CN105586149A - 碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法 - Google Patents

碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法 Download PDF

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汤颖
张洁
王姗姗
程栖桐
周瑞
王小莉
王小婷
许亮红
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China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
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SHAANXI YCZL NEW ENERGY CO Ltd
China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Xian Shiyou University
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Abstract

本发明提供了一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法。该方法包括：1)将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于萃取罐中；2)向所述萃取罐中加入体积比为80-99:20-1的甲醇水溶液，得到混合液，所述甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:1-3；3)将上述混合液搅拌后静置分层，分离出下层的甲醇水溶液；4)重复第二步至第四步的操作三次，最终保留在萃取罐中的为生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液，对其进行减压蒸馏，得到碳酸甘油酯。该分离方法既可以解决双酯交换法制备生物柴油过程中，生物柴油与碳酸甘油酯难以分离的问题，又可以同时得到高附加值的碳酸甘油酯，提高生物柴油产业的经济效益。

Description

碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法
技术领域
本发明涉及一种碳酸甘油脂与生物柴油的分离方法，属于无甘油法制备生物柴油技术领域。
背景技术
生物柴油作为调和原料在推向市场前首先得符合标准的要求，ASTMD6751和欧盟标准委员会标准EN14214制定了生物柴油调和原料和发动机燃料相似的规格，其中都限制生物柴油中游离甘油和甘油酯的量。游离甘油是生物柴油生产中的副产物，单甘油酯、二甘油酯、三甘油酯是部分反应油，是生物柴油中的污染物。高含量的游离甘油和甘油酯会导致发动机沉积物的增加。
另一方面，随着生物柴油产业的发展，甘油产量剧增，远大于传统的甘油市场规模。因此，生物柴油生产过程中低价粗甘油的有效综合利用成了生物柴油产业一个严峻而又关键的问题，对于生物柴油产业的规模化发展过程中减少环境污染和降低生产成本具有重要的现实意义，也是近期生物能源与化工行业的研究热点之一。
采用双酯交换法是近年来新兴的生物柴油制备方法，采用天然油脂和甲酯化试剂(如碳酸二甲酯、原甲酸三甲酯等)反应，在制备生物柴油的同时将甘油转化为碳酸酯，既可以解决传统生物柴油生产中甘油残余的问题，又可以同时得到高附加值的碳酸甘油酯，双酯交换法与传统酯交换法制备生物柴油不同，所产生的生物柴油和碳酸甘油酯互溶，不易分离。
因此，如何快速有效地将生物柴油与碳酸甘油酯分离，是本领域亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，能够实现碳酸甘油酯与生物柴油的良好分离。
为达到上述目的，本发明提供的一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，其包括以下步骤：
第一步，将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于萃取罐中；
第二步，向所述萃取罐中加入体积比为80-99:20-1的甲醇水溶液，得到混合液，所述甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:1-3；
第三步，对所述混合液进行搅拌；
第四步，将所述混合液静置分层，分离出下层的甲醇水溶液；
第五步，重复第二步至第四步的操作三次，最终保留在萃取罐中的为生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液(即将每次分离出甲醇水溶液混合在一起)，对其进行减压蒸馏，得到碳酸甘油酯。
在上述分离方法中，优选地，所述甲醇为工业级试剂或化学纯试剂。
在上述分离方法中，优选地，所述水为自来水或去离子水。
在上述分离方法中，优选地，所述天然油脂为菜籽油、大豆油、棉籽油、花椒油、麻疯树油或预酯化地沟油。
在上述分离方法中，优选地，所述甲酯化试剂为碳酸二甲酯或原甲酸三甲酯，其纯度至少为工业级。
在上述分离方法中，优选地，所述搅拌速度为500-2000r/min，搅拌时间为10-60min。
在上述分离方法中，优选地，所述静置的时间为10-120min。
本发明所提供的分离方法既可以解决双酯交换法制备生物柴油过程中，生物柴油与碳酸甘油酯难以分离的问题，又可以得到高附加值的碳酸甘油酯，提高生物柴油产业的经济效益。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，包括以下步骤：
第一步，将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于容积为粗生物柴油体积20倍的萃取罐中，其中，天然油脂为菜籽油，甲酯化试剂为工业级碳酸二甲酯；
第二步，向上述萃取罐中加入体积比为99:1的甲醇水溶液，甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:1，所述甲醇为工业级试剂，水为自来水；
第三步，开动萃取罐中的搅拌器，调节转速为500转/分，搅拌60分钟；
第四步，将上述混合液静置20分钟，分出下层甲醇水溶液；
第五步，重复第二步至第四步操作三次，萃取罐中为精制后的生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液，减压蒸去甲醇和水，得到浅黄色液体，即得到碳酸甘油酯，收率为98.4％。
实施例2
本实施例提供了一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，包括以下步骤：
第一步，将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于容积为所述粗生物柴油体积15倍的萃取罐中，天然油脂为大豆油，甲酯化试剂为工业级碳酸二甲酯；
第二步，向上述萃取罐中加入体积比为95:5的甲醇水溶液，甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:1.5，所述甲醇为工业级试剂，水为自来水；
第三步，开动萃取罐中的搅拌器，调节转速为800转/分，搅拌45分钟；
第四步，将上述混合液静置60分钟，分出下层甲醇水溶液；
第五步，重复第二步至第四步操作三次，萃取罐中为精制后的生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液，减压蒸去甲醇和水，得到浅黄色液体，即得到碳酸甘油酯，收率为97.5％。
实施例3
本实施例提供了一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，包括以下步骤：
第一步，将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于容积为所述粗生物柴油体积5倍的萃取罐中，天然油脂为棉籽油，甲酯化试剂为工业级原甲酸三甲酯；
第二步，向上述萃取罐中加入体积比为90:10的甲醇水溶液，甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:2，所述甲醇为化学纯试剂，水为去离子水；
第三步，开动萃取罐中的搅拌器，调节转速为1000转/分，搅拌30分钟；
第四步，将上述混合液静置80分钟，分出下层甲醇水溶液；
第五步，重复第二步至第四步操作三次，萃取罐中为精制后的生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液，减压蒸去甲醇和水，得到浅黄色液体，即得到碳酸甘油酯，收率为98.5％。
实施例4
本实施例提供了一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，包括以下步骤：
第一步，将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于容积为所述粗生物柴油体积20倍的萃取罐中，天然油脂为花椒油，甲酯化试剂为分析纯碳酸二甲酯；
第二步，向上述萃取罐中加入体积比为85:15的甲醇水溶液，甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:3，所述甲醇为化学纯试剂，水为去离子水；
第三步，开动萃取罐中的搅拌器，调节转速为1500转/分，搅拌20分钟；
第四步，将上述混合液静置90分钟，分出下层甲醇水溶液；
第五步，重复第二步至第四步操作三次，萃取罐中为精制后的生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液，减压蒸去甲醇和水，得到浅黄色液体，即得到碳酸甘油酯，收率为99.4％。
实施例5
本实施例提供了一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，包括以下步骤：
第一步，将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于容积为所述粗生物柴油体积15倍的萃取罐中，天然油脂为麻疯树油，甲酯化试剂为工业级碳酸二甲酯；
第二步，向上述萃取罐中加入体积比为80:20的甲醇水溶液，甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:2，所述甲醇为工业试剂，水为去离子水；
第三步，开动萃取罐中的搅拌器，调节转速为1800转/分，搅拌20分钟；
第四步，将上述混合液静置100分钟，分出下层甲醇水溶液；
第五步，重复第二步至第四步操作三次，萃取罐中为精制后的生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液，减压蒸去甲醇和水，得到浅黄色液体，即得到碳酸甘油酯，收率为98.8％。
实施例6
本实施例提供了一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，包括以下步骤：
第一步，将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于容积为所述粗生物柴油体积10倍的萃取罐中，天然油脂为预酯化地沟油，甲酯化试剂为工业级原甲酸三甲酯；
第二步，向上述萃取罐中加入体积比为90:10的甲醇水溶液，甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:1.5，所述甲醇为工业级试剂，水为去离子水；
第三步，开动萃取罐中的搅拌器，调节转速为2000转/分，搅拌10分钟；
第四步，将上述混合液静置120分钟，分出下层甲醇水溶液；
第五步，重复第二步至第四步操作三次，萃取罐中为精制后的生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液，减压蒸去甲醇和水，得到浅黄色液体，即得到碳酸甘油酯，收率为99.0％。

