难以将杂质彻底去除，甲醇的回收率低且工艺复杂，产品脂肪酸甲酯等的含量相对较低，一般达不到98% ，因此令生物柴油应用范围受到一定的限制，例如不能在高档汽车中使用，而只能应用在工业锅炉、农用机械等相对要求较低的行业；②在水洗处理中产生大量的废水，既对环境造成严重污染，又浪费水资源，若回收甲醇或乙醇回收成本高；③采用水洗后产品需要通过干燥塔进行干燥，增加设备成本以及处理成本；④水洗工艺除带走大部分的杂质(甲醇、甘油等)，也同时带走部分的甲酯，令产出率降低。
另一种为：酯化反应的中间产物通过静止分层，取上层清夜，然后精馏或闪蒸后，得到生物柴油产品。虽然克服了上述工艺的缺点但是采用精馏或闪蒸对设备的要求高且需要消耗大量的能量。
发明内容
本发明的目的在于针对上述问题，提供一种新的生物柴油提纯方法，利用吸附树脂提纯生产生物柴油，以克服现有提纯方法存在的缺陷，能较大幅度提高生物柴油的纯度且可提高甲醇、甘油的回收率和纯度。
本发明的技术方案为:
一种提纯生物柴油的方法，利用吸附树脂提纯生产生物柴油。
其步骤如下：
a.以植物油或动物油或地沟油之一或混合物为原料，进行酯化反应；b.把酯化反应产物进行离心分离或静止分层，取上层清液降温到-5℃-5℃进行过滤，得到粗酯；c.将粗酯在常温常压或加压的条件下通过填有吸附树脂的多级吸附柱或吸附塔后，制得生物柴油产品；所述的吸附树脂的孔径为0.4-1.0纳米。
所述的c步骤中，采用两级吸附柱或吸附塔，第一级吸附用的吸附树脂的孔径为0.4-0.6纳米；第二级吸附树脂的孔径为0.6-1.0纳米，不同的级数的吸附柱或吸附塔采用不同的孔径的吸附树脂，经过至少两级吸附剂后得到生物柴油。
所述的吸附树脂为下述分子筛4A、ZSM-5、ZSM-12、ZSM-57、IM-5、IM-6、NUO-6、ITQ-4、NU-87、ITQ-22、ITQ-27、丝光沸石、ITQ-27:12MR。
所述的压力为1.1-2个大气压。
利用分子筛或吸附树脂提纯生产生物柴油的方法还可以是包括以下步骤:a.以植物油或动物油或地沟油之一或混合物为原料，进行酯化反应；b.把酯化反应产物进行吸附树脂进行吸附提纯，制得生物柴油产品；所述的吸附树脂的孔径为0.4-1.0纳米。
所述的c步骤中，采用两级吸附柱或吸附塔，第一级吸附用的吸附树脂的孔径为0.4-0.6纳米；第二级吸附树脂的孔径为0.6-1.0纳米，不同的级数的吸附柱或吸附塔采用不同的孔径的吸附树脂，经过至少两级吸附剂后得到生物柴油。
所述的吸附树脂为下述分子筛4A、ZSM-5、ZSM-12、ZSM-57、IM-5、IM-6、NUO-6、ITQ-4、NU-87、ITQ-22、ITQ-27、丝光沸石、ITQ-27:12MR。
本发明中所述的酯化反应产物吸附过程选择常温、常压，分离出甲醇或乙醇、甘油，得到生物柴油。吸附完成后取出填料（吸附树脂）加热到相应杂质的沸点进行回收，回收后填料可继续反复使用。
上述两种方法步骤a中，植物油或动物油原料与甲醇或乙醇进行酯化反应，其反应产物主要包括甲酯或乙酯、甘油、甲醇或乙醇。所述的植物油为大豆油、棕榈泊、菜籽油、棉籽油或花生油，所述的动物油为猪油、牛油、禽畜油或鱼油。
本发明所述的粗酯为粗甲酯或粗乙酯，所述的粗甲酯是指通过粗分离获得的低纯度甲酯，所述的粗乙酯是指通过粗分离获得的纯度低于95%的乙酯。
本发明的有益效果为：本发明利用分子筛或吸附树脂提纯技术，实现和完成生物柴油(甲醋或乙醋)的提纯和精制工艺，提纯的生物柴油纯度可达到98% 以上，从而生产出符合国际标准的达标生物柴油，同时省略了水洗及干燥过程，工艺流程简单，没有废水污染，节省水处理费用，节省电能减少设备的量，且分子筛或吸附树脂可以循环使用，大大降低了成本。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案进行详细的说明。
实施例1
采用椰子油与甲醇进行酯取代反应，椰子油与甲醇的摩尔比为1: 7 。反应产物通过静止分层，取上层液(粗甲酯)降温至0℃过滤除去滤渣后，滤渣重新进入酯取代反应釜，将滤液通入二级吸附柱，一级吸附柱内装有4A分子筛，二级吸附柱中装有孔径为ITQ-4分子筛，加压（2个标准大气压）使粗甲酯通过两级吸附柱得到提纯后的生物柴油。取出一级吸附柱的4A分子筛加热到65℃以上，回收甲醇。将二级吸附柱中的填料（即吸附树脂）放入水中浸泡3小时后300℃烘干1小时，水中为回收甘油，吸附树脂可装入吸附柱中继续使用。得到的甲酯的纯度为98.4%，甲醇浓度为96%，甘油30%水溶液。
实施例2
