CN103740461B - 一种用于生物油多级分离的精炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于生物油多级分离的精炼方法，包括如下步骤：（1）生物油经水洗，得到水溶性油与水不溶性油；（2）水溶性油经过减压蒸馏浓缩，加入乙醇得到沉淀，通过过滤得到沉淀物和可溶物，沉淀物经过冷冻干燥得到多糖，可溶物通过减压蒸馏得到单糖类物质和溶于水的小分子物质；（3）水不溶物加入二氯甲烷/乙醇（2：1）混合液萃取，得到萃取液经减压蒸馏浓缩加入乙醚得到乙醚可溶物和乙醚不溶物，乙醚可溶物通过先常压蒸馏出乙醚回收利用，后减压蒸馏出水得到酚类物质，乙醚不溶物通过过滤得到并冷冻干燥得到木质素大分子。本发明具有以下优点：经过本方法对生物油进行分级精炼后，可以把生物油的全组分进行细分，大分子与小分子分离，实现不同生物油组分的不同利用方法，从而实现生物油的全利用。
Description
技术领域
本发明涉及生物工程与能源领域，特别涉及生物油经过多级分离对其进行精炼的技术。
背景技术
由于化石能源的日趋减少以及化石能源的利用带来了环境污染的加剧，科学家把注意力集中到新能源的开发和可再生能源上。在各种可再生能源中，生物质资源具有可再生性、分布广泛、环境友好等优点，生物质能源转换技术可以高效地利用生物质资源，生产各种清洁燃料，替代煤炭，石油和天然气燃料，生产电力，生产化学产品，进而受到世界各国的高度重视。
我国生物质资源十分丰富，资源总量不低于30亿t干物质/a，相当于10亿t油当量/a，约为我国目前石油消耗量的3倍。其中大部分生物质产量很大、保存困难、不能及时利用，许多地区就地焚烧，不仅浪费资源，而且导致严重环境污染。如果将这些生物质转化为液体燃料，则相当于每年少增加了数千万t石油当量的能量，从而可以显著提高我国的能源安全并能够有效地减少污染物和温室气体的排放。
目前将生物质转化生物油的方法主要有快速热解液化和高压液化。其相同点就是目标产品都是生物油，由于不同的转化方法，最终产品的性质也不相同。但是这两种方法制得的生物油的共同点是其化学组成复杂，最终导致其性质较差，高含水量、高含氧量、高粘度、高酸度、易老化等。所有的这些缺点导致生物油不易燃烧，目前还不能大规模的利用。所以必须对生物质裂解、液化后的液态产物再进行二次加工处理以提高裂解油的品质。中国专利公开号CN101798524 A公开了双溶剂萃取分离生物油的方法，其主要内容是在常温、常压下首先以乙醚为溶剂对生物油进行萃取，从而得到乙醚可溶物和乙醚不溶物，乙醚不溶物在常温、常压下通过添加二氯甲烷可得到二氯甲烷可溶物与二氯甲烷不溶物。这两种产物再进行低温干燥可得到木质素组分。该方法的主要是分离得到生物油中的木质素，木质素本身的利用价值又不高，所以此方法没有对生物油进行高值化的利用。中国专利公开号CN 102703212 A公开了一种生物油各组分分离的精制方法，该技术针对生物油的首先进行水洗，水洗液通过蒸馏得到糖类和水相，水不溶残渣干燥后再利用乙酸乙酯萃取，萃取液通过减压蒸馏可得到酚类物质，但是该方法只把生物油划分成了二项，即水溶性物质和乙酸乙酯溶性物质，此方法没有分离出木质素产品，并且水溶性油中还会有大量的多糖类物质和单糖类物质混合在一起，没有有效的分离利用。
本发明针对以上技术存在的缺点，提供了一种新的方法提取生物油中单糖、多糖、酚类小分子和木质素大分，起到全面利用生物油的作用。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种用于生物油各多级分离的精制方法，分离过程温度低，设备廉价，工艺简单，实现生物油多级分离多级利用，从而提高生物油的产品附加值。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
（1）生物油经水洗，得到水溶性油与水不溶性油；
（2）水溶性油经过减压蒸馏浓缩至30－50%，加入95%乙醇得到沉淀，通过过滤得到沉淀物和可溶物，沉淀物经过冷冻干燥得到多糖，可溶物通过减压蒸馏得到单糖类物质和溶于水的小分子物质；
（3）水不溶物加入二氯甲烷/乙醇（2：1）混合液萃取，得到萃取液经减压蒸馏浓缩至30%－50%，加入90%乙醚得到乙醚可溶物和乙醚不溶物，乙醚可溶物通过先常压蒸馏出乙醚回收利用，后减压蒸馏出水得到酚类物质，乙醚不溶物通过过滤得到并冷冻干燥得到木质素大分子。
优选地，步骤（1）中所述水洗是生物油与水按质量比1：（2－3）混合，在温度50－60℃混合搅拌1－2小时。
优选地，步骤（2）所述水溶性油减压条件为10－20KPa，温度为60－85℃，时间为40－80分钟。
优选地，步骤（3）所述减压条件为10－20KPa，温度为60－85℃，时间为40－80分钟。
优选地，步骤（2－3）中所述冷冻干燥的温度为－50℃，压力为0.024mBar。
本发明多糖得率1－8%，单糖类与水溶性不分子得率20－50%，酚类小分子得率20－35%，木质素得率20－35%。