Claims (7)

1.一种碳酸甘油酯与生物柴油的分离方法，其包括以下步骤
第一步，将天然油脂与甲酯化试剂制备的粗生物柴油置于萃取罐中；
第二步，向所述萃取罐中加入体积比为80-99:20-1的甲醇水溶液，得到混合液，所述甲醇水溶液和粗生物柴油的体积比为1:1-3；
第三步，对所述混合液进行搅拌；
第四步，将所述混合液静置分层，分离出下层的甲醇水溶液；
第五步，重复第二步至第四步的操作三次，最终保留在萃取罐中的为生物柴油，收集分离出的甲醇水溶液，对其进行减压蒸馏，得到碳酸甘油酯。
2.根据权利要求1所述的分离方法，其中：所述甲醇为工业级试剂或化学纯试剂。
3.根据权利要求1或2所述的分离方法，其中：所述水为自来水或去离子水。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的分离方法，其中：所述天然油脂为菜籽油、大豆油、棉籽油、花椒油、麻疯树油或预酯化地沟油。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的分离方法，其中：所述甲酯化试剂为碳酸二甲酯或原甲酸三甲酯，其纯度至少为工业级。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的分离方法，其中：所述搅拌速度为500-2000r/min，搅拌时间为10-60min。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的分离方法，其中：所述静置时间为10-120min。
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