采用豆油与乙醇进行酯取代反应，豆油与乙醇的摩尔比为1: 6 。反应产物通过静止分层，取上层液(粗乙酯)降温至-5℃过滤除去滤渣后，将滤液通入二级吸附柱，一级内装有NU-87分子筛，二级吸附柱中装有ITQ-22分子筛，常压使粗乙酯通过两级吸附柱得到提纯后的生物柴油。取出一级吸附柱的NU-87分子筛加热到80℃以上，回收乙醇蒸汽直接进入酯取代反应釜。将二级吸附柱中的ITQ-22分子筛放入水中浸泡3小时后300℃烘干1小时，水中为回收甘油，ITQ-22分子筛可装入吸附柱中继续使用。得到的乙酯的纯度为99.4%，乙醇浓度为98%，甘油20%水溶液。
实施例3
采用猪油与甲醇进行酯取代反应，猪油与甲醇的摩尔比为1: 7 。将产物通入二级吸附柱，一级内装有ZSM-57分子筛，二级吸附柱中装有ITQ-27分子筛，加压（1.5个标准大气压）使粗甲酯通过两级吸附柱得到提纯后的生物柴油。取出一级吸附柱的ZSM-57分子筛加热到65℃以上，回收甲醇。将二级吸附柱中的ITQ-27:12MR分子筛放入水中浸泡3小时后300-310℃烘干1小时，水中为回收甘油，ITQ-27:12MR分子筛可重复使用。得到的甲酯的纯度为98.2%，甲醇浓度为96.4%，甘油60%水溶液。
实施例4
采用地沟油与甲醇进行酯取代反应，地沟油与甲醇的摩尔比为1: 6 。反应产物通过静止分层，取上层液(粗甲酯)降温至2℃过滤除去滤渣后，将滤液通入二级吸附塔，一级内装有IM-5分子筛，二级吸附塔中装有丝光沸石，加压使粗甲酯通过两级吸附塔得到提纯后的生物柴油。取出一级吸附塔的IM-5分子筛加热到65℃以上，回收甲醇。将二级吸附塔中的填料放入水中浸泡3小时后300℃烘干30分钟，水中为回收甘油，填料可装入吸附塔中继续使用。得到的甲酯的纯度为98.7%，甲醇浓度为95%，甘油85%水溶液。
实施例5
采用棉籽油与甲醇进行酯取代反应，棉籽油与甲醇的摩尔比为1: 6 。反应产物通过静止分层，取上层液(粗甲酯)降温至5℃过滤除去滤渣后，将滤液通入二级吸附塔，一级内装有4A分子筛，二级吸附塔中装有专用于ITQ-4分子筛，加压使粗甲酯通过两级吸附塔得到提纯后的生物柴油。取出一级吸附塔的填料加热到70℃以上，回收甲醇，甲醇蒸汽可直接通入酯化反应釜。将二级吸附塔中的填料放入水中浸泡3小时后300℃烘干1小时，水中为回收甘油，填料可装入吸附塔中继续使用。得到的甲酯的纯度为99.4%，甲醇浓度为96%，甘油54%水溶液。
Claims (8)
1.一种提纯生物柴油的方法，利用吸附树脂提纯生产生物柴油。
2.根据权利要求1所述的方法，其步骤如下：
a.以植物油或动物油或地沟油之一或混合物为原料，进行酯化反应；b.把酯化反应产物进行离心分离或静止分层，取上层清液降温到-5℃-5℃进行过滤，得到粗酯；c.将粗酯在常温常压或加压的条件下通过填有吸附树脂的多级吸附柱或吸附塔后，制得生物柴油产品；所述的吸附树脂的孔径为0.4-1.0纳米。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的c步骤中，采用两级吸附柱或吸附塔，第一级吸附用的吸附树脂的孔径为0.4-0.6纳米；第二级吸附树脂的孔径为0.6-1.0纳米。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的吸附树脂为下述分子筛：4A、ZSM-5、ZSM-12、ZSM-57、IM-5、IM-6、NUO-6、ITQ-4、NU-87、ITQ-22、ITQ-27、丝光沸石、ITQ-27:12MR。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的压力为1.1-2个大气压。
6.根据权利要求1所述的方法，其步骤如下：a.以植物油或动物油或地沟油之一或混合物为原料，进行酯化反应；b.把酯化反应产物进行吸附树脂进行吸附提纯，制得生物柴油产品；所述的吸附树脂的孔径为0.4-1.0纳米。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的b步骤中，采用两级吸附柱或吸附塔，第一级吸附用的吸附树脂的孔径为0.4-0.6纳米；第二级吸附树脂的孔径为0.6-1.0纳米。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的吸附树脂为下述分子筛4A、ZSM-5、ZSM-12、ZSM-57、IM-5、IM-6、NUO-6、ITQ-4、NU-87、ITQ-22、ITQ-27、丝光沸石、ITQ-27:12MR。
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