CN112457168B - 一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其工艺步骤为:以生物柴油生产过程中的副产含盐粗甘油为原料,先进行养晶后,过滤得到甘油滤液和滤饼;将甘油滤液进行精馏,得到高纯的甘油和甘油单甲醚,同时得到甘油沥青;将所得甘油沥青和滤饼混合后,与气化剂一起进行共气化反应,获得高纯硫酸盐固体产物,同时得到合成气产品。本发明的工艺方法,可以从生物柴油副产含盐粗甘油中回收得到高纯的甘油和甘油单甲醚,同时将滤饼、甘油沥青等废物资源化利用,整个处理工艺流程简单、产品得率高,能够有效提高粗甘油的利用价值和生物柴油的生产效益。
Description
技术领域
本发明属于油脂化工技术领域,尤其是涉及一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法。
背景技术
煤、石油等化石能源的大量使用造成了严重的环境污染问题,开发利用生物质能不仅可以增加能源供应,还可以减少环境污染,促进社会的可持续发展。生物柴油具有能量密度高、储运安全、抗爆性好、燃烧充分等优良使用性能,是非常具有发展潜力的大宗生物基液体燃料。目前工业上生物柴油一般以油脂为原料,通过酸碱两步法或甘油酯化法制得,生产过程中会副产甘油。然而,得到的粗甘油中含有盐类、胶质等杂质,降低了其品质和价值。因此,从粗甘油中提炼有用化学品有利于提高生物柴油企业的经济效益,促进生物柴油产业的发展。
中国专利CN101182281 A、CN103772149 A以生物柴油生产过程中产生的粗甘油为原料,通过酸化、中和、离子交换除杂、蒸发浓缩等工艺可以得到精制甘油。中国专利CN102952000 A、CN103626632 A利用生物柴油的副产物粗甘油生产高品质精制甘油,主要包括稀释、除皂(脱盐)、去杂、蒸馏、脱色去味等工艺步骤。但是,上述粗甘油的利用方法都只是进行了甘油的纯化和精制,未考虑粗甘油中盐类等有用化学品的回收。酸化中和后的粗甘油中含有大量硫酸钾或硫酸钠等盐类,是重要的无机化学品,具有广泛的用途。另外,生物柴油生产过程中常用硫酸进行粗甘油的酸化或除皂,但在该过程中甘油会和溶于其中的甲醇发生反应生成甘油单甲醚。酸化后粗甘油中甘油单甲醚的含量约为3%~8%,影响甘油蒸馏得率及蒸馏产品纯度和气味。甘油单甲醚可以作为汽油、柴油等燃料的添加剂,提高燃料的燃烧效率,减少颗粒物、一氧化碳等污染物的排放。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足,提供一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,它是一种从含盐粗甘油中充分提炼有用化学品的新方法。
所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于工艺步骤为:以生物柴油生产过程中的副产含盐粗甘油为原料,先进行养晶后,过滤得到甘油滤液和滤饼;将甘油滤液进行精馏,得到高纯的甘油和甘油单甲醚,同时得到甘油沥青;将所得甘油沥青、滤饼与气化剂一起进行共气化反应,获得高纯硫酸盐固体产物,同时得到合成气产品。
所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述含盐粗甘油为地沟油等废弃油脂通过酸碱两步法或甘油酯化法生产生物柴油过程中所产生的副产物粗甘油,经硫酸酸化中和产生的含盐粗甘油;其中,所述含盐粗甘油中的盐分是硫酸盐,硫酸盐的质量含量是10~30%。
所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述含盐粗甘油经养晶、过滤后,所得甘油滤液中硫酸盐的质量含量降低至3~6%。
所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述养晶过程为搅拌下进行的降温养晶过程,先于70~80℃下搅拌养晶0.5~1.5 h,其后保持搅拌速度不变,将溶液降温至60~65℃下继续搅拌养晶0.5~1.5 h,最后将溶液降温至50~55℃下继续搅拌养晶0.5~1.5 h,搅拌速度为10~80 r/min。
所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述过滤为压力过滤或离心过滤。
所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述精馏采用双塔串联精馏的方式或单塔精馏侧线出料的方式。
所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述甘油沥青和滤饼混合后,与气化剂按照1:1~1:3的质量比一起进行共气化反应。
所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述共气化反应采用固定床气化、流化床气化、微波加热气化或熔盐气化的方式,气化剂为空气、氧气或水蒸汽,气化温度为500~1200℃。