有益效果：经过本方法对生物油进行分级精炼后，可以把生物油的全组分进行细分，大分子与小分子分离，实现不同生物油组分的不同利用方法，从而实现生物油的全利用，使生物油的利用效益最大化。
附图说明
图1表示本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实例对本发明作进一步阐述，其目的在于更好理解本发明内容而非限制本发明的保护范围。
除非另有定义，本文所用术语具有本领域技术人员通常理解的含义。
下述实例中，如无特殊说明，均为常规方法。
下述实例中，所述百分含量如无特殊说明，均为质量百分含量。
实施例
实施例1：
本实施例使用的生物油为柏树在高温高压水/乙醇混合溶剂（体积比1：1）液化制备所得（反应条件为：240℃，柏树粉10g，混合溶剂加入量100ml，反应时间10分钟）。
取已蒸发干的反应混合物加入100ml去离水，在60℃条件下搅拌1小时，过滤出水溶性油，水溶性油经过在20KPa和80℃条件下浓缩至10ml，加入100ml95%的乙醇沉淀，过滤沉淀物和可溶性物，沉淀物通过在温度为－50℃和压力为0.024mBar的条件下冻干得到多糖，可溶性物在20KPa和60℃条件下蒸馏出溶剂得到小分子单糖等；将水洗后的不溶性混合物加入100ml二氯甲烷/乙醇（2：1）混合液萃取，过滤得到萃取液，萃取液在20KPa和60℃条件下蒸馏浓缩至10ml，加入100ml90%乙醚沉淀，过滤得到沉淀物和可溶物，沉淀物在－50℃和压力为0.024mBar的条件下冻干得到木质素，可溶物经先常压50℃蒸馏回收乙醚，再经20KPa和60℃条件下蒸馏出水分，最后得到酚类等小分子；以上生物油合组分占最终生物油的得率分别是：多糖8%，单糖类与水溶性小分子37%，酚类小分子27%，木质素28%。
实施例2：
本实施例使用的生物油为650℃裂解桉木制备所得。
取20g生物油加入100ml去离水，在60℃条件下搅拌1小时，过滤出水溶性油，水溶性油经过在20KPa和80℃条件下浓缩至10ml，加入100ml95%的乙醇沉淀，过滤沉淀物和可溶性物，沉淀物通过在温度为－50℃和压力为0.024mBar的条件下冻干得到多糖，可溶性物在20KPa和60℃条件下蒸馏出溶剂得到小分子单糖等；将水洗后的不溶性混合物加入100ml二氯甲烷/乙醇（2：1）混合液萃取，过滤得到萃取液，萃取液在20KPa和60℃条件下蒸馏浓缩至10ml，加入100ml90%乙醚沉淀，过滤得到沉淀物和可溶物，沉淀物在－50℃和压力为0.024mBar的条件下冻干得到木质素，可溶物经先常压50℃蒸馏回收乙醚，再经20KPa和60℃条件下蒸馏出水分，最后得到酚类等小分子；以上生物油合组分占最终生物油的得率分别是：多糖1%，单糖类与水溶性小分子28%，酚类小分子36%，木质素35%。
Claims (2)
1.一种用于生物油多级分离的精炼方法，使用的生物油为柏树在高温高压下体积比1：1的水/乙醇混合溶剂液化制备所得,反应条件为：240℃，柏树粉10g，混合溶剂加入量100ml，反应时间10分钟；其特征在于，包括如下步骤：取已蒸发干的反应混合物加入100ml去离水，在60℃条件下搅拌1小时，过滤出水溶性油，水溶性油经过在20KPa和80℃条件下浓缩至10ml，加入100ml 95%的乙醇沉淀，过滤沉淀物和可溶性物，沉淀物通过在温度为－50℃和压力为0.024mbar的条件下冻干得到多糖，可溶性物在20KPa和60℃条件下蒸馏出溶剂得到小分子单糖类与水溶性小分子；将水洗后的不溶性混合物加入100ml二氯甲烷/乙醇体积比为2：1的混合液萃取，过滤得到萃取液，萃取液在20KPa和60℃条件下蒸馏浓缩至10ml，加入100ml90%乙醚沉淀，过滤得到沉淀物和可溶物，沉淀物在－50℃和压力为0.024mbar的条件下冻干得到木质素，可溶物经先常压50℃蒸馏回收乙醚，再经20KPa和60℃条件下蒸馏出水分，最后得到酚类小分子。
2.一种用于生物油多级分离的精炼方法，使用的生物油为650℃裂解桉木制备所得；其特征在于，包括如下步骤：取20g生物油加入100ml去离水，在60℃条件下搅拌1小时，过滤出水溶性油，水溶性油经过在20KPa和80℃条件下浓缩至10ml，加入100ml 95%的乙醇沉淀，过滤沉淀物和可溶性物，沉淀物通过在温度为－50℃和压力为0.024mbar的条件下冻干得到多糖，可溶性物在20KPa和60℃条件下蒸馏出溶剂得到单糖类与水溶性小分子；将水洗后的不溶性混合物加入100ml二氯甲烷/乙醇体积比为2：1的混合液萃取，过滤得到萃取液，萃取液在20KPa和60℃条件下蒸馏浓缩至10ml，加入100ml 90%乙醚沉淀，过滤得到沉淀物和可溶物，沉淀物在－50℃和压力为0.024mbar的条件下冻干得到木质素，可溶物经先常压50℃蒸馏回收乙醚，再经20KPa和60℃条件下蒸馏出水分，最后得到酚类小分子。
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