CN1931809A

CN1931809A - 利用分子蒸馏技术制备甘油的方法

Info

Publication number: CN1931809A
Application number: CN 200610036865
Authority: CN
Inventors: 朱宝璋; 杨婉珍; 李忠
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2006-08-01
Filing date: 2006-08-01
Publication date: 2007-03-21
Anticipated expiration: 2026-08-01
Also published as: CN100546962C

Abstract

本发明公开了一种利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，该方法包括以下步骤：①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行粗分离得粗甘油；③将粗甘油进行分子蒸馏处理，制得甘油；所述粗甘油分子蒸馏处理温度为60－200℃，真空度为2500－1Pa，脱气并分离出甲醇或乙醇，得到甘油。该方法还可是将酯化反应产物直接进行分子蒸馏处理，制得甘油。本发明的方法制备甘油，酯化反应的产物还可制备生物柴油，成本低。甘油纯度可以达到98％以上，能做到达标食品级和医药级的标准。甘油的得率高，且不需要水洗及干燥过程，没有废水污染。

Description

利用分子蒸馏技术制备甘油的方法

技术领域

本发明涉及高纯度甘油的制备，特别是涉及利用分子蒸馏技术制备甘油的方法。

背景技术

甘油是重要的化工原料，可以用来制造塑料，合成纤维、炸药等。在医药方面，甘油可用以制取各种制剂、溶剂、吸湿剂、防冻剂和甜味剂，配制外用软膏或栓剂等。在涂料工业中，甘油可用于制取各种醇酸树脂、聚酯树脂、缩水甘油醚和环氧树脂等。在纺织和印染工艺中，甘油用于制取润湿剂、织物防急防缩处理剂。在食品工业中，甘油可用作甜味剂、烟草的汲湿剂和溶剂。此外，在造纸、化妆品、制革、照相、印刷、金属加工橡胶等行业中广泛应用。一般来说，甘油的等级与其纯度直接相关。有的技术标准将纯度达到95％以上的甘油称为二级甘油。在医药和食品领域对甘油的纯度要求较高，一般都要求在98％以上。高纯度的甘油价格较低纯度甘油高出甚多。因此，获得高纯度的甘油具有重要的商业和实用意义。

生产甘油的方法有多种，要制备纯度98％以上甘油，现有的方法普遍存在成本过高的问题。利用生产生物柴油生产过程的副产物作为原料，进一步提纯制备高纯度的甘油是克服现有技术成本过高的有效方法。但现有的生物柴油(甲酯)的生产过程中，虽可得到作为其副产品的甘油，其通常采取的工艺为：酯化反应产物→静止分层→取上层液→水洗→干燥塔→生物柴油其下层液是副产品甘油和甲醇，把下层液调PH值再分层或用高速离心机进行粗分离得到粗甘油。应用该工艺生产甘油存在以下两个问题：①、甘油含量不高通常80-90％，颜色深。②提取的甘油得率低，损耗大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在提取高纯度甘油成本过高，以及利用生产生物柴油副产物所得到甘油纯度不高且得率低的缺点，提供一种利用分子蒸馏(短程蒸馏)技术制备含量达到98％，得率达到95％以上甘油的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，包括以下步骤：①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行粗分离得粗甘油；③将粗甘油进行分子蒸馏(短程蒸馏)处理，制得甘油；所述粗甘油分子蒸馏处理温度为60-200℃，真空度为2500-1Pa，脱气并分离出甘油。

所述步骤③的分子蒸馏处理可以是包括两级，前级处理的温度为60-120℃，真空度为2500-100Pa，分离出甲醇或乙醇；第二级处理控制温度为100-200℃，真空度为100-10Pa，分离出甘油。

所述步骤②中，粗分离为静止分层或用高速离心分离。

本发明所述粗甘油是指通过粗分离获得的纯度低80％的甘油。本发明所示的分子蒸馏主要是指降模式分子蒸馏。

本发明目的还可通过如下技术方案实现：

利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，包括以下步骤：①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行分子蒸馏(短程蒸馏)处理，制得甘油；所述酯化反应产物分子蒸馏处理的温度为60-200℃，真空度为2500-1Pa，脱气并分离出甘油。