通过采用上述技术,与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1、将生物柴油副产物含盐粗甘油处理后,可以得到纯度较高的甘油、甘油单甲醚和硫酸盐,同时可以得到高品质合成气,从而将粗甘油中的有用化学品进行充分提炼,能够有效提高粗甘油的利用价值和生物柴油的生产效益。
2、利用共气化技术处理滤饼和甘油沥青,可以最大程度上实现两者的资源化,得到纯度较高的硫酸盐,还能够副产热值较高的合成气,合成气可作为燃气直接使用或用于合成其它液体燃料及化学品。
3、在过滤含盐粗甘油前对甘油溶液进行养晶操作,可以使甘油中的盐类晶体长大,从而提高过滤速率和过滤效率,还可以减少残留在滤饼上的甘油和甘油单甲醚,提高产品回收率。
附图说明
图1为本发明的生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明,但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1:
含盐粗甘油溶液中的盐分是硫酸钾,硫酸钾的质量含量为15%。
含盐粗甘油溶液进行资源化处理方法的步骤如下(工艺流程如图1所示):
(1)养晶:将800 g含盐粗甘油溶液在70℃搅拌条件下进行养晶1小时,然后保持搅拌速度不变,将溶液温度降至60℃继续养晶1小时,最后将溶液温度降至50℃再养晶1小时,整个养晶过程的搅拌速度始终保持在30r/min;
(2)过滤:向养晶后的溶液中加入硅藻土作为助滤剂(硅藻土的添加质量是含盐粗甘油溶液质量的0.5%),然后在50℃温度、0.4 MPa压力的条件下进行过滤,得到甘油滤液660 g和滤饼140 g,其中甘油滤液中硫酸钾的质量含量为5%;
(3)精馏:采用双塔串联精馏的方式对步骤(2)所得甘油滤液进行精馏,过程为:所述甘油滤液先在第一个精馏塔中进行减压精馏,第一个精馏塔中的操作条件是“操作压力1kPa、塔釜温度170℃、塔顶温度130℃、回流比5”,第一个精馏塔的塔顶冷凝得到甘油单甲醚产品(甘油单甲醚的精馏得率为90%,纯度达99%以上),第一个精馏塔的釜液送入第二个精馏塔中进行减压精馏。第二个精馏塔中的操作条件是“操作压力1 kPa、塔釜温度190℃、塔顶温度160℃、回流比0.5”,第二个精馏塔的塔顶冷凝得到甘油产品(甘油的得率收率为95%,纯度达99%以上),第二个精馏塔的釜液为甘油沥青;
(4)共气化:将步骤(2)所得滤饼和步骤(3)所得甘油沥青混合,得到滤饼沥青原料(滤饼沥青原料中硫酸钾的质量含量为50%)。所述滤饼沥青原料与气化剂一并通入流化床气化炉中进行共气化反应,气化温度为900℃,水蒸气作为气化剂和流化介质,水蒸气与滤饼沥青原料的投料质量比为2:1,最终获得高纯硫酸钾固体产物,同时得到合成气产品。
通过上述步骤,最终获得的硫酸钾固体产物中掺杂有少量的硅藻土,硫酸钾固体产物的纯度可达95%以上。以滤饼沥青原料中的有机物成分计,最终合成气产品的质量产率可达85%,合成气中氢气和一氧化碳的总体积含量可达80%。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举,本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
Claims (5)
1.一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于工艺步骤为:以生物柴油生产过程中的副产含盐粗甘油为原料,先进行养晶后,过滤得到甘油滤液和滤饼;将甘油滤液进行精馏,得到高纯的甘油和甘油单甲醚,同时得到甘油沥青;将所得甘油沥青和滤饼混合后,与气化剂按照1:1~1:3的质量比一起进行共气化反应,气化剂为空气、氧气或水蒸汽,气化温度为900~1200℃,获得高纯硫酸盐固体产物,同时得到合成气产品;
所述含盐粗甘油为地沟油通过酸碱两步法或甘油酯化法生产生物柴油过程中所产生的副产物粗甘油,经硫酸酸化中和产生的含盐粗甘油;其中,所述含盐粗甘油中的盐分是硫酸盐,硫酸盐的质量含量是10~30%;
所述含盐粗甘油经养晶、过滤后,所得甘油滤液中硫酸盐的质量含量降低至3~6%。
2.如权利要求1所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述养晶过程为搅拌下进行的降温养晶过程,先于70~80℃下搅拌养晶0.5~1.5 h,其后保持搅拌速度不变,将溶液降温至60~65℃下继续搅拌养晶0.5~1.5 h,最后将溶液降温至50~55℃下继续搅拌养晶0.5~1.5 h,搅拌速度为10~80 r/min。
3.如权利要求1所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述过滤为压力过滤或离心过滤。
4.如权利要求1所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述精馏采用双塔串联精馏的方式或单塔精馏侧线出料的方式。
5.如权利要求1所述的一种生物柴油副产物含盐粗甘油资源化处理方法,其特征在于:所述共气化反应采用固定床气化、流化床气化、微波加热气化或熔盐气化的方式。
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