上述两种方法中，所述步骤①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。其中植物油可为椰子油、棕榈油、麻枫树油、菜籽油、小桐子油、大豆油或花生油；动物油可为猪油、牛油、禽畜油或鱼油。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

(1)成本低。本发明利用酯化反应的产物提取甘油，其中的酯化反应产物还可用于制备价值较高的生物柴油，实现多方面的应用，且生产甘油和生物柴油的前期流程一致，且因此可大大降低制备甘油的总体成本。

(2)制备的甘油纯度高，可以达到98％以上，能做到达标食品级和医药级的标准。由于采用较为先进的分子蒸馏技术，制备的甘油纯度达到了98％以上。

(3)甘油的得率高，酯化反应产物中的甘油95％以上可以提取。

附图说明

图1是本发明的生产设备构成示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明，但本发明要求保护的范围并不局限于实施例表示的范围。

本发明分子蒸馏技术制备甘油的方法，主要工艺步骤为：原料→酯化反应后中间产物→离心式分子蒸馏→终产品(甘油、甲醇或乙醇)。

首先，是以植物油或动物油之一或混合物为原料与甲醇或乙醇进行酯化反应，植物油可采用椰子油、棕榈油、麻枫树油、菜籽油、小桐子油、大豆油或花生油等等，动物油可采用猪油、牛油、禽畜油或鱼油等，在此不一一列举。酯化反应是获取甘油的主要方法之一。酯化反应利用甲醇或乙醇，将三羧酸甘油酯中的甘油基取代下来。该反应可在温度很低、常压下进行，反应条件温和，易于控制，同时可加入催化剂缩短反应周期，提高产率。将植物油或动物油与甲醇(或乙醇)进行酯化反应(或酯交换反应)，其反应后中间产物含有甲酯(或乙酯)、甘油(丙三醇)、过量的甲醇(或乙醇)和小量杂质。其反应方程式如下：

然后，在进行上述酯化反应后，把酯化反应产物直接进行粗分离为静止分层或用高速离心分离得到粗甘油，粗甘油进行分子蒸馏，其处理温度为60-200℃，真空度为2500-1Pa，脱气并分离出甲醇或乙醇，并得到甘油。较好的方法是，该分子蒸馏处理包括两级，前级处理的温度为60-120℃，真空度为2500-100Pa，分离出甲醇或乙醇；第二级处理控制温度为100-200℃，真空度为100-10Pa，分离出甘油。

上述酯化反应后的产物可以直接通过分子蒸馏得到甘油。其分子蒸馏的温度为60-200℃，真空度为2500-1Pa，脱气并分离出甲醇或乙醇，并得到甘油。

最后，蒸馏釜底液为未酯化的维E、植物甾醇、脂类、杂质等。

本发明的生产设备构成如图1所示，包括依次连接的缓冲罐1、脱气柱2、第一级降模式分子蒸馏柱3和第二级降模式分子蒸馏器4。

实施例1

采用椰子油与甲醇进行酯化反应，椰子油与甲醇摩尔比为1∶6。酯化反应产物通过静止分层，取下层液再通过高速离心机分离得(粗甘油)700ml进入缓冲罐1，如图1所示，然后进入脱气柱2脱气处理温度为60℃，真空度为2000Pa；脱气后产物进入第一级降模式分子蒸馏柱3分离酯化反应剩余的甲醇，温度为90℃，真空度为1000Pa；最后进入第二级降模式分子蒸馏器4将588克甘油分离出来，温度为180℃，真空度为50Pa，剩余杂质排出。所制得的蒸出物甘油的纯度为98.5％。

实施例2

采用牛油与乙醇进行酯化反应，牛油与乙醇摩尔比为1∶6.5。酯化反应产物通过静止分层，取下层液(粗甘油)800ml进入缓冲罐1，如图1所示，然后进入脱气柱2脱气处理温度为100℃，真空度为1000Pa；脱气后产物进入第一级分子蒸馏柱3分离酯化反应剩余的乙醇，温度为60℃，真空度为100Pa；最后进入第二级降模式分子蒸馏器4将312克甘油分离出来，温度为100℃，真空度为1Pa，剩余杂质排出。所制得的甘油的纯度为98.5％。

实施例3

采用菜籽油与甲醇进行酯化反应，菜籽油与甲醇摩尔比为1∶7。酯化反应产物通过高速离心进行粗分离，取粗甘油600ml进入缓冲罐1，如图1所示，然后进入脱气柱2脱气处理温度为80℃，真空度为3000Pa；脱气后产物进入第一级降模式分子蒸馏柱3分离酯化反应剩余的甲醇，温度为120℃，真空度为2500Pa；最后进入第二级降模式分子蒸馏器4将510克甘油分离出来，温度为200℃，真空度为100Pa，剩余杂质排出。所制得的甘油的纯度为98.6％。

实施例4

采用鱼油与甲醇进行酯化反应，鱼油与甲醇摩尔比为1∶7.5。酯化反应产物通过高速离心进行粗分离，取粗甘油900ml进入缓冲罐，然后进入脱气柱脱气处理，温度为90℃，真空度为4000Pa；随后进入降模式分子蒸馏柱，分离甲醇，并分离出甘油785克，其蒸馏温度为90℃，真空度为2Pa。剩余杂质排出。所制得的甘油的纯度为98.5％。

实施例5

采用小桐子油和菜籽油混合物与甲醇进行酯化反应，小桐子油和菜籽油混合物(小桐子油占混合物摩尔数的50％)与甲醇的摩尔比为1∶6。酯化反应产物850ml进入缓冲罐，然后进入脱气柱脱气处理，温度为110℃，真空度为2000Pa；随后进入降模式分子蒸馏柱，分离甲醇，并分离出甘油65克，其蒸馏温度为200℃，真空度为5Pa。剩余生物柴油和杂质排出。所制得的甘油的纯度为99％。

实施例6

采用棕榈油与己醇进行酯化反应，棕榈油与甲醇的摩尔比为1∶6.5。酯化反应产物750ml进入缓冲罐，然后进入脱气柱脱气处理，温度为90℃，真空度为1000Pa；随后进入降模式分子蒸馏柱，分离乙醇，并分离出甘油42克，其蒸馏温度为60℃，真空度为1Pa。剩余生物柴油和杂质排出。所制得的甘油的纯度为98.5％。

Claims

1、利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，其特征在于包括以下步骤：①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行粗分离得粗甘油；③将粗甘油进行分子蒸馏处理，制得甘油；所述粗甘油分子蒸馏处理温度为60-200℃，真空度为2500-1Pa，脱气并分离出甲醇或乙醇，得到甘油。

2、根据权利要求1所述利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，其特征在于所述步骤③的分子蒸馏处理包括两级，前级处理的温度为60-120℃，真空度为2500-100Pa，分离出甲醇或乙醇；第二级处理控制温度为100-200℃，真空度为100-1Pa，分离出甘油。

3、根据权利要求1所述利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，其特征在于所述步骤②中，粗分离为静止分层或用高速离心分离。

4、根据权利要求1所述利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，其特征在于所述步骤①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、甲醇或乙醇和杂质。

5、根据权利要求4所述利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，其特征在于所述的植物油为椰子油、棕榈油、麻枫树油、菜籽油、小桐子油、大豆油和花生油中的一种或多种；所述的动物油为猪油、牛油、禽畜油或鱼油。

6、一种利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，其特征在于包括以下步骤：①以植物油或动物油之一或混合物为原料，进行酯化反应；②把酯化反应产物进行分子蒸馏处理，制得甘油；所述酯化反应产物分子蒸馏处理的温度为60-200℃，真空度为2500-1Pa，脱气并分离出甘油。

7、根据权利要求6所述利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，其特征在于所述步骤①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、甲醇或乙醇和杂质。

8、根据权利要求7所述利用分子蒸馏技术制备甘油的方法，其特征在于所述的植物油为椰子油、麻枫树油、棕榈油、菜籽油、小桐子油、大豆油和花生油中的一种或多种；所述的动物油为猪油、牛油、禽畜油或鱼